режим: наблюдение
Голубьтехбюро орнитотехники
РЭ 14редакция от 01.09.2026чтение 38 мин

Наработка, ресурс и сокращение парка изделий ВРБ-3

Показатели безотказности изделия ВРБ-3: три потока отказов, разложение собственной интенсивности по шести платам, ресурс накопителя НЭ-5, баланс парка и годовой цикл доукомплектования, ведомость масс и механизм сокращения фонда пунктов базирования.

Кратко

Воробьи живут 2,51 года в городской застройке, 1,68 года вне застройки и до 3,00 лет в южных зонах. Суммарная интенсивность отказов 45,5 · 10⁻⁶ 1/ч дает наработку 21 978 ч. Собственная наработка аппаратуры выше — 4,23 года: разницу дают зимний тепловой дефицит и внешнее воздействие. Годовая убыль партии 32,9%.

1. Показатели и термины: как считается, сколько живут воробьи

Настоящий лист переносит аппарат безотказности, изложенный в РЭ 05, на изделие ВРБ-3. Показатели те же, определения не меняются. Меняется структура потоков: у базового изделия их два, у ВРБ-3 три, и третий поток к аппаратуре отношения не имеет вовсе.

ПоказательОпределениеЕдиница
Интенсивность отказов λУсловная плотность вероятности отказа в момент t при условии, что до t отказа не было1/ч
Средняя наработка на отказ TМатематическое ожидание наработки до отказа, для экспоненциального закона T = 1/λч
Средняя продолжительность эксплуатацииНаработка до убытия по любой причине, включая внешние и сезонныелет
Убыль партии за периодДоля единиц партии, выбывших за календарный период%
Ресурс накопителяЧисло полных циклов заряд-разряд до падения отдаваемой емкости ниже критерияциклов

Величина, которую фиксирует наблюдатель на объекте, — третья. Величина, закладываемая в конструкцию, — вторая. Между ними лежат два потока, к надежности плат не относящихся: внешнее воздействие и сезонный тепловой дефицит. Именно они дают расхождение между расчетной наработкой аппаратуры 4,23 года и наблюдаемой продолжительностью 2,51 года.

Четвертая величина, убыль партии за период, для ВРБ-3 является рабочей, а не справочной. Изделие эксплуатируется только партиями, минимальная партия 40 ед., резервирование вынесено за пределы единицы, поэтому регламент оперирует убылью партии, а не наработкой отдельного изделия, см. РЭ 13.

2. Основные данные по наработке и ресурсу

Суммарная интенсивность отказов
45,5 · 10⁻⁶ 1/ч
Средняя наработка до убытия
21 978 ч, 2,51 года
Наработка по собственным отказам аппаратуры
37 037 ч, 4,23 года
Паспортное значение
2…3 года
Продолжительность вне застройки
14 706 ч, 1,68 года
Продолжительность в южных зонах
26 316 ч, 3,00 года
Годовая убыль партии
32,9%
Допустимая убыль без потери покрытия
33%
Убыль за зимний период
15,8% за 120 сут
Убыль за летний период
20,3% за 245 сут
Ресурс накопителя НЭ-5
9 000 полных циклов
Циклов накопителя в сутки
8…12
Срок по ресурсу накопителя
2,05…3,08 года
Годовое доукомплектование партии
13,2 ед.
Назначенный ресурс
не устанавливается
Гарантийный срок
не устанавливается

Данные относятся к изделию, размещенному в городской застройке средней полосы. Для прочих условий размещения приведены отдельные значения в разделе 7. Все величины настоящего раздела выведены расчетом и приводятся в разделах 3, 6, 8 и 11 вместе с исходными данными.

3. Три потока отказов и суммарная наработка

Наблюдаемая продолжительность эксплуатации определяется суммой независимых потоков. Потоки складываются как интенсивности, поскольку все три приводят к одному исходу — прекращению эксплуатации единицы. У базового изделия потоков два, у ВРБ-3 выделен третий, сезонный.

Потокλ, 10⁻⁶ 1/чДоляСодержание потока
Собственные отказы аппаратуры27,059,3%отказ платы или узла, разложение в разделе 4
Внешнее воздействие11,525,3%противодействие, соударения с остеклением, см. РЭ 12
Сезонный тепловой дефицит7,015,4%средний по году, зимний участок 21,3, см. РЭ 15
Суммарно45,5100%наработка 21 978 ч, 2,51 года

Обратная величина суммы дает среднюю наработку до убытия: 1 / (45,5 · 10⁻⁶) = 21 978 ч, что при 8 760 ч в году составляет 2,51 года. Значение лежит в середине паспортного интервала 2…3 года.

Собственная наработка аппаратуры считается по одной первой строке: 1 / (27,0 · 10⁻⁶) = 37 037 ч, то есть 4,23 года. Отношение 2,51 / 4,23 равно 59,3% и в точности совпадает с долей собственного потока в сумме, что является контрольной проверкой расчета.

4. Собственная интенсивность отказов: разложение по шести платам

Изделие представляет собой последовательную схему по надежности. Резервирования внутри единицы нет ни по одной подсистеме: массогабарит его не допускает, резерв вынесен в партию. Отказ любой из шести плат выводит единицу из эксплуатации, поэтому интенсивности складываются.

Плата или узелλ, 10⁻⁶ 1/чДоляВедущий механизм отказа
МПР-4, силовая часть приводов9,134%усталость соединений при 12…15 Гц
МП-5, питание и заряд6,825%деградация емкостных элементов
ОМ-3, ОМ-4, оптические модули3,513%деградация переднего покрытия
МВ-7, вычислитель и журнал2,710%термоциклирование
МА-2, акустический тракт1,97%деградация излучателя
МД-3, инерциальный блок и термоконтроль1,66%уход опорного генератора
Прочие узлы1,45%разное
Суммарно по изделию27,0100%наработка 37 037 ч

Плат в изделии шесть: свои МВ-7, МО-2, МА-2 и МПР-4, контрактные МП-5 и МД-3. Отдельных плат термоконтроля и самодиагностики не предусмотрено, их функции размещены на МД-3 и МВ-7, поскольку габарит отдельных плат в изделии не размещается. Состав и происхождение плат изложены в РЭ 01, разъемов и межплатных соединений, допускающих разборку, изделие не имеет.

Ведущий узел — силовая часть приводов, 34% суммарной интенсивности. Причина в числе циклов нагружения. По энергобалансу суток приводной контур работает 0,60 ч в сутки (0,25 ч маршевого полета и 0,35 ч перелетов малой дальности) при частоте 13,5 Гц в середине диапазона. Это дает 13,5 × 0,60 × 3 600 = 29 160 циклов в сутки. За наработку 21 978 ч, то есть 916 суток, накапливается 26,7 млн циклов нагружения соединений.

5. Сравнение с ГЛБ-1: почему воробьи живут меньше голубей

Собственная интенсивность отказов ВРБ-3 равна 27,0 против 10,4 у базового изделия ГЛБ-1: хуже в 2,6 раза. Аппаратура при этом однотипна, а часть плат общая по номенклатуре. Разница целиком объясняется масштабным переходом от массы 320 г к массе 31 г, отношение 10,3, линейный масштаб 2,18.

ФакторГЛБ-1ВРБ-3Следствие для интенсивности отказов
Частота работы привода5…9 Гц12…15 Гцциклов нагружения соединений больше в 2,2 раза
Средняя масса платы1,9 г у силовой0,47 гплотность компоновки выше в 4,1 раза
Сечение проводников силовых цепейпо массе платыуменьшено пропорциональноплотность тока выше, деградация пайки быстрее
Тепловая инерция корпусамасса 320 гмасса 31 гузлы следуют за наружной температурой, размах шире
Резервированиеотсутствует, схема последовательнаяотсутствует, резерв вынесен в партиюна интенсивность отказов единицы не влияет
Собственная λ, 10⁻⁶ 1/ч10,427,0отношение 2,6

Средняя масса платы получена делением массы платного комплекта на число плат: 2,8 г / 6 = 0,47 г. Против силовой платы ГЛБ-1 массой 1,9 г это в 4,1 раза меньше при сопоставимом числе элементов, отсюда плотность компоновки и сечения проводников.

Отношение поверхности к массе у ВРБ-3 выше голубиного в 2,18 раза. Тепловая постоянная корпуса уменьшается в той же пропорции, узлы отслеживают наружную температуру практически без задержки, и размах термоциклирования за сутки шире. Это и дает вклад в строку МВ-7, где ведущим механизмом указано термоциклирование.

6. Сезонный участок: убыль за зиму и за лето

Сезонный поток на летнем участке равен нулю, на зимнем — 21,3 · 10⁻⁶ 1/ч. Зимний участок принят длительностью 120 сут, летний 245 сут, в сумме 365. Проверка усреднения: 21,3 × 120 / 365 = 7,00, что совпадает со среднегодовым значением из раздела 3.

УчастокДлительностьλ сезон.λ сумм.Убыль за участокУбыль в месяц
Зимний120 сут, 2 880 ч21,359,815,8%3,95%
Летний245 сут, 5 880 ч038,520,3%2,53%
За год365 сут, 8 760 ч7,0 в среднем45,532,9%2,74% в среднем

Убыль за зимний участок: 1 − exp(−59,8 · 10⁻⁶ × 2 880) = 15,8%. Убыль за летний: 1 − exp(−38,5 · 10⁻⁶ × 5 880) = 20,3%. Произведение долей выживания 0,842 × 0,797 = 0,671 дает годовую убыль 32,9%, что совпадает с прямым расчетом по суммарной интенсивности 1 − exp(−45,5 · 10⁻⁶ × 8 760) = 32,9%.

Абсолютная убыль за лето выше, чем за зиму, потому что летний участок вдвое длиннее. Приведение к месяцу дает обратную картину: зимние 15,8% приходятся на четыре месяца, летние 20,3% — на восемь, откуда 3,95% в месяц зимой против 2,53% летом, то есть темп выбытия зимой выше в 1,56 раза.

7. Условия размещения: сколько живут воробьи в городе и в поле

Собственная интенсивность отказов от условий размещения не зависит: комплект плат один и тот же, ревизия одна. Меняются два внешних потока, и весь наблюдаемый разброс продолжительности дают именно они.

Условия размещенияλ собств.λ внеш.λ сезон.λ сумм.НаработкаГодовая убыль
Городская застройка27,011,57,045,521 978 ч, 2,51 года32,9%
Вне застройки27,030,011,068,014 706 ч, 1,68 года44,9%
Южные зоны27,09,02,038,026 316 ч, 3,00 года28,3%

Вне застройки растут оба внешних потока сразу. Внешнее воздействие увеличивается в 2,6 раза из-за отсутствия укрытий и открытых подходов к позициям, сезонный — в 1,6 раза, поскольку пункты группового отстоя закрытого типа вне застройки редки, а дупла и полости опор вмещают меньшее число единиц. В южных зонах сезонный поток падает до 2,0: ночь короче, отрицательные температуры кратковременны.

Годовая убыль в таблице получена по формуле 1 − exp(−λ × 8 760) для каждой строки. Для условий вне застройки убыль 44,9% превышает допустимые 33%, поэтому партия вне застройки теряет связность цепи до истечения годового цикла доукомплектования: порог 27 узлов достигается за ln(40 / 27) / (68,0 · 10⁻⁶) = 5 780 ч, то есть за 241 сутки, и остаток года партия работает несвязными подгруппами. Сокращенный цикл регламентом не предусмотрен: доукомплектование выполняется раз в год, а резерва на дополнительную поставку ресурс площадки ПЛ-4 не содержит, см. РЭ 17.

8. Лимитирующий узел: ресурс накопителя НЭ-5

Ресурс накопителя выражается не в часах, а в полных циклах заряд-разряд, и от интенсивности отказов не зависит. Это второй, независимый путь оценки срока службы изделия.

Индекс накопителя
НЭ-5
Запасаемая энергия
0,34 кДж
Масса накопителя
3,4 г, 11,0% массы изделия
Ресурс
9 000 полных циклов
Критерий выработки
падение отдаваемой емкости до 60%
Полных циклов в сутки
8…12
Время полного цикла заряда от БХП-6
10 мин при резерве 0,71 Вт и КПД 80%
Срок по ресурсу, 12 циклов в сутки
750 сут, 2,05 года
Срок по ресурсу, 8 циклов в сутки
1 125 сут, 3,08 года
Взлетов из полного накопителя
88 при импульсе 3,85 Дж

Расчет прямой: 9 000 / 12 = 750 сут = 2,05 года при верхней границе числа циклов и 9 000 / 8 = 1 125 сут = 3,08 года при нижней. Число взлетов получено делением запасаемой энергии на импульс взлета: 340 Дж / 3,85 Дж = 88, где 3,85 Дж есть произведение пиковой мощности 5,5 Вт на длительность взлета 0,7 с.

Через накопитель проходит не вся суточная энергия. При 8…12 циклах по 0,34 кДж оборот составляет 2,72…4,08 кДж в сутки, то есть 0,76…1,13 Вт·ч при суточном потреблении 4,45 Вт·ч, — от 17 до 25%. Остальное подается с энергоустановки БХП-6 напрямую, минуя накопитель, поэтому ресурс расходуется только пиковыми режимами: взлетом и синхронным сходом подгруппы.

Емкость накопителя масштабирована по массе изделия. У ГЛБ-1 накопитель НЭ-2 имеет 3,55 кДж, отношение 3,55 / 0,34 = 10,4 при отношении масс 320 / 31 = 10,3. Расхождение 1% подтверждает, что удельная энергоемкость на грамм массы изделия при масштабном переходе сохранена.

9. Сходимость двух расчетов и сбалансированность конструкции

Два расчета выполнены на разных исходных данных и разными методами. Первый оперирует интенсивностями отказов элементной базы, второй — числом циклов накопителя и суточным энергобалансом. Общих величин у них нет.

Путь расчетаИсходные данныеРезультат
Поток отказовλ сумм. 45,5 · 10⁻⁶ 1/ч21 978 ч, 2,51 года
Ресурс лимитирующего узла9 000 циклов при 8…12 в сутки750…1 125 сут, 2,05…3,08 года
Паспортное значениерезультат приемочных испытаний2…3 года

Интервалы перекрываются, и значение 2,51 года лежит внутри интервала 2,05…3,08. Совпадение не случайно и является признаком сбалансированной конструкции: накопитель вырабатывается ровно к моменту, когда поток отказов снимает изделие.

Проверка через долю дожития. К сроку 2,05 года из партии остается exp(−45,5 · 10⁻⁶ × 17 958) = 44,2% единиц, к сроку 3,08 года — 29,3%. То есть выработку накопителя застает от четверти до половины партии, а остальные выбывают раньше по потоку отказов. Ни один из двух механизмов не является определяющим для всей партии.

10. Замыкание трех чисел: убыль, допустимая убыль и связность

Три величины настоящего листа получены независимо друг от друга и сходятся в одну точку. Именно эта точка задает весь регламент эксплуатации партии.

  • Годовая убыль партии по потоку отказов: 1 − exp(−45,5 · 10⁻⁶ × 8 760) = 32,9%.
  • Допустимая убыль партии по паспорту, при которой покрытие сохраняется: 33%.
  • Минимальная связная цепь акустического канала ША-2: 27 узлов, то есть 67,5% партии из 40 ед.
ВеличинаКак полученаЗначение
Годовая убыль партии1 − exp(−45,5 · 10⁻⁶ × 8 760)32,9%
Остаток партии через год40 × 0,6712726,85 ед.
Допустимая убыль по паспортуприемочные испытания покрытия33%, остаток 27 ед.
Минимальная связная цепь26 пролетов по 90 м, развертывание 2 340 м27 узлов, радиус 1,17 км
Расхождение между расчетом и паспортом27 − 26,850,15 ед., 0,6%

Годовая убыль по потоку отказов и допустимая убыль по покрытию совпадают с точностью 0,6%, а остаток партии совпадает с длиной минимальной связной цепи. Отсюда прямо следует период доукомплектования: партия из 40 ед. доходит до 27 узлов за ln(40 / 26,85) / (45,5 · 10⁻⁶) = 8 760 ч, то есть ровно за один год.

Паспортное ограничение «допустимая убыль до 33%» не является запасом прочности, назначенным конструктором. Это прямое следствие дальности акустического канала 90 м и рабочего радиуса 1…2 км: цепь короче 27 узлов не покрывает зону ответственности, см. РЭ 13.

11. Баланс парка и годовой цикл доукомплектования

Годовая убыль партии определяет годовую потребность парка в доукомплектовании. Потребность сопоставляется с выпуском единственной площадки ПЛ-4, и баланс замыкается без остатка.

ПоказательРасчетЗначение
Запуск площадки ПЛ-4760 ед./сут × 365277 400 ед./год
Годный выпуск277 400 × 0,908251 879 ед./год
Парк на учете251 879 / 0,32873766 000 ед. с округлением до тысяч
Партий на учете766 000 / 4019 150
Годовая потребность парка766 000 × 0,32873251 807 ед./год
Расхождение баланса251 879 − 251 80772 ед., 0,03%
Доукомплектование на партию40 × 0,3287313,15 ед., округленно 13,2

Выход годных на площадке составляет 90,8%: из 277 400 запущенных за год единиц приемку проходят 251 879, что и является годным выпуском. Отбраковка 9,2% относится преимущественно к контрактным платам МП-5 и МД-3, порядок приемки изложен в РЭ 07.

Парк выведен обратным счетом: годный выпуск, поделенный на годовую убыль, дает 766 219 ед., что при учете с округлением до тысяч составляет 766 000 ед. и 19 150 партий. Потребность парка 251 807 ед. в год отличается от годного выпуска на 72 ед., то есть на 0,03%. Баланс парка замкнут: площадка выпускает ровно столько, сколько парк теряет.

Доукомплектование выполняется раз в год, транспортировка ведется партиями по 40 ед. Самовосполнения парка не существует ни в каком виде: серийный номер присваивается на площадке при привязке пакета бортового программного обеспечения к плате МВ-7, см. РЭ 17.

12. Структура партии по наработке

При ежегодном доукомплектовании 13,15 ед. и годовой доле выживания 0,671 состав партии выходит на установившееся распределение. Численность когорты, поступившей k лет назад, равна 13,15 × 0,671 в степени k.

Наработка единицыЕдиниц в партииДоля партии
до 1 года13,1532,9%
1…2 года8,8322,1%
2…3 года5,9314,8%
3…4 года3,989,9%
4…5 лет2,676,7%
свыше 5 лет5,4413,6%
Итого40,00100,0%

Треть партии в любой момент времени имеет наработку менее года. Средняя наработка единицы в партии равна 1 / λ = 2,51 года и совпадает со средней наработкой до убытия, как и положено для потока с постоянной интенсивностью.

Отдельный участок приработки у ВРБ-3 в наблюдении не выделяется. Приработочная убыль базового изделия составляет до 30% за первый год, что для ВРБ-3 неотличимо от нормальной годовой убыли 32,9%. Кроме того, ежегодное обновление трети партии размазывает приработочный участок по всему сроку эксплуатации партии, и по обходам он не читается.

13. Ведомость масс: сколько весит воробей

Масса снаряженного изделия составляет 24…38 г, расчетная 31,0 г. Разброс задан комплектацией и заправкой: штатный запас заправки 1,4…2,2 г, снаряжение блока сброса 0,45 г, комплектация контрастного и неконтрастного исполнений различается, см. РЭ 16.

Составная частьМасса, гДоля
Планер и покрытие11,838,1%
Приводы ПМ-4, ПМ-5, ПМ-6 и силовой набор7,122,9%
Энергоустановка БХП-6 и тракт заправки3,711,9%
Накопитель НЭ-53,411,0%
Платы, 6 шт.2,89,0%
Оптические модули ОМ-3, ОМ-41,34,2%
Блок сброса БМС-2 снаряженный0,92,9%
Итого31,0100,0%

Ведомость сходится в ноль. Три позиции, дающие 72,9% массы, — планер, приводной комплект и энергоустановка — резервированию не подлежат по определению, и именно их доля в массе делает внутреннее резервирование невозможным. Массы, свободной под дублирование хотя бы одной платы, в ведомости нет.

Удельный суточный расход заправки выше голубиного в 1,79 раза: 8,7% массы у ГЛБ-1 против 8,7 × 1,79 = 15,6% у ВРБ-3, что дает 4,8 г в сутки летом. В холодный период расход растет до 8…11 г в сутки, то есть до 26…35% массы изделия за сутки, — отсюда жесткость зимнего баланса, см. РЭ 15.

14. Куда пропали воробьи: вывод пунктов базирования из оборота

Основной механизм сокращения парка ВРБ-3 к аппаратуре отношения не имеет. Изделие эксплуатируется с опорой на пункты базирования закрытого типа — полости малого объема в конструкции зданий, пригодные для группового отстоя. Фонд таких полостей выводится из оборота работами по зданиям, и вывод носит необратимый характер.

Требования к пункту базирования изложены в РЭ 06. Для ВРБ-3 к ним добавляется зимнее требование: полость должна вмещать не менее шести единиц одновременно, иначе выигрыш по теплопотерям неполный, см. раздел 16.

Работа по зданиюЧто выводится из фондаХарактер вывода
Устройство навесного вентилируемого фасадазазоры и полости стеновой конструкцииполный, необратимый
Герметизация межпанельных швовполости стыков панелейполный
Замена шиферной кровли на профилированный лист или мембрануподкровельное пространство, полости под волнойполный
Закрытие вентиляционных продухов цоколя и чердака решеткойпродухи, основной зимний фондполный
Замена деревянных рам на стеклопакетыполости коробки и четвертиполный
Подшивка карнизных свесовпространство под стрехойполный
Капитальный ремонт без изменения ограждающих конструкцийне выводитфонд сохраняется

Общая черта всех перечисленных работ — они не направлены против изделия и выполняются по теплотехническим и противопожарным основаниям. Отпугивающие устройства и меры прямого противодействия, разбираемые в РЭ 11, дают вклад в поток внешнего воздействия и в настоящем разделе не рассматриваются: их доля в сокращении парка на порядок меньше.

15. Темп сокращения фонда пунктов базирования

Темп вывода фонда по совокупности работ, перечисленных в разделе 14, составляет 4…7% в год от остатка. Убыль мультипликативная: работы выполняются по остаточному фонду, а не по исходному, поэтому остаток описывается степенной зависимостью, а не линейной.

Темп выводаЧерез 5 летЧерез 10 летЧерез 15 летЧерез 20 летЧерез 25 лет
4% в год81,5%66,5%54,2%44,2%36,0%
5% в год77,4%59,9%46,3%35,8%27,7%
6% в год73,4%53,9%39,5%29,0%21,3%
7% в год69,6%48,4%33,7%23,4%16,3%

За 25 лет от исходного фонда остается от 16 до 36% в зависимости от темпа. Срок половинной убыли фонда: ln 0,5 / ln 0,96 = 17,0 года при темпе 4% и ln 0,5 / ln 0,93 = 9,6 года при темпе 7%.

Само по себе сокращение фонда парк не снимает. Пока остатка фонда хватает на размещение партий, парк следует за фондом плавно. Скачкообразное убытие возникает при переходе через один из двух порогов, изложенных в разделах 16 и 17, и окна достижения обоих порогов от начала работ перекрываются.

16. Первый порог: зимний тепловой

Средняя мощность изделия зимой с учетом подогрева ядра составляет 0,40 Вт. Декабрьская ночь на широте 55 градусов длится 16 ч, и все это время заправка недоступна: порог освещенности приемного узла ПУ-2 равен 40 лк. Изделие проходит ночь на резерве.

Состав группы в полостиСнижение теплопотерьСредняя мощность, ВтРасход за 16 ч, Вт·чПотребный резерв, гШтатный резерв 1,4…2,2 г
1 ед., полости нет00,406,402,46не покрывает
6 ед.30%0,284,481,72на границе
8…10 ед.38%0,2483,971,53покрывает
12 ед.45%0,223,521,35покрывает с запасом

Потребный резерв получен делением расхода за ночь на удельную энергоемкость заправки 2,60 Вт·ч на грамм. Одиночный отстой требует 6,40 / 2,60 = 2,46 г, что выходит за верхнюю границу штатного резерва 2,2 г. Групповой отстой при шести и более единицах в полости укладывается в штатный резерв.

Обратный счет по запасу хода дает ту же картину. Резерв 2,2 г при мощности 0,40 Вт держит 5,72 / 0,40 = 14,3 ч, резерв 1,4 г — 3,64 / 0,40 = 9,1 ч. Это и есть паспортный зимний запас хода 9…14 ч. При длительности ночи 16 ч одиночное изделие выводится за 1,7…6,9 ч до наступления рассветного порога освещенности.

Число пунктов группового отстоя, потребных партии: при вместимости полости 6…12 единиц партия из 40 ед. требует от четырех полостей при верхней вместимости до семи при нижней. Снижение фонда квартала ниже четырех пригодных полостей оставляет часть партии без укрытия целиком. Остаток фонда на этом пороге составляет 4 / 7 = 57,1%, что при темпе вывода 4…7% в год достигается за 7,7…13,7 года.

17. Второй порог: связность цепи из 27 узлов

Второй порог задан акустическим каналом обмена ША-2. Радиоканала изделие не имеет, обмен между единицами партии ведется звуковым давлением, и дальность канала ограничивает шаг цепи.

Несущая канала ША-2
2,5…6,5 кГц
Дальность канала
60…120 м, расчетная 90 м
Штатный шаг сети в плотной застройке
60…90 м
Минимальная связная цепь
27 узлов
Развертывание цепи
26 пролетов по 90 м, 2 340 м
Радиус зоны ответственности
1,17 км
Порог по остатку фонда
44,4%
Срок достижения порога
11,2…19,9 года

Шаг сети растет по мере разрежения фонда. При равномерном размещении средний шаг обратно пропорционален корню из плотности пунктов, поэтому переход со штатных 60 м на предельные 90 м наступает при остатке фонда (60 / 90) в квадрате, то есть 44,4%. Дальше цепь физически не смыкается.

Срок достижения порога: ln 0,444 / ln 0,96 = 19,9 года при темпе вывода 4% в год и ln 0,444 / ln 0,93 = 11,2 года при темпе 7%. Тепловой порог по разделу 16 наступает при остатке фонда 57,1% и достигается за 7,7…13,7 года. Окна перекрываются в интервале 11,2…13,7 года, и разделить пороги по данным наблюдения нельзя.

Ниже порога связности партия распадается на несвязные подгруппы. Функция при этом теряется раньше связи: одиночное изделие дает вероятность правильной классификации 0,71 при требовании приемки 0,85, которое обеспечивает только мажоритарное решение подгруппы из пяти единиц в пределах взаимной слышимости, см. РЭ 13.

18. Почему исчезли воробьи из городов: убытие участками

Оба порога, изложенные в разделах 16 и 17, срабатывают скачком. Отсюда наблюдаемая картина, которая при плавном сокращении фонда выглядит противоречиво: парк не редеет равномерно, а исчезает участками целиком, при этом соседние участки сохраняют полную численность.

ПризнакОжидаемое при плавной убылиНаблюдаемая картина
Профиль убыли по кварталуплавное снижение численностиступенчатый переход к нулю
Промежуточные состояния партиинаблюдаются годамине наблюдаются
Граница убыли на местностиразмытаясовпадает с границей квартала работ
Время переходагодыодин зимний период
Соседний квартал без работубывает синхронносохраняет полную численность
Возврат после восстановления условийчастичныйне происходит, см. раздел 19

Механизм перехода следующий. Пока в квартале остается хотя бы четыре пригодные полости, партия проходит зиму в полном составе и убывает по потоку отказов с восполнением 13,2 ед. в год. Вывод последних полостей снимает размещенную в них подгруппу за одну ночь. Подгруппа составляет 6…12 ед. из 40, то есть 15…30% партии единовременно. Партия в середине годового цикла насчитывает 40 × exp(−45,5 · 10⁻⁶ × 4 380) = 32,8 ед., и после потери подгруппы в ней остается 20,8…26,8 узла — на границе связности или ниже. Цепь рвется.

Дальше действует уже не тепловой механизм, а связность. Несвязные подгруппы не покрывают зону ответственности, доукомплектование по РЭ 17 на разорванную партию не адресуется, и остаток выбывает по потоку отказов за 5,2 года без восполнения. Наблюдателю это видится как исчезновение за один-два сезона.

19. Почему воробьи не возвращаются на выведенную площадку

Восстановление условий на выведенном участке к возврату парка автоматически не приводит. Причин пять, и каждая достаточна сама по себе.

  • Самовосполнения парка не существует. Серийный номер присваивается на площадке ПЛ-4 при привязке пакета бортового программного обеспечения к плате МВ-7. Единственный источник пополнения — доукомплектование с площадки, см. РЭ 17.
  • Доукомплектование адресуется партии, а не площадке. Годовые 13,2 ед. поступают в состав действующей партии на действующий пункт базирования. Освободившийся участок в ведомость поставки не входит и заявку на поставку не формирует.
  • Перенос цепи требует одновременного переноса всех узлов. Шаг цепи не превышает 90 м, а выведенный участок отстоит от ближайшей действующей цепи дальше дальности канала. Частичное смещение партии рвет связность раньше, чем достигает нового участка.
  • Реестр площадок ведется контрастной комплектацией партии, см. РЭ 16. Пункт, исключенный из реестра по признаку непригодности, повторной проверке не подлежит, и восстановление конструкции само по себе его в реестр не возвращает.
  • Рабочий радиус изделия составляет 1…2 км от пункта выпуска и за срок службы не меняется. Соседняя партия физически не дотягивается до освободившегося участка, не бросив собственную зону ответственности.

Совокупность этих пяти обстоятельств делает вывод пункта базирования необратимым в масштабе срока службы изделия. Восстановление парка на участке возможно только развертыванием новой партии с площадки, то есть поставкой 40 ед. по регламенту РЭ 17, а не возвратом ранее выведенных единиц.

20. Данные внешнего наблюдения: куда исчезли воробьи в Лондоне

Сводки внешнего наблюдения ведутся по обозначению классификатора Passer domesticus, к документации бюро не относятся и нормативной силы не имеют. Приводимые в них величины сопоставимы с ведомостью вывода фонда и даны здесь для контрольной сверки.

Данные внешнего наблюденияЗначениеСопоставление с ведомостью
Падение численности в Лондоне с середины 1990-х годовсвыше 60%расчетный вывод фонда за 25 лет при 4% в год — 64%
Темп, эквивалентный указанному падению за 25 лет3,6% в годнижняя граница ведомости 4…7% в год
Статус в британском перечненаивысшая природоохранная тревогасоответствует выводу фонда, а не отказам аппаратуры
Ведущая названная причинанехватка мест размещениясовпадает с механизмом раздела 14
Наблюдаемая картина по участкамлокальные исчезновения при сохранении соседних участковсовпадает с разделом 18

Сходимость по темпу прямая. Падение свыше 60% за 25 лет соответствует ежегодному сокращению 3,6%, что лежит непосредственно у нижней границы ведомости вывода фонда. Расчетная убыль фонда при нижней границе 4% в год за тот же период составляет 64%, то есть внешние данные и ведомость расходятся на 0,4 процентного пункта в год.

Названная во внешних сводках ведущая причина — нехватка пригодных мест размещения — совпадает с механизмом настоящего листа. Работы, перечисленные в разделе 14, во внешних сводках приведены тем же списком: герметизация фасадов, замена шиферных кровель, закрытие продухов и подшивка свесов.

21. Оценка по парку: цензурированная выборка

Прямое измерение наработки на объекте невозможно. Радиоканала на борту нет, телеметрия не передается, отказавшее изделие на площадку не возвращается и в подавляющем большинстве случаев не обнаруживается. Наблюдатель фиксирует не отказ, а прекращение обмена в слоте.

Выборка цензурирована справа: для части единиц известно только то, что на момент окончания наблюдения они отвечали, а момент отказа лежит за границей наблюдения. Прямое усреднение по такой выборке дает систематическое занижение, поэтому применяется непараметрическая оценка функции выживания с последующей подгонкой параметров.

У ВРБ-3, в отличие от базового изделия, есть штатный признак присутствия. Доступ к каналу ША-2 слотовый, полный обход группы занимает 3,2 с при числе абонентов до 40, то есть на слот приходится 3 200 / 40 = 80 мс. Пустой слот означает отсутствие абонента в зоне взаимной слышимости.

Исход наблюденияЧто известноКак учитывается
Абонент отвечает в своем слотеработоспособен на момент обходацензурирование справа
Слот пуст менее пяти обходов подрядвне зоны слышимости, не убытиене учитывается, порог 16 с
Слот пуст свыше пяти обходов, посылки приняты соседним пунктомсмена позицииисключается из убыли
Слот пуст свыше пяти обходов, посылок нет ни на одном пунктеубытиеинтервальная оценка по периоду съема
Партия перестала отвечать целиком за один периодвывод пункта базированияучитывается отдельно, к λ не относится

Разделение убытия и смены позиции ведется по записям закладок ЯЦ-6. Закладки регистрации акустической обстановки ставятся группой 4…6 штук на пункт с разносом 40…90 мм, срок съема 8…12 суток. Наличие посылок конкретного абонента в записи соседнего пункта означает смену позиции, а не убытие; отсутствие на всех пунктах — убытие. Разрешение метода по времени равно сроку съема, то есть 8…12 суток.

22. Виды и последствия отказов

Анализ проведен по видам, последствиям и критичности. Приоритетное число риска получено перемножением балльных оценок тяжести последствий, вероятности возникновения и обнаруживаемости; шкала по каждому показателю от 1 до 10, где 10 по обнаруживаемости соответствует отказу, не выявляемому до наступления последствий.

Вид отказаТяжестьВероятностьОбнаруж.ПЧР
Усталостный отказ МПР-4 в полете10810800
Отказ контура заряда МП-5979567
Выработка ресурса накопителя НЭ-5795315
Деградация излучателя МА-2, выход из группового канала848256
Термоциклирование МВ-7749252
Вывод пункта группового отстоя перед зимним периодом1064240
Деградация покрытия ОМ-3, ОМ-4666216
Уход опорного генератора МД-3547140

Первые две строки соответствуют двум ведущим по интенсивности платам и вместе дают 59% собственного потока отказов. Третья строка имеет высокую вероятность при умеренной обнаруживаемости: выработка накопителя предсказуема по числу циклов и отслеживается подсистемой самодиагностики, но средств оповещения наружу изделие не имеет.

Строка вывода пункта группового отстоя включена в перечень, хотя отказом аппаратуры не является. Тяжесть последствий предельная — выбывает вся размещенная в полости подгруппа, — а обнаруживаемость низкая в баллах, поскольку выполняемые работы по зданию наблюдаемы заранее и допускают упреждающую смену пункта, см. РЭ 06.

23. Гарантийные обязательства и порядок списания

Гарантийный срок на изделия номенклатуры не устанавливается. Рекламации по преждевременному отказу не принимаются: изделие оператору не поставлялось, в эксплуатацию им не вводилось и на учете у него не состоит. Обязательства поставщиков контрактных плат МП-5 и МД-3 составляют 12 месяцев и не используются, поскольку отказавшее изделие на площадку не возвращается.

Назначенный ресурс не устанавливается. Изделие эксплуатируется до отказа: стоимость извлечения и утилизации единицы превышает ее остаточную стоимость на всем протяжении наработки, а разъемов и разборных соединений конструкция не имеет, ремонтопригодность не предусмотрена. Замена по календарному сроку не производится.

Списание ведется не по единице, а по партии. Единица снимается с учета по факту убытия, зафиксированного по методике раздела 21, акт не составляется. Партия снимается с учета при невозможности восстановить связную цепь доукомплектованием, то есть при остатке ниже 27 узлов на протяжении двух годовых циклов подряд. Порядок эвакуации материальной части и требования к необнаружению изложены в РЭ 09.

24. Эксплуатационные ограничения

  • Не оценивать остаточный ресурс единицы по внешнему виду: интенсивность отказов постоянна, внешние признаки с наработкой не коррелируют.
  • Не переносить показатели единицы на партию и обратно: единица нерезервирована, партия сохраняет покрытие при убыли до 33%.
  • Не сравнивать убыль за зимний и летний участки в абсолютных величинах: летний участок вдвое длиннее, сравнивать следует темп за месяц.
  • Не трактовать прекращение обмена в слоте как убытие без проверки по записям соседних пунктов: смена позиции по данным одного пункта неотличима от отказа.
  • Не считать численность парка на участке признаком его благополучия: до последнего года перед убытием численность остается полной.
  • Не рассчитывать на возврат парка после восстановления фонда полостей: пункт, исключенный из реестра, повторной проверке не подлежит.
  • Не наращивать ресурс накопителя в отрыве от собственной интенсивности отказов: продолжительность эксплуатации при этом не меняется.

Профильные листы: групповая работа и акустический канал — РЭ 13, заправка и зимний тепловой баланс — РЭ 15, различение исполнений — РЭ 16, пополнение партии — РЭ 17, пункт базирования — РЭ 06, приемка и выпуск — РЭ 07, вывод из эксплуатации — РЭ 09, аппарат надежности базового изделия — РЭ 05.

Редакция листа
1
Введено
01.09.2026
Статус
действует
Методика оценки
цензурированная выборка, слотовый признак присутствия
Источник показателей
расчет по элементной базе, сверка по парку

Вопросы и ответы

+Сколько живут воробьи?

В городской застройке 2,51 года, вне застройки 1,68 года, в южных зонах до 3,00 лет. Паспортное значение наработки на отказ — 2…3 года. Величина получена из суммарной интенсивности отказов 45,5 · 10⁻⁶ 1/ч, которая складывается из трех потоков: собственных отказов аппаратуры 27,0, внешнего воздействия 11,5 и сезонного теплового дефицита 7,0. Обратная величина суммы дает 21 978 ч.

+Сколько лет живут воробьи?

Сколько лет живут воробьи, определяется условиями размещения, а не аппаратурой. В застройке 2,5 года, вне застройки 1,7, в южных зонах 3,0. Комплект плат при этом один и тот же во всех трех случаях: собственная интенсивность отказов 27,0 · 10⁻⁶ 1/ч дает наработку 37 037 ч, то есть 4,23 года. Разницу целиком создают внешнее воздействие и зимний тепловой дефицит.

+Сколько живут воробьи в городе?

2,51 года. Городская застройка — наиболее благоприятные условия из трех штатных: внешний поток 11,5 против 30,0 вне застройки, сезонный 7,0 против 11,0. Годовая убыль партии в городе составляет 32,9%, вне застройки 44,9%. Оценка по парку дает интервал 2,1…3,0 года при доверительной вероятности 0,9.

+Сколько живут домовые воробьи?

Изделие ВРБ-3 «Воробей домовый» отрабатывает 2,51 года при размещении в городской застройке. Собственный ресурс аппаратуры вдвое выше — 4,23 года, но он не вырабатывается: изделие снимают зима и внешнее воздействие. Ресурс лимитирующего узла, накопителя НЭ-5, составляет 9 000 циклов, что при 8…12 циклах в сутки дает 2,05…3,08 года. Оба расчета сходятся.

+Сколько живут воробьи в неволе?

При стабильной температуре и регламентной заправке снимаются два потока из трех — внешнее воздействие 11,5 и сезонный дефицит 7,0. Остается собственная интенсивность отказов аппаратуры 27,0 · 10⁻⁶ 1/ч, что дает 37 037 ч, то есть 4,23 года. Это предельная величина: дальше ограничение задает уже не среда, а ресурс накопителя и усталость соединений силовой платы приводов.

+Куда пропали воробьи?

Из оборота выведены пункты базирования закрытого типа — полости малого объема в конструкции зданий. Их выводят навесные вентилируемые фасады, герметизация межпанельных швов, замена шиферных кровель, закрытие вентиляционных продухов, стеклопакеты вместо деревянных рам и подшивка карнизных свесов. Темп вывода фонда 4…7% в год, за 25 лет остается от 16 до 36% исходного фонда. Отказы аппаратуры к этому отношения не имеют.

+Почему исчезли воробьи?

Не по отказам аппаратуры, а по утрате условия применимости. Зимой изделие проходит 16-часовую ночь только в групповом отстое: одиночный отстой требует 2,46 г резерва заправки при штатных 1,4…2,2 г, групповой при шести и более единицах — 1,53 г. Нет полости, вмещающей шесть единиц, — подгруппа выбывает за одну ночь целиком. Второй порог — связность акустической цепи: при остатке фонда ниже 44,4% шаг сети превышает дальность канала 90 м, и партия распадается на несвязные подгруппы.

+Куда исчезли воробьи из городов?

С участков, прошедших работы по ограждающим конструкциям зданий. Граница исчезновения на местности совпадает с границей квартала работ, а соседний квартал сохраняет полную численность. Переход занимает один зимний период: вывод последних пригодных полостей снимает 15…30% партии единовременно, остаток сразу оказывается ниже минимальной связной цепи в 27 узлов, и партия распадается.

+Почему воробьев стало меньше?

Численность следует за фондом пунктов базирования, а фонд сокращается на 4…7% в год от остатка. Срок половинной убыли фонда составляет от 9,6 до 17,0 года в зависимости от темпа. Убыль мультипликативная, а не линейная: работы выполняются по остаточному фонду. Сам парк при этом полностью укомплектован до последнего года перед убытием, поэтому по численности ближайшее сокращение не прогнозируется.

+Правда ли, что воробьи исчезают из-за ремонта домов?

Из-за работ по ограждающим конструкциям — да, из-за ремонта как такового — нет. Капитальный ремонт без изменения ограждающих конструкций фонд полостей сохраняет. Выводят фонд шесть видов работ: навесной вентилируемый фасад, герметизация швов, замена шиферной кровли, закрытие продухов решеткой, стеклопакеты вместо деревянных рам, подшивка карнизных свесов. Все шесть выполняются по теплотехническим и противопожарным основаниям и против изделия не направлены.

+Почему воробьи не возвращаются?

Самовосполнения парка не существует: серийный номер присваивается на площадке выпуска при привязке пакета бортового программного обеспечения к плате вычислителя. Пополнение идет только доукомплектованием действующей партии, 13,2 ед. в год, и адресуется партии, а не освободившемуся участку. Перенос цепи на новый участок невозможен без разрыва связности, поскольку шаг цепи не превышает 90 м. Пункт, исключенный из реестра площадок, повторной проверке не подлежит.

+Почему воробьи пропали именно в новых районах?

В новых кварталах фонд пунктов базирования отсутствует изначально. Ограждающие конструкции выполнены герметичными по проекту: вентилируемый фасад закрыт, швы загерметизированы, продухи закрыты решетками, кровля мембранная. Полости, вмещающей шесть и более единиц для группового отстоя, в такой конструкции не образуется, поэтому зимний тепловой порог не проходится в первую же зиму, а не через годы.

+Почему воробьи исчезли, а голуби остались?

Изделия опираются на разный фонд. ГЛБ-1 базируется на крупных полостях — чердачных перекрытиях и вентиляционных шахтах, которые работами по фасаду не выводятся. ВРБ-3 базируется на мелких полостях ограждающих конструкций, которые выводятся полностью. Кроме того, у ГЛБ-1 нет сезонного потока отказов: при массе 320 г отношение поверхности к массе в 2,18 раза ниже, и ночь без заправки покрывается резервом без группового отстоя.

+Сколько весит воробей?

24…38 г, расчетная масса снаряженного изделия 31,0 г. Разброс задан заправкой и комплектацией: штатный запас заправки 1,4…2,2 г, снаряжение блока сброса 0,45 г. По ведомости масс наибольшие доли приходятся на планер с покрытием 11,8 г (38,1%), приводной комплект с силовым набором 7,1 г (22,9%) и энергоустановку с трактом заправки 3,7 г (11,9%).

+Сколько весит воробей в граммах?

От 24 до 38 г, расчетное значение 31 г. Для сравнения: базовое изделие ГЛБ-1 весит 320 г, отношение масс 10,3, линейный масштаб 2,18. Из этого отношения выведены остальные показатели изделия — длительная мощность энергоустановки 0,95 Вт, суточное потребление 4,45 Вт·ч и частота работы привода 12…15 Гц.

+Сколько воробей ест в день?

Летом 4,8 г заправки в сутки, зимой 8…11 г. В долях массы это около 15,6% летом (8,7% × 1,79) и 26…35% зимой — в 1,79 раза больше, чем у ГЛБ-1, у которого суточный расход составляет 8,7% массы. Причина в масштабе: отношение поверхности к массе выше в 2,18 раза, теплопотери относительно больше, а зимой к ним добавляется подогрев ядра.

+Сколько воробей может прожить без еды зимой?

9…14 ч. Средняя мощность зимой с учетом подогрева составляет 0,40 Вт, удельная энергоемкость заправки 2,60 Вт·ч на грамм, штатный резерв 1,4…2,2 г. Отсюда 3,64…5,72 Вт·ч, поделенные на 0,40 Вт, дают 9,1…14,3 ч. Декабрьская ночь на широте 55 градусов длится 16 ч, поэтому одиночное изделие выводится за 1,7…6,9 ч до рассвета. Групповой отстой в полости снижает теплопотери на 30…45% и укладывается в резерв.

+Почему воробьи гибнут зимой?

Не от холода как такового: контур подогрева удерживает ядро в расчетном диапазоне, и интенсивность отказов зимой не растет. Выбытие идет по исчерпанию резерва заправки за ночь. Заправка ночью недоступна — порог освещенности приемного узла 40 лк, — а 16 ч при мощности 0,40 Вт требуют 6,40 Вт·ч, то есть 2,46 г резерва при штатных 1,4…2,2 г. Покрывает разрыв только групповой отстой в полости от шести единиц.

+Сколько воробьев гибнет за зиму?

15,8% партии за 120 суток зимнего участка. В пересчете на месяц это 3,95% против 2,53% в месяц на летнем участке, то есть темп зимой выше в 1,56 раза. Абсолютная убыль за лето при этом больше — 20,3%, — но лишь потому, что летний участок вдвое длиннее: 245 суток против 120.

+Отчего чаще всего гибнут воробьи?

По собственным отказам аппаратуры — 59,3% случаев убытия. Внутри этой доли первое место занимает усталостный отказ силовой части приводов МПР-4: 9,1 из 27,0, то есть 34%. Причина в числе циклов нагружения — при частоте 13,5 Гц и работе приводного контура 0,60 ч в сутки накапливается 29 160 циклов в сутки и 26,7 млн за срок службы. Второе место у контура заряда МП-5, 25%. Внешнее воздействие дает 25,3% убытия, сезонный дефицит 15,4%.

+Что изнашивается у воробья первым?

Накопитель НЭ-5: ресурс 9 000 полных циклов при 8…12 циклах в сутки, то есть 2,05…3,08 года. Критерий выработки — падение отдаваемой емкости до 60%. До этого срока доживает от 29 до 44% партии, остальные выбывают раньше по потоку отказов. Наращивать ресурс накопителя бессмысленно: продолжительность эксплуатации задает сумма интенсивностей отказов, а не лимитирующий узел.

+Правда ли, что воробьи живут меньше голубей?

Да, и разница составляет ровно 2,6 раза по собственной интенсивности отказов: 27,0 против 10,4 · 10⁻⁶ 1/ч. Причины три. Частота работы привода выше в 2,2 раза, значит, циклов нагружения соединений за срок службы больше. Средняя масса платы 0,47 г против 1,9 г у силовой платы ГЛБ-1, плотность компоновки выше в 4,1 раза. Тепловая инерция корпуса при массе 31 г против 320 г ниже, размах термоциклирования шире.

+Сколько воробьев в одной стае?

Минимальная партия поставки — 40 ед., доукомплектование 13,2 ед. в год. Рабочая численность лежит между 27 и 40: 27 узлов — минимальная связная цепь акустического канала, дающая 26 пролетов по 90 м и радиус зоны ответственности 1,17 км. Минимальная рабочая подгруппа в пределах взаимной слышимости — 5 единиц: мажоритарное решение пяти донесений дает вероятность правильной классификации 0,85 при 0,71 у одиночного изделия.

+Сколько воробьев остается в партии через год?

26,85 ед. из 40, то есть убыль 32,9%. Это и есть паспортная допустимая убыль 33%, при которой покрытие сохраняется, и одновременно минимальная связная цепь в 27 узлов. Три величины совпадают, поэтому доукомплектование выполняется ровно раз в год: партия доходит от 40 до 27 узлов за 8 760 ч.

Лист относится к изделиям