Formalization of the process of restoration of aircraft equipment during combat operations based on mathematical modeling methods
DOI:
https://doi.org/10.54858/dndia.2025-21-27Keywords:
aircraft equipment, aircraft, logistic support, technical support, restoration, mathematical model, queuing theory, mean dynamics methodAbstract
The article presents the results of research on the use of mathematical modelling methods for the process of restoration (repair) of aircraft as a basis for formulating and solving the problem of optimal control of that restoration process during combat operations. The efficiency of the aircraft restoration system is assessed by indicators of serviceability and combat readiness of tactical combat aircraft, as well as by the specific costs of their restoration. To describe the process of technical support for aviation, the mathematical apparatus of queuing theory with discontinuous impulsive functions of arrival intensities and differential expressions of the “mean-dynamics” method is used. Each aircraft in a squadron is considered to be in one of the following mutually exclusive states: serviceable (operational) but not combat-ready; serviceable and combat-ready; unserviceable and requiring repair by the aviation brigade’s technical support forces; and unserviceable and requiring repair by an aviation repair enterprise. The article provides examples demonstrating the performance of the developed mathematical model depending on the duration and periodicity of air battles, as well as the intensity of aircraft restoration within a tactical aviation group (illustrated by an aviation squadron). It is concluded that the presented mathematical model of the aircraft restoration process not only lays the foundation for solving the optimal-control problem taking into account serviceability, combat readiness and cost criteria, but also contributes to the advancement of military science by providing a theoretical basis for practical decisions in real combat conditions
References
Tripp R.S., McGarvey R.G., Van Roo B.D., Masters J.M., Sollinger J.M. A Repair Network Concept for Air Force Maintenance. Conclusions from Analysis of С-130, F-16, and KC-135 Fleets. Santa Monica : RAND Corporation, 2010. 63 p. URL: https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/monographs/2010/RAND_MG919.pdf (дата звернення 01.10.2025).
Mills P., Leftwich J.A., Van Abel K., Mastbaum J. Estimating Air Force Deployment Requirements for Lean Force Packages. A Methodology and Decision Support Tool Prototype. Santa Monica : RAND Corporation, 2017. 78 p. URL: https://www.rand.org/pubs/research_reports/RR1855.html (дата звернення 01.10.2025).
Кивлюк В.С., Ганненко Ю.О. Удосконалення системи забезпечення матеріальними ресурсами Збройних сил України. Social development & Security. 2018. Вип. 2(4). С. 49–58.
Павловський І.В. Пропозиції щодо удосконалення системи логістичного забезпечення Збройних сил України. Озброєння та військова техніка, 2017. № 1. С. 50–54. URL: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&S21REF=10&S21CNR=20&S21STN=1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA=&2_S21STR=ovt_2017_1_9 (дата звернення 01.10.2025).
Наконечний О.В. Аналіз умов та факторів, що впливають на ефективність функціонування системи логістики сил оборони держави. Системи управління, навігації та зв'язку. 2019. Вип. 3. С. 48–57. URL: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&S21REF=10&S21CNR=20&S21 STN =1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA=&2_S21STR=suntz_2019_3_10 (дата звернення 01.10.2025).
Баранов Ю., Баранов А., Кузьмичев А. Вибір та обґрунтування показників оцінки ефективності функціонування системи логістичного забезпечення. Зб. наук. праць Національної академії Державної прикордонної служби України. 2019. № 3(81). С. 291-301. DOI: 10.32453/3.v81i3.477.
Цимбалістова О.А. Логістичне забезпечення авіаційних підрозділів МВС України. Наук. економ. журнал “Інтелект ХХІ”, 2020, № 1. С.142-147. DOI: 10.32782/2415-8801/2020-1.26.
Serrano A., Kalenatic D., López C., Montoya-Torres J. R. Evolution of Military Logistics. Logistics 2023. No. 7(2). Art. 22. DOI: 10.3390/logistics7020022.
Новічонок С.М., Кравчук О.Д., Леоненко О.М., Сокол О.М., Терентьєва І.В. Шляхи удосконалення оцінки якості аеродромно-технічного забезпечення польотів повітряних суден Збройних Сил України з урахуванням досвіду країн-партнерів. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України, 2024. № 4 (53). – C. 46–53. DOI: 10.30748/nitps.2023.53.06.
Ланецкий Б.Н., Лукьянчук В.В., Жуков В.С., Теребуха И.Н. Разработка моделей процесса текущего ремонта парка зенитных ракетных комплексов группировки зенитных ракетных войск. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2013. Вип. № 4. – С. 53–58.
Теребуха И.Н. Комплексная модель совместного функционирования функциональных подсистем текущего ремонта РЭС ЗРК с разработкой модели функционирования подсистемы обеспечения запасными частями. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2015. Вип. № 1. – С. 61–65.
Шишанов М.О. Гуляєв А.В., Шевцов М.М. Обґрунтування методу моделювання процесу функціонування системи відновлення озброєння та військової техніки угруповання військ. Озброєння та військова техніка. 2017. Вип. 1(13). – C. 75–77.
Дачковський В.О., Коцюруба В.І. Методика оцінювання ефективності функціонування системи відновлення озброєння та військової техніки. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. 2020. Вип. 1(37). – С. 5–14. DOI: 10.33099/2311-7249/2020-37-1-5-14.
Сампір О. Удосконалена методика оцінювання системи відновлення озброєння та військової техніки окремої механізованої бригади. Journal of Scientific Papers “Social Development and Security”. Vol. 11, No. 5. DOI: 10.33445/sds.2021.11.5.16.
Старцев В.В., Третяк В.Ф., Бровко М.Б., Джігірей В.О., Коломійцев О.В. Підходи щодо підтримки рішення на виконання заходів з відновлення озброєння та військової техніки в системі логістичного забезпечення Повітряних Сил Збройних Сил України. Зб. наук. праць Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки. 2022. Вип. 1(11). – С. 116–126.
Старцев В., Мусієнко О., Гурін О., Просяник В., Коломійцев О. Методики оцінювання ефективності відновлення озброєння та військової техніки Повітряних Сил Збройних Сил України. Зб. наук. праць Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки. 2022. № 2(2). – С. 134–144. DOI: 10.37701/dndivsovt.12.2022.14.
Старцев В.В., Третяк В.Ф., Міхальова Л.В., Коломійцев О.В., Борщ В.В., Олійник Р.М. Основні положення методики оцінювання можливостей відновлення озброєння та військової техніки Повітряних Сил Збройних Сил України, пошкоджених під час ведення бойових дій. Зб. наук. праць Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки. 2022. Вип. 3(13). – С.110–120. DOI: 10.37701/dndivsovt.13.2022.12.
Вентцель Е.С. Исследование операций. Сов. радио, 1972. – 552 с.
Haddad W.M., Chellaboina V. Nonlinear Dynamical Systems and Control: A Lyapunov-Based Approach. Princeton : Princeton University Press, 2006. – 682 p.
Солнишкіна І.В. Теорія масового обслуговування: навчальний посібник. Київ : Нац. авіа. університет, 2005. 80 с.
Коваленко І.М., Мельник В.І. Теорія ймовірностей та теорія масового обслуговування : підручник. Київ : Видавничий дім “Слово”, 2010. – 432 с.
Стеценко І.В. Моделювання систем : навч. посіб. М-во освіти і науки України, Черк. держ. технол. ун-т. Черкаси: видавництво “Маклаут”, 2011. – 501с.
Коваленко І.М., Дубровський С.В. Системи масового обслуговування та їх застосування. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2012. – 212 с.
Литвинов А.Л. Теорія систем масового обслуговування: навч. посібник. Харків : ХНУМГ ім. О.М. Бекетова, 2018. – 141 с.
Челобітченко О.О. Методика управління експлуатацією авіаційної техніки в міжнародних миротворчих операціях за критерієм мінімуму ремонтно-експлуатаційних витрат: дис. канд. техн. наук : 20.02.14. Київ, 2005. – 216 с.
Наказ Міністерства оборони України від 05.07.2016 № 343 “Про затвердження Правил інженерно-авіаційного забезпечення державної авіації України” (зі змінами). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1101-16#Text (дата звернення 01.10.2025).
