Научная статья на тему 'Функциональный подход к проектированию специализированных робототехнических комплексов'

Функциональный подход к проектированию специализированных робототехнических комплексов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
346
99
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС / АГРЕГАТНО-МОДУЛЬНЫЙ МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ / ОПЫТ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ / ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПОДХОД К СОЗДАНИЮ РОБОТОВ / ROBOTIC COMPLEX / MODULAR-MODULAR DESIGN METHOD / COMBAT EXPERIENCE / FUNCTIONAL APPROACH TO THE CREATION OF ROBOTS

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Рудианов Николай Александрович, Хрущев Василий Сергеевич

Анализируется опыт и перспективные направления разработки боевых и обеспечивающих робототехнических комплексов Сухопутных войск. Показано, что роботизация наземной военной техники и вооружения идет по направлениям создания унифицированных комплектов (модулей) аппаратуры дистанционного управления для установки на штатные образцы вооружения с целью их безэкипажного применения при выполнении боевых, специальных и обеспечивающих задач и разработки перспективных РТК на оригинальной базе для выполнения боевых, разведывательных и обеспечивающих задач с использованием имеющихся и вновь создаваемых аппаратных и программных модулей. Анализируется агрегатно-модульный метод создания оборудования проектирование и компоновки роботов и средств управления ими из стандартных узлов, каждый из которых предназначен для выполнения заранее определенных функций. Приведены примеры использования агрегатномодульного метода при разработке многофункционального гусеничного бронированного РТК тяжелого класса на базе специальной пожарной машины, проходящего в настоящее время процедуру принятия на снабжение. Утверждается, что агрегатно-модульный принцип построения робототехнических комплексов является наиболее рациональным в настоящее время и должен быть положен в основу обоснования тактико-технических характеристик боевых и обеспечивающих роботов при формировании программных документов. На основе опыта боевых действий предлагается в ряде случаев ориентироваться на разработку специализированных роботов, ориентированных на выполнение определенной задачи. Это вызвано некоторыми ограничениями на внедрение новых технических решений при ориентации только на модульный принцип создания роботов, завышенным требованиям, предъявляемых к вооружению и военной технике при решении ряда задач, а также существованием ряда задач, важных с точки зрения предотвращения потерь личного состава и большой частости применения, отсутствия исследований вопроса разработки вооружения специально для РТК на основе рационального использования преимуществ робота и снижения психофизиологических ограничений, свойственных человеку. Обосновывается необходимость проведения исследований по обоснованию целесообразности и перечня задач по функциональному подходу к проектированию роботов. Наряду с развитием многофункциональных боевых и обеспечивающих роботов на основе агрегатных и программно-аппаратных модулей, необходимо рассматривать вопросы разработки специализированных роботов, ориентированных на выполнение одной задачи, как правило боевой, и обладающих повышенным по сравнению с универсальными роботами потенциалом для ее выполнения. Приводятся примеры гипотетических боевых роботов построенных по функциональному принципу. Делается вывод о необходимости постановки научно-исследовательских работ с привлечением ведущих специалистов в области тактики, робототехники, разработки вооружения и боеприпасов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Рудианов Николай Александрович, Хрущев Василий Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FUNCTIONAL APPROACH TO THE DESIGN OF SPECIALIZED ROBOTIC COMPLEXES

The article analyzes the experience and promising areas of the development of combat and support robotic complexes of the Ground Forces. It has been shown that the robotization of ground-based military equipment and weapons follows the directions of creating unified kits (modules) of remote control equipment for installation on regular weapons models for the purpose of their unmanned use in the performance of combat, special and supporting tasks and development promising RTK on the original base for the implementation of combat, reconnaissance and support tasks using existing and newly created hardware and software modules. The aggregate-modular method of creating equipment is analyzed designing and assembling robots and their means of control from standard assemblies, each of which is designed to perform predetermined functions. Examples are given of using the modular-modular method in the development of a multi-functional heavy-duty tracked armored vehicle complex based on a special fire engine currently undergoing acceptance procedures. It is argued that the aggregate-modular principle of the construction of robotic complexes is the most rational at the present time and should be the basis for substantiating the tactical and technical characteristics of combat and support robots when generating program documents. Based on the experience of combat operations, it is proposed in a number of cases to focus on the development of specialized robots oriented towards the accomplishment of a specific task. This is caused by some restrictions on the introduction of new technical solutions when focusing only on the modular principle of creating robots, exaggerated requirements for weapons and military equipment when solving a number of tasks, as well as the existence of a number of tasks important in terms of preventing personnel losses and large of the use of, lack of research on the development of weapons specifically for the RTC based on the rational use of the advantages of the robot and the reduction of psycho-physiological limitations ivennyh man. The necessity of conducting studies on the justification of feasibility and the list of tasks on the functional approach to the design of robots is substantiated. Along with the development of multifunctional combat and support robots on the basis of aggregate and hardware-software modules, it is necessary to consider the development of specialized robots oriented to perform one task, usually a combat one, and having an increased potential compared to universal robots its fulfillment. The examples of hypothetical combat robots, built on the functional principle. The conclusion is made about the need for the formulation of research works with the involvement of leading experts in the field of takiki, robotics, development of weapons and ammunition.

Текст научной работы на тему «Функциональный подход к проектированию специализированных робототехнических комплексов»

22. Chernyshev V.V., Briskin E.S., Zhoga V.V., Maloletov A.V., Sharonov N.G. Modeling of the Dynamics of the Walking Machine with the Cyclic Propulsors as System Solids with Elastic and Damping Relations, The 3rd Joint International Conference on Multibody System Dynamics. The 7th Asian Conference on Multibody Dynamics, Busan, Korea, June 30 - July 3, 2014 / Busan Exhibition and Convention Center (BEXCO). Busan (Korea), 2014, 9 p. (pdf). Available at: http://imsd-acmd2014.ksme.or.kr/.

23. Briskin E.S., Chernyshev V.V., Maloletov A.V., Zhoga V.V., Sharonov N.G., Sharov K.V., Frolova N.E., Pokrovskiy D.N. Shagayushchaya mashina "Vos'minog" [Walking machine "Octopus"], Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie [Mechatronics, automation, control], 2004, No. 5, pp. 48-49.

24. Briskin E.S., Vershinina I.P., Maloletov A.V., Sharonov N.G. Ob upravlenii dvizheniem shagayushchey mashiny so sdvoennymi ortogonal'no-povorotnymi dvizhitelyami [About motion control walking machine with dual orthogonal-rotating propulsion], Izvestiya RAN. Teoriya i sistemy upravleniya [News of wounds. Theory and control systems], 2014, No. 3, pp. 168-176.

25. Chernyshev V.V., Arykantsev V.V. MAK-1 - podvodnyy shagayushchiy robot [MAC-1-underwater walking robot], Robototekhnika i tekhnicheskaya kibernetika [Robotics and technical Cybernetics], 2015, No. 2, pp. 45-50.

26. Chernyshev V.V., Arykantsev V.V. TSiklovoy mekhanizm shaganiya s transformiruemoy traektoriey opornoy tochki [Cyclic pacing mechanism with transformable trajectory of the reference point], Teoriya mekhanizmov i mashin [Theory of mechanisms and machines], 2017, Vol. 15, No. 2 (34), pp. 71-79. Available at: http://tmm.spbstu.ru/34/Chernyshev.pdf.

27. Chernyshev V.V., Briskin E.S., Savin A.Yu. Patent 2207583 RF, MPK 7 V 62 D 57/032. SHagayushchaya opora dlya transportnykh sredstv povyshennoy prokhodimosti [Walking support for cross-country vehicles]. VolgGTU, 2003.

Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. И.А. Несмиянов.

Чернышев Вадим Викторович - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ВолгГТУ»); e-mail: vad.chernyshev@mail.ru; 400005, г. Волгоград, пр-т им. Ленина, 28; тел.: +78442248099; д.т.н.; доцент; профессор.

Арыканцев Владимир Владимирович - e-mail: arvstu@mail.ru; ассистент.

Chernyshev Vadim Viktorovich - Volgograd State Technical University (VSTU); e-mail: vad.chernyshev@mail.ru; Russia, 400005, Volgograd, Lenin avenue, 28; phone: +78442248099; dr. of eng. sc.; associate professor; professor.

Arykantsev Vladimir Vladimirovich - e-mail: arvstu@mail.ru; assistant.

УДК 007:621.865.8 DOI 10.23683/2311-3103-2019-1-18-27

Н.А. Рудианов, В.С. Хрущев

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Анализируется опыт и перспективные направления разработки боевых и обеспечивающих робототехнических комплексов Сухопутных войск. Показано, что роботизация наземной военной техники и вооружения идет по направлениям создания унифицированных комплектов (модулей) аппаратуры дистанционного управления для установки на штатные образцы вооружения с целью их безэкипажного применения при выполнении боевых, специальных и обеспечивающих задач и разработки перспективных РТК на оригинальной базе для выполнения боевых, разведывательных и обеспечивающих задач с использованием имеющихся и вновь создаваемых аппаратных и программных модулей. Анализируется агре-гатно-модульный метод создания оборудования - проектирование и компоновки роботов и

средств управления ими из стандартных узлов, каждый из которых предназначен для выполнения заранее определенных функций. Приведены примеры использования агрегатно-модульного метода при разработке многофункционального гусеничного бронированного РТК тяжелого класса на базе специальной пожарной машины, проходящего в настоящее время процедуру принятия на снабжение. Утверждается, что агрегатно-модульный принцип построения робототехнических комплексов является наиболее рациональным в настоящее время и должен быть положен в основу обоснования тактико-технических характеристик боевых и обеспечивающих роботов при формировании программных документов. На основе опыта боевых действий предлагается в ряде случаев ориентироваться на разработку специализированных роботов, ориентированных на выполнение определенной задачи. Это вызвано некоторыми ограничениями на внедрение новых технических решений при ориентации только на модульный принцип создания роботов, завышенным требованиям, предъявляемых к вооружению и военной технике при решении ряда задач, а также существованием ряда задач, важных с точки зрения предотвращения потерь личного состава и большой частости применения, отсутствия исследований вопроса разработки вооружения специально для РТК на основе рационального использования преимуществ робота и снижения психофизиологических ограничений, свойственных человеку. Обосновывается необходимость проведения исследований по обоснованию целесообразности и перечня задач по функциональному подходу к проектированию роботов. Наряду с развитием многофункциональных боевых и обеспечивающих роботов на основе агрегатных и программно-аппаратных модулей, необходимо рассматривать вопросы разработки специализированных роботов, ориентированных на выполнение одной задачи, как правило боевой, и обладающих повышенным по сравнению с универсальными роботами потенциалом для ее выполнения. Приводятся примеры гипотетических боевых роботов построенных по функциональному принципу. Делается вывод о необходимости постановки научно-исследовательских работ с привлечением ведущих специалистов в области тактики, робототехники, разработки вооружения и боеприпасов.

Робототехнический комплекс; агрегатно-модульный метод проектирования; опыт боевых действий; функциональный подход к созданию роботов.

N.A. Rudianov, V.S. Khrushchev

FUNCTIONAL APPROACH TO THE DESIGN OF SPECIALIZED ROBOTIC

COMPLEXES

The article analyzes the experience and promising areas of the development of combat and support robotic complexes of the Ground Forces. It has been shown that the robotization of ground-based military equipment and weapons follows the directions of creating unified kits (modules) of remote control equipment for installation on regular weapons models for the purpose of their unmanned use in the performance of combat, special and supporting tasks and development promising RTK on the original base for the implementation of combat, reconnaissance and support tasks using existing and newly created hardware and software modules. The aggregate-modular method of creating equipment is analyzed — designing and assembling robots and their means of control from standard assemblies, each of which is designed to perform predetermined functions. Examples are given of using the modular-modular method in the development of a multi-functional heavy-duty tracked armored vehicle complex based on a special fire engine currently undergoing acceptance procedures. It is argued that the aggregate-modular principle of the construction of robotic complexes is the most rational at the present time and should be the basis for substantiating the tactical and technical characteristics of combat and support robots when generating program documents. Based on the experience of combat operations, it is proposed in a number of cases to focus on the development of specialized robots oriented towards the accomplishment of a specific task. This is caused by some restrictions on the introduction of new technical solutions when focusing only on the modular principle of creating robots, exaggerated requirements for weapons and military equipment when solving a number of tasks, as well as the existence of a number of tasks important in terms ofpreventing personnel losses and large of the use of, lack of research on the development of weapons specifically for the RTC based on the rational use of the advantages of the robot and the reduction of psycho-physiological limitations

ivennyh man. The necessity of conducting studies on the justification offeasibility and the list of tasks on the functional approach to the design of robots is substantiated. Along with the development of multifunctional combat and support robots on the basis of aggregate and hardware-software modules, it is necessary to consider the development of specialized robots oriented to perform one task, usually a combat one, and having an increased potential compared to universal robots its fulfillment. The examples of hypothetical combat robots, built on the functional principle. The conclusion is made about the need for the formulation of research works with the involvement of leading experts in the field of takiki, robotics, development of weapons and ammunition.

Robotic complex; modular-modular design method; combat experience; functional approach to the creation of robots.

Введение. Роботизация вооружения и военной техники Сухопутных войск в настоящее время находится на этапе опытно-войсковой эксплуатации и экспериментов по боевому применению первых образцов, принятых на снабжение или проходящих испытания [1]. Планируется и проводится ряд опытно-конструкторских работ, направленных на разработку боевых и обеспечивающих робототехнических комплексов Сухопутных войск (РТК СВ).

Роботизация наземной военной техники и вооружения идет по следующим направлениям [2-6, 20]:

♦ создание унифицированных комплектов (модулей) аппаратуры дистанционного управления для установки на штатные образцы ВВТ с целью их безэкипажного применения при выполнении боевых, специальных и обеспечивающих задач;

♦ разработка перспективных РТК на оригинальной базе для выполнения боевых, разведывательных и обеспечивающих задач с использованием имеющихся и вновь создаваемых аппаратных и программных модулей.

Основные исследования и разработки ориентированы на создание многофункциональных РТК на основе универсальных модулей. При этом анализа и научного обоснования многофункциональности в ущерб специализации РТК до сих пор не проводилось. В статье впервые ставится вопрос о целесообразности разработки специализированных боевых и обеспечивающих РТК и о соотношении многофункциональных и специализированных РТК в обозримом будующем.

Агрегатно-модульный принцип построения РТК. Блочно-модульное конструирование РТК предусматривает создание изделий на основе модулей и блоков. Модуль - составная часть РТК, состоящая преимущественно из унифицированных или стандартных элементов различного функционального назначения. В технике на основе унификации получило развитие агрегатирование - метод конструирования машин, приборов и других изделий из унифицированных и стандартных деталей, агрегатов и модулей. Агрегатирование представляет собой структурно-переменный синтез машин, при котором решение новой задачи обеспечивается изменением структуры машины - пространственного положения отдельных модулей, их количества и номенклатуры, а также способов соединения. В наибольшей степени этому удовлетворяет агрегатно-модульный метод создания оборудования - проектирование и компоновка машин и средств управления ими из стандартных узлов, каждый из которых предназначен для выполнения заранее определенных функций [7-15].

Примером внедрения подобного подхода является разработка многофункционального гусеничного бронированного РТК тяжелого класса на базе специальной пожарной машины (ГБРК СПМ), проходящего в настоящее время процедуру принятия на снабжение.

Задачами ГБРК СПМ являются обеспечение в экипажном и дистанционно-управляемом режимах тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ на арсеналах, базах и складах хранения ракет и боеприпасов. Основными модулями навесного оборудования, обеспечивающими решение указанных задач являются:

♦ модули аппаратуры передачи данных;

♦ модули системы технического зрения;

♦ модули системы управления движением;

♦ модули аппаратуры программного управления, обеспечивающие автоматическое движение машины по заданному оператором маршруту с выдерживанием требуемых параметров движения и автоматическое движение машины по ранее пройденному маршруту;

♦ модули управления пожарно-техническим вооружением;

♦ модули автоматизированных рабочих мест пункта дистанционного управления и переносного пульта управления.

Одним из основных направлений модульного принципа построения РТК является варьирование необходимого технологического оборудования, устанавливаемого на унифицированные базовые шасси. Так в МЧС разработана унифицированная универсальная роботизированная платформа среднего класса ЕЛЬ-М [16] для формирования на её базе различных аварийно-спасательных и противопожарных комплектов для выполнения конкретных задач. Технологическое оборудование включает транспортный модуль, модуль для проведения инженерно-строительных работ, порошковый и водяной модули пожаротушения.

В [5] предлагается, на основе анализа всей совокупности задач для робото-технических комплексов обосновать несколько линеек основополагающих и необходимых составных частей, таких как:

♦ типовые транспортные базы РТК;

♦ модули, обеспечивающие дистанционное управление РТК;

♦ модули, обеспечивающие доставку (разгрузку) полезной нагрузки РТК;

♦ разведывательные модули РТК различного назначения;

♦ ряд боевых модулей РТК с соответствующими прицельными модулями;

♦ модули транспортирования ракет и боеприпасов к машинам огневой поддержки и зенитно-ракетным;

♦ модули перевозки и подвоза тарно-штучных грузов (боеприпасы к стрелковому оружию, ПТРК и др.);

♦ модули подвоза горючего;

♦ модули подвоза продовольствия и т.п.

Перспективными направлениями применения принципа модульного построения РТК называются исследования в области реконфигурируемости, подразумевающей создание РТК с мехатронно-модульным строением, которое предполагает возможность оперативной модификации собственной структуры с целью изменения функциональных свойств в зависимости от задачи, и создания РТК с открытой архитектурой, что позволит успешно модернизировать и расширять функционал имеющихся РТК. Учитывая постоянно возрастающий «удельный вес» программно-алгоритмического обеспечения перспективным средством могут стать современные методы функционально-модульного построения роботов. Эти методы дают возможность объединять (сопрягать аппаратно и программно) различные по функциональному предназначению модули в единой конструкции, обеспечивая их совместную работу под управлением общего программно-алгоритмического обеспечения для выполнения целевой функции робота. При этом в каждый модуль заранее закладывается определенная аппаратно-программная избыточность, позволяющая перепрограммировать его функции без физического замещения модуля целиком, ограничиваясь лишь сменой программного обеспечения.

Предлагается рационально сочетать использование агрегатно-модульного и функционально-модульного построения [17]. Первому имеет смысл отдавать предпочтение применительно к «консервативным» частям робототехнического

комплекса, таким, как базовая платформа (шасси), элементы движителя и трансмиссии, а второму - применительно к динамично изменяющимся функциональным элементам робота. Это предполагает решение задачи рациональной декомпозиции робота на совокупность функциональных модулей.

Таким образом, можно утверждать, что агрегатно-модульный принцип построения РТК является наиболее рациональным в настоящее время и должен быть положен в основу обоснования ТТХ боевых и обеспечивающих РТК СВ при формировании программных документов в области вооружения.

Необходимость рассмотрения вопросов о функциональном подходе к проектированию РТК. Рассматривая пути развития роботизированного вооружения необходимо учитывать следующие обстоятельства.

Первое. Ориентация только на модульный принцип создания технологических машин в определенном смысле сковывает развитие новых технических решений. В ряде случаев слепое следование идее агрегатирования с использованием лишь унифицированных деталей и модулей может привести к созданию конструкций неоптимальных по массе, размерам, потребляемой мощности, надежности, стоимости, трудоемкости производства и испытаний. Принцип модульности может оказаться невыгодным, прежде всего для потребителя.

Второе. При разработке боевых и обеспечивающих РТК СВ необходимо придерживаться стандартов и требований, предъявляемых к вооружению и военной технике СВ. В определенных случаях они являются значительно завышенными, а иногда и не определяющими для функционирования РТК. В разных случаях это может касаться требований по бронезащите, мобильности, проходимости, надежности и другим, в том числе и к точностным характеристикам вооружения. Подобная ситуация сложилась при разработке беспилотных аппаратов (БЛА) тактического звена [18]. Требования к надежности задаются по аналогии с требованиями, предъявляемыми к надежности бортовых систем пилотируемых ЛА. Такой подход в ряде случаев ведет к неоправданному завышению требований по надежности бортовых систем БЛА, и, как следствие, к значительному увеличению стоимости БЛА и комплекса в целом. Существует ряд факторов, которые следует учитывать для обеспечения требуемого уровня надежности боевого комплекса с БЛА в ходе его разработки. К факторам, учет которых позволит существенно сократить затраты на надежность и, соответственно, снизить стоимость комплекса, относятся:

♦ отсутствие фактора безопасности полета, что исключает необходимость задания такого же высокого уровня безотказности для БЛА, как и для пилотируемых ЛА;

♦ существенно более низкий требуемый технический ресурс БЛА, значительно уступающий техническому ресурсу любого пилотируемого ЛА, в пределах которого должен быть обеспечен заданный уровень безотказности;

♦ значительно менее жесткие условия эксплуатации БЛА по сравнению с пилотируемыми ЛА, что обеспечивает изначально более высокий уровень безотказности без применения специальных мер ее повышения.

Третье. Опыт боевых действий последних лет, в том числе с применением боевых РТК, показывает, что существует ряд задач, важных с точки зрения предотвращения потерь личного состава, а также большой частости применения. Примером могут служить задачи создания высокой плотности огня стрелковым вооружением при наступлении на укрепленные объекты (здания, фортификацион-но оборудованные участки местности) или применение оружия при штурме объектов в городских условиях. При этом использование универсальных многофункциональных боевых и инженерных РТК удовлетворяет решению этих задач не в полной мере.

Четвертое. При выборе модулей вооружения для боевых РТК разработчик ориентируется на существующие и перспективные образцы оружия. При этом необходимо помнить, что облик традиционного оружия в полной мере учитывает характеристики человека, который его применяет. Это относится в случае стрелкового вооружения к весам, габаритам, эргономическим характеристикам, прицельному комплексу. В случае боеприпасов к массогабаритным характеристикам, для обеспечения заряжания без механизированных устройств или необходимости использования в ограниченных объемах боевых машин. До настоящего времени не рассматривался вопрос разработки вооружения специально для РТК на основе рационального использования преимуществ робота и снижения психофизиологических ограничений, свойственных человеку.

По нашему мнению необходимо проведение исследований по обоснованию целесообразности и перечня задач по функциональному подходу к проектированию РТК СВ. То есть, наряду с развитием многофункциональных боевых и обеспечивающих РТК на основе агрегатных и программно-аппаратных модулей, рассматривать вопросы разработки специализированных РТК СВ, ориентированных на выполнение одной задачи, как правило боевой, и обладающих повышенным по сравнению с универсальными РТК потенциалом для ее выполнения.

Гипотетические примеры РТК, построенных по функциональному принципу. Для иллюстрации такого подхода приведем ряд возможных вариантов проектирования подобных РТК. Эти примеры носят исключительно умозрительный характер и призваны только проиллюстрировать вышестоящие соображения.

Пример 1. При наступлении спешенных пехотных или специальных подразделений в направлении укрепленных объектов противника нашим войскам необходимо преодолевать от нескольких сотен метров до 1-2 км в условиях интенсивного огневого противодействия противника. Наряду с традиционными средствами поддержки наступления необходимо обеспечить высокую плотность огня стрелковым вооружением, чтобы воспрепятствовать применению противником оружия и предотвратить потери наступающих. Использование существующих РТК огневой поддержки не в полной мере отвечает решению этой задачи. Каждый подобный РТК имеет лишь один целевой канал и способен выполнять, как показывает опыт, только задачу отвлечения внимания обороняющихся, не обеспечивая требуемую плотность огня во всех необходимых направлениях.

В то же время, с функциональной точки зрения, для робота практически нет ограничений по количеству целевых каналов для стабилизированного слежения в пределах углов зрения, то есть оператор может назначать область целей (например линия окопов или несколько оконных проемов). Таким образом, в гипотетическом РТК может быть несколько независимых стволов, отвечающих за огонь в свою область пространства. Учитывая, что главной задачей подобного оружия является не поражение целей, а воспрепятствование ответного огня, основными требованиями к нему становятся не точность и дальность стрельбы, а плотность огня в назначенном секторе, скорострельность и боезапас. Облик подобного боевого РТК не будет похож на традиционное вооружение, потребует разработки оригинального оружия и средств автоматического управления им. При этом, в отличие от универсальных РТК, конкретную задачу поддержки подразделений в наступлении он будет решать более эффективно, а многие традиционные требования по дальности автономного применения, дальности и точности стрельбы, продолжительности работы будут снижены.

Пример 2. Опыт боевых действий последнего времени показывает необходимость применения роботизированного вооружения для штурма хорошо укрепленных объектов в городских кварталах, когда применение авиации и артиллерии ограничено, малоэффективно или недопустимо по гуманитарным соображениям.

Существующее штатное вооружение, которое можно было бы применять в РТК при стрельбе прямой наводкой не в полной мере решает задачу разрушения хорошо укрепленного объекта, требует большого расхода боеприпасов и подвергается повышенному риску быть пораженным в ответ. Вместе с тем, использование гипотетического боеприпаса повышенного могущества, который мог бы эффективно выполнить поставленную задачу и разработка которого принципиально возможна, ограничивается характеристиками орудий, располагаемых на объектах бронетанковой техники, размерами бортовых отсеков и характеристиками автоматов заряжания. Специализированный РТК для выполнения этой задачи мог бы строится вокруг гипотетического боеприпаса с учетом следующих обстоятельств:

♦ ограниченного потребного количества боеприпасов для выполнения задачи;

♦ заряжания на подконтрольной территории с помощью механизированных средств;

♦ низких требований к продолжительности работы и потребному автономному пробегу;

♦ небольшой дальности применения.

Пример 3. Авторами был предложен [4] способ рационального использования неоднородных групп РТК для обеспечения доставки группы в назначенную зону действий наименее затратными способами. Это осуществимо, если аппаратурой автоматического движения оснащен один (или несколько, но не все) РТК группы, а остальные движутся по пути, указанному ведущим, а на месте разворачиваются в определенный им порядок. При действии группы автономных РТК вне зоны непосредственного управления операторами в любой момент времени должен быть определен робот лидер. В зависимости от этапа боевой работы лидерство может передаваться от объекта к объекту, но всегда этот переход должен быть определен однозначно при постановке задачи. Рассмотрим следующий вариант боевого применения группы автономных РТК. На первом этапе группа из одного РТК разведки и управления и трех огневых РТК следует за транспортным РТК, оснащенным аппаратурой автодвижения, задача которого вывести группу в район, определенный оператором, и расстановить ведомых на позиции, после чего он переходит в режим ожидания. На втором этапе РТК-лидером становится специализированный робот разведки и управления, задача которого состоит в поиске и обнаружении целей и распределение их между огневыми РТК одним из известных методов: последовательное назначение целей, распределение по секторам, режим запретов при самостоятельном выборе целей или иным. На третьем этапе происходит поражение противника специализированными огневыми РТК, при этом робот разведки и управления производит оценку результатов стрельбы и руководит переносом огня. На четвертом этапе по окончании боевой работы первый РТК возвращает функции лидера, производит сбор группы и движение к определенному рубежу сбора. Таким образом, в выполнении задачи принимают участие три типа специализированных РТК, каждый из которых предназначен для своего функционала.

Заключение.

1. Агрегатно-модульный принцип проектирования РТК СВ и ориентация на многофункциональные боевые и обеспечивающие РТК, создаваемые на основе универсальных модулей, являются основными направлениями развития роботизированного вооружения в ближайшие годы.

2. Существование ряда задач с высокой важностью с точки зрения предотвращения потерь личного состава и определяющих исход конкретного боя вызывает необходимость рассмотрения вопроса о создании специализированных РТК, ориентированных на выполнение определенных действий и требующих использования в некоторых случаях нештатного вооружения, ориентированного на применение только в составе РТК.

3. Авторами предлагается по новому взглянуть на проблему «Навесное оборудование и оружие для РТК» и формулировать ее в некоторых случаях как «РТК для специального оборудования и специального оружия».

4. Учитывая отсутствие каких-либо проработок в этой области необходима постановка научно-исследовательских работ с привлечением ведущих специалистов в области робототехники, исследования вопросов тактики подразделений, разработки вооружения и боеприпасов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Попов С.А. Создание и применение робототехники в вооруженных силах Российской федерации // Труды II-й Военно-научной конференции «Роботизация Вооруженных Сил Российской Федерации». - М., 2017. - 537 с.

2. Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В., Рудианов Н.А., Рябов А.В., Хрущев В.С. Бой в городе. Боевые и обеспечивающие роботы в условиях урбанизированной территории // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - № 3 (116). - С. 142-146.

3. Шеремет И. Б., Рудианов Н.А., Рябов А.В., Хрущев В.С. Обоснование семейства боевых и обеспечивающих роботов для боя в городе // Известия ЮФУ. Технические науки.

- 2012. - № 3 (128). - С. 37-41.

4. Шеремет И. Б., Рудианов Н.А., Рябов А.В., Хрущев В.С. О необходимости разработки концепции построения и применения автономных робототехнических комплексов военного назначения // Тр. Международной научно-технической конференции «Экстремальная робототехника». - СПб: ЦНИИ РТК 2016. - С. 35-39.

5. Шеремет И.Б., Рудианов Н.А., Рябов А.В., Хрущев В.С. Проблемы развития роботизированного вооружения Сухопутных войск // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2013.

- № 3 (140). - C. 21-24.

6. Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В., Рудианов Н.А., Гурджи А.И., Рябов А.В., Хрущев В.С. Перспективы разработки автономных наземных робототехнических комплексов специального военного назначения // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2016. - № 1 (174). - C. 156-168.

7. Лопота А.В., Юревич Е.И. Этапы и перспективы развития модульного принципа построения робототехники // Экстремальная робототехника: Сб. докладов Всероссийской научно-технической конференции. - СПб.: Изд-во «Политехника - сервис», 2012. - С. 15-18.

8. Васидьев А.В., Лопота А.В. Малогабаритная реконфигурируемая платформа с высокими адаптивными возможностями // Материалы 6 Всероссийской научно-технической конференции. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014. - С. 4-11.

9. Юревич Е.И. ЦНИИ РТК. История создания и развития. - СПб.: СПбГТУ, 1999.

10. Динамика управления роботами / под ред. Е.И. Юревича. - М.: Наука. 1984.

11. Юревич Е.И. Перспективы развития модульного принципа построения средств робототехники // Стандарты и качество. - 1989. - № 5. - С. 18-24.

12. Манипуляционные системы роботов / под ред. А.И. Корендясева. - М.: Машиностроение, 1989.

13. Пятницкий Е.С. Принципы декомпозиции и управления механическими и электромеханическими системами // Сб. трудов «Синтез систем управления манипуляционными роботами на принципе декомпозиции». - М.: ИПУ, 1987. - С. 56- 67.

14. КрутькоП.Д. Управление исполнительными системами роботов. - М.: Наука, 1991.

15. КазанцевВ.Н., ПавловВ.А. Терминология и подходы к определению модульной структуры робота // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2017. - Т. 18, № 11. - С. 744-748.

16. Цариченко С.Г. Опыт практического применения робототехнических комплексов специального назначения в МЧС России и перспективные направления их дальнейшего развития // Труды военно-научной конференции «Роботизация Вооруженных Сил Российской Федерации». - М., 2016. - 470 с.

17. Кононов А.Ф. О проблемных вопросах развития технологий робототехнических комплексов // Труды II-й Военно-научной конференции «Роботизация Вооруженных Сил Российской Федерации». - М., 2017. - 537 с.

18. ВолобуевМ.Ф., Михайленко С.Б. Обоснование требований к надежности боевых робото-технических комплексов ВВС // Труды военно-научной конференции «Роботизация Вооруженных Сил Российской Федерации». - М., 2016. - 470 с.

19. Бородулин В.Д. Состояние и направления развития отечественной военной робототехники // Труды военно-научной конференции «Роботизация Вооруженных Сил Российской Федерации». - М., 2016. - 470 с.

20. Рудианов Н.А., Рябов А.В., Хрущев В.С. Автономные робототехнические комплексы в системе вооружение Сухопутных войск // Ракетно-техническое и артиллерийско-техническое обеспечение Вооруженных сил Российской федерации: Тематический сборник «Информационный мост». - М., 2018. - С. 49-51.

REFERENCES

1. Popov S.A. Sozdanie i primenenie robototekhniki v vooruzhennykh silakh Rossiyskoy federatsii [Creation and application of robotics in the armed forces of the Russian Federation], Trudy Il-y Voenno-nauchnoy konferentsii «Robotizatsiya Vooruzhennykh Sil Rossiyskoy Federatsii» [Proceedings of the Il-th Military scientific conference "Robotization of the Armed Forces of the Russian Federation"]. Moscow, 2017, 537 p.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Lapshov V.S., Noskov V.P., Rubtsov I. V., Rudianov N.A., Ryabov A. V., Khrushchev V.S. Boy v gorode. Boevye i obespechivayushchie roboty v usloviyakh urbanizirovannoy territorii [Fight in town. Fighting and providing robots in an urban area], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2011, No. 3 (116), pp. 142-146.

3. Sheremet I.B., Rudianov N.A., Ryabov A.V., Khrushchev V.S. Obosnovanie semeystva boevykh i obespechivayushchikh robotov dlya boya v gorode [Justification of the family of combat and providing robots for combat in the city], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2012, No. 3 (128), pp. 37-41.

4. Sheremet I. B., Rudianov N.A., Ryabov A.V., Khrushchev V.S. O neobkhodimosti razrabotki kontseptsii postroeniya i primeneniya avtonomnykh robototekhnicheskikh kompleksov voennogo naznacheniya [On the need to develop the concept of construction and application of Autonomous robotic systems for military purposes], Trudy Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii «Ekstre-mal'naya robototekhnika» [Proceedings of the international scientific and technical conference "Extreme robotics"]. Saint Petersburg TSNII RTK 2016, pp. 35-39.

5. Sheremet I.B., Rudianov N.A., Ryabov A.V., Khrushchev V.S. Problemy razvitiya robotizirovannogo vooruzheniya Sukhoputnykh voysk [Problems of development of robotic armament of Land forces], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2013, No. 3 (140), pp. 21-24.

6. Lapshov V.S., Noskov V.P., Rubtsov I.V., Rudianov N.A., Gurdzhi A.I., Ryabov A.V., Khrushchev V.S. Perspektivy razrabotki avtonomnykh nazemnykh robototekhnicheskikh kompleksov spetsial'nogo voennogo naznacheniya [Prospects for the development of Autonomous ground robotic systems for special military purposes], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2016, No. 1 (174), pp. 156-168.

7. Lopota A.V., Yurevich E.I. Etapy i perspektivy razvitiya modul'nogo printsipa postroeniya robototekhniki [Stages and prospects of development of the modular principle of robotics], Ekstremal'naya robototekhnika: Sb. dokladov Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Extreme robotics: collection of reports of the all-Russian scientific and technical conference]. Saint Petersburg: Izd-vo «Politekhnika - servis», 2012, pp. 15-18.

8. Vasid'ev A.V., Lopota A.V.Malogabaritnaya rekonfiguriruemaya platforma s vysokimi adaptivnymi vozmozhnostyami [Small reconfigurable platform with high adaptive capabilities], Materialy 6 Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Proceedings of the 6 all-Russian scientific and technical conference]. Krasnoyarsk: Sib. feder. un-t, 2014, pp. 4-11.

9. Yurevich E.I. TSNII RTK. Istoriya sozdaniya i razvitiya [RTC. History of creation and development]. Saint Petersburg: SPbGTU, 1999.

10. Dinamika upravleniya robotami [Dynamics of robot control], ed.by E.I. Yurevicha. Moscow: Nauka. 1984.

11. Yurevich E.I. Perspektivy razvitiya modul'nogo printsipa postroeniya sredstv robototekhniki [Prospects of development of the modular principle of construction of robotics], Standarty i kachestvo [Standards and quality], 1989, No. 5, pp. 18-24.

12. Manipulyatsionnye sistemy robotov [Handling systems of robots], ed. by A.I. Korendyaseva. Moscow: Mashinostroenie, 1989.

13. Pyatnitskiy E.S. Printsipy dekompozitsii i upravleniya mekhanicheskimi i elektromekhanicheskimi sistemami [Principles of decomposition and control of mechanical and Electromechanical systems], Sb. trudov «Sintez sistem upravleniya manipulyatsionnymi robotami naprintsipe dekompozitsii» [Proceedings "Synthesis of control systems of manipulative robots on the principle of decomposition"]. Moscow: IPU, 1987, pp. 56- 67.

14. Krut'ko P.D. Upravlenie ispolnitel'nymi sistemami robotov [Control of Executive systems of robots]. Moscow: Nauka, 1991.

15. Kazantsev V.N., Pavlov V.A. Terminologiya i podkhody k opredeleniyu modul'noy struktury robota [Terminology and approaches to the definition of the modular structure of the robot], Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie [Mechatronics, automation, control], 2017, Vol. 18, No. 11, pp. 744-748.

16. Tsarichenko S.G. Opyt prakticheskogo primeneniya robototekhnicheskikh kompleksov spetsial'nogo naznacheniya v MCHS Rossii i perspektivnye napravleniya ikh dal'neyshego razvitiya [Experience of practical application of robotic complexes of special purpose in EMERCOM of Russia and perspective directions of their further development], Trudy voenno-nauchnoy konferentsii «Robotizatsiya Vooruzhennykh Sil Rossiyskoy Federatsii» [Proceedings of the military-scientific conference "Robotization of the Armed Forces of the Russian Federation"]. Moscow, 2016, 470 p.

17. Kononov A.F. O problemnykh voprosakh razvitiya tekhnologiy robototekhnicheskikh kompleksov [On problematic issues of development of technologies of robotic systems], Trydy II-y Voenno-nauchnoy konferentsii «Robotizatsiya Vooruzhennykh Sil Rossiyskoy Federatsii» [Proceedings of the II Military-scientific conference "Robotization of the Armed Forces of the Russian Federation"]. Moscow, 2017, 537 p.

18. Volobuev M.F., Mikhaylenko S.B. Obosnovanie trebovaniy k nadezhnosti boevykh robototekhnicheskikh kompleksov VVS [Justification of requirements to reliability of combat robotic systems of the air force], Trydy voenno-nauchnoy konferentsii «Robotizatsiya Vooruzhennykh Sil Rossiyskoy Federatsii» [Proceedings of the military scientific conference "Robotization of the Armed Forces of the Russian Federation"]. Moscow, 2016, 470 p.

19. Borodulin V.D. Sostoyanie i napravleniya razvitiya otechestvennoy voennoy robototekhniki [State and directions of development of domestic military robotics], Trudy voenno-nauchnoy konferentsii «Robotizatsiya Vooruzhennykh Sil Rossiyskoy Federatsii» [Proceedings of the military scientific conference "Robotization of the Armed Forces of the Russian Federa-tion"].Moscow, 2016. 470 p.

20. Rudianov N.A., Ryabov A.V., Khrushchev V.S. Avtonomnye robototekhnicheskie kompleksy v sisteme vooruzhenie Sukhoputnykh voysk [Autonomous robotic systems in the system of land forces armament], Raketno-tekhnicheskoe i artilleriysko-tekhnicheskoe obespechenie Vooruzhennykh sil Rossiyskoy federatsii: Tematicheskiy sbornik «Informatsionnyy most» [Missile-technical and artillery-technical support of the Armed forces of the Russian Federation. Thematic collection. «Information bridge»]. Moscow, 2018, pp. 49-51.

Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. М.В. Самородский.

Рудианов Николай Александрович - 3 ЦНИИ МО РФ; e-mail: rudianov_1980@mail.ru;

107564, г. Москва, Погонный пр., д. 10; тел.: 84991698120; д.т.н.; доцент; начальник отдела.

Хрущев Василий Сергеевич - к.т.н.; доцент; в.н.с.

Rudianov Nikolay Aleksandrovish - 3 CNII MD RF; e-mail: rudianov_1980@mail.ru; Russia,

107564, Moscow, Pogonnyi, 10; phone: +74991698120; dr. of eng. sc.; associate professor; chef

of department.

Khrushev Vasiliy Sergeevish - cand. of eng, sc,; associate professor; leading researcher.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.