2.1 Технико-экономический анализ

Технико-экономический анализ заключается в исследовании стоимостных и временных характеристик элементов НИК в зависимости от технических показателей обслуживаемого ЛА и в выборе оптимального варианта построения НИК, предназначенных для опытной отработки ЛА различных видов.

Порядок составления Технико-экономический анализа:

• Определить временные характеристики технологического цикла подготовки ЛА.

• Провести обоснование состава и структуры элементов НИК для двух (любых) принципиальных схем технологической подготовки ЛА к испытаниям.

• Определить приведённую общую стоимость создания НИК (для двух выбранных принципиальных схем технологической подготовки ЛА к испытаниям).

• .Провести сравнительный анализ затрат на создание НИК по выбранным вариантам структурного построения.

• Построить зависимость суммарных затрат на создание НИК от стартовой массы ЛА (необходимо воспользоваться результатами расчётов всех подгрупп).

Выполнение расчета технико-экономического анализа:

Основные характеристики ЛА как объектов обслуживания: Тип двигателя ЖРД, число ступеней 2, стартовая масса 470 Т, масса топлива 423 Т, длина 60 м, наибольшие диаметры по ступеням 3.9 м., тяга первой ступени 7400 КН, тип компонентов топлива жидкий кислород/керосин, количество ДУ 1ой ступени 4.

Метод подготовки к пуску выбран горизонтальный на технической позиции - горизонтальная сборка ЛА и проведения комплекса испытаний осуществляются на ТП в монтажно-испытательном корпусе, затем ЛА в горизонтальном положении. транспортируют на стартовую позицию и устанавливают на пусковое устройство.

2.1.1 Определить временные характеристики технологического цикла подготовки ла.

Одним из важных параметров, характеризующих эффективность функционирования НИК является время выполнения задачи по подготовке ЛА, к испытаниям, т. е. время, связанное с выполнением предстартовых операций.

Формализация связей, влияющих на выполнение отдельных операций, поиск определенных принципов построения и состава НИК, оптимизирующих временные характеристики технологического цикла подготовки РН к испытаниям, а так же увязка их требуемыми параметрами РН и учет особенностей функционирования НИК является основой для составления математической модели наземного испытательного комплекса.

Обработка статических данных позволили получить следующее расчетные зависимости для определения продолжительности основных операций технологического процесса.

Время сборки ЛА в МИКе складывается из следующих составляющих:

t_сб1 = t_в + t₀ + t_ПГ + t_П + t_АИ + t_КИ + t_ЗО + t_сб2 + t_УК

t_в – время выгрузки РН с транспортного средства, t₀ – время осмотра, t_ПГ – время проверки герметичности, t_П – время на пневматические испытания, t_АИ – время автономных испытаний, t_КИ – время комплексных испытаний, t_ЗО – время заправочных операций, t_сб2 – время сборки ступеней, t_УК – время укладки РН на рабочие места.

выражение может быть аппроксимировано

t_сб1 = 6,47×10 ^{- 3}× (L×D_м) ^0,57× (m_бл×n_ДУ∑) ^0,96× (L / D) ^1,76 час

L = 60 м – длина РН, D_м = 3,9 м – диаметр наибольшего блока, m_бл = 2 – количество блоков и ступени РН, n_ДУ^∑ = 4 – общее количество ДУ.

t_сб1 = 6,47×10 ^{- 3}× (60 ×3,9) ^0,57× (2×4) ^0,96× (60 / 3,9) ^1,76=131 час

Время подготовки носителя на СП (время вывода из МИК до пуска РН) определяется по формуле:

= t_ТР + t_УСТ + t_нав + t_ГИ + t_з

t_ТР – время на транспортировку с МИКа на СП, t_УСТ, t_нав – время на установку РН на ПУ и наведение по азимуту, t_ГИ – время генеральных испытаний на ПУ, t_з – время заправочных операций на СП.

Данное выражение можно преобразовать: = t_СП + t_з,

t_СП = 3,97×10 ^{- 9}×П ^0,7×m ^7,42× (L / D) ^5,34×D ^2,11 час

П – количество обслуживающего персонала, m – количество ступеней РН,

t_СП составляет 100 %, тогда t_ТР = 3 ÷ 5 %, t_УСТ = 15 %, t_ГИ = 30 ÷ 57 %, t_з = 10 ÷ 30 % от общего времени t_СП.

t_СП = 3,97×10 ^{- 9}×10 ^0,7×2 ^7,42× (60 / 3,9) ^5,34×3,9 ^2,11=131 часов

Пусть время заправочных операций на СП будет равно t_з = 20 % от общего времени, тогда t_з = 26 часа

= 131 + 26= 157 часов

Время пристыковки КА к РН находится по формуле:

t_сб2 = (22,1×D*) – 3,3

D* = 4,15– диаметр РН в месте стыковки с КА

t_сб2 = (22,1×4,15) – 3,3 = 88,42

Время, в течение которого обеспечивается полная сборка и проверка определенного количества ЛА на ТП (время формирования) может быть определено зависимостью вида:

T_ф^ТП = (A/M) ×t_сб1+(Ã/M) × (t _сб2+t_ТР2),

А – количество РН, блоки которых в период формирования поступают с завода-изготовителя на сборку в МИК (А = 1),

à = А – N – суммарное количество накапливаемых в пределах ТП РН к моменту первого пуска,

М =10 – количество сборочных пролетов в МИКе с момента привоза с завода-изготовителя до вывода из МИК,

t_сб1 – время в МИКе с момента привоза с завода-изготовителя до вывода из МИК,

t_сб2 – время пристыковки ПН к РН, доставляемого с хранилища ТН,

t_ТР2 = 3 часа – время доставки собранного РН из хранилища ТН в МИК для пристыковки ПН,

N = – количество пусков РН за время формирования.

Время накопления необходимого запаса РН в хранилище ТН до первого пуска:

Т _Н = t ^' + × (t_сб1 + t_ТР1)

t ' = 15 часов – темп поставок комплекта ступеней РН заводом-изготовителем,

t_ТР1 = 3 часа – время доставки одного комплекса РН с МИКа в хранилище технической позиции.

Т _Н = 15 + × (131+ 3) = 28,4 часа

За время формирования, Т_ф производится обеспечение N (N = 1) пусков РН на стартовой позиции

Т_ф = (k - 1)×t₁ + (n - 1) ×t₂ – (k×n - N)×t₂

n = 1 – число пусковых устройств (ПУ), необходимых для выполнения задачи,

t₁ = 12 (ч) – интервал календарного времени между пусками с одной пусковой установки,

t₂ = 12 (ч) – интервал календарного времени между пусками с разных пусковых установок,

k = 10 – количество пусков с одной ПУ

Т_ф = (10 - 1) ×12+ (1 - 1)×12 – (10 ×1 - 10) ×12 = 108 часа

При равномерном процессе снабжения рассматриваемого НИК блоками РН значение времени t ' должно удовлетворять условию:

t'≤(T_ф-T_н)/N = (108-28,4)/1=79,4 часов

Получаем равномерный процесс снабжения НИК блоками РН.

Количество РН, собранных в хранилище ТП к моменту первого пуска А:

Ã=N× t_сб1× ( Т_н -t') / [Т_ф× ( t_ТР1+ t_сб1)+ (Т_н -t') × ( t_сб1+ t_сб2 – t_ТР2)]=

= 1×131× (28,4 -15)/[ 108× (3+131)+( 28,4-15) × (131+88,42 -3)] =0.1

Полное время сборки и проверки определенного количества РН равно

T_ф^ТП =1/1×131+2.4/1× (88,42 +3)= 350,4 ч.