CC BY
141Направления развития автоматизированных систем управления авиацией
Генерал-майор И.П. ЧУРКИН, кандидат военных наук
Майор запаса О. Л. ПОНОМАРЁВ, доктор технических наук
Полковник запаса О.Г. СТОЛЯРОВ, кандидат технических наук
АННОТАЦИЯ
Предложен комплекс мероприятий по совершенствованию автоматизированных систем управления (АСУ) авиацией в части расширения перечня решаемых задач и типажа управляемых авиационных комплексов, включая беспилотные, действующих в составе смешанных групп, совершенствования взаимодействия авиации и зенитных ракетных войск (ЗРВ) на тактическом уровне, повышения мобильности и боевой устойчивости.
ABSTRACT
The paper proposes a set of measures to improve automated control systems (ACS) for aircraft in the part of expanding the list of problems to be solved and the types of controlled aircraft units, including the unmanned kind, acting within mixed groups, improving interaction between aircraft and surface-to-air missile troops (SAMT) at the tactical level, enhancing mobility and combat stability.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Автоматизированная система управления, оперативно-тактическая авиация, способы управления, аэродромный маневр, передовой пункт управления, взаимодействие авиации и ЗРВ, протокол функционального взаимодействия, интерфейс.
Automated control system, operational-tactical aviation, methods of control, airfield maneuver, front-line control point, interaction between aircraft and surface-to-air missile troops, protocol of functional interaction, interface.
В РЕЗУЛЬТАТЕ реформирования Вооруженных Сил Российской Федерации (ВС РФ) трансформировались система пунктов управления оперативно-тактической авиации, структура аэродромной сети, радиотехнических подразделений и, как следствие, изменились параметры процесса управления авиацией.
Количественно и качественно изменился самолетный парк Воздушно-космических сил (ВКС) ВС РФ, на вооружение которых поступают многофункциональные комплексы оперативно-тактической авиации (OTA). Обладая мощным вооружением, вы-
сокими летными качествами, малой заметностью и высокопотенциальным информационным комплексом, они способны эффективно решать истребительные, ударные и обеспечивающие задачи в одном боевом вылете. В перспективе следует ожидать насыщения
парка авиации ВКС боевыми беспилотными авиационными комплексами (ББАК) аэродромного базирования, способными решать как обеспечивающие, так и ударные, а в перспективе и истребительные задачи.
На вооружение приняты зенитные ракетные системы (ЗРС) нового поколения, что существенно увеличило пространственные и огневые возможности ЗРВ по уничтожению воздушного противника. Но при этом значительно возрос и риск поражения своих авиационных комплексов, выполняющих боевые задачи в зонах огня ЗРС.
Высокий боевой потенциал современных авиационных комплексов (АК) может быть реализован в полном объеме только при эффективном управлении ими с пунктов управления ВКС на всех этапах боевой деятельности, что в нынешних условиях проблематично без широкого внедрения средств и систем автоматизации в структуру системы управления авиацией ВКС.
Общие требования к системе управления силами и средствами ВКС — устойчивость, непрерывность, оперативность, скрытность — общеизвестны и не требуют дополнительных комментариев. Однако в современных условиях, с учетом тенденций развития средств и способов вооруженной борьбы, их выполнение связано с поиском и реализацией в АСУ новых технических решений.
Анализ научно-исследовательских и опытно-конструкторских программ ведущих зарубежных стран позволяет констатировать, что достаточно большой их объем направлен на решение проблемы адаптации автоматизированных систем управления к новым условиям вооруженной борьбы. Аналогичные работы ведутся и в Вооруженных Силах Российской Федерации. Тем не менее, рассматривая вопрос совершенствования АСУ авиации ВКС с целью
приведения их характеристик в соответствие с новыми реалиями, следует выделить ряд приоритетных направлений, характерных именно для наших условий, на которые необходимо обратить особое внимание. К ним можно отнести:
• совершенствование специального программного обеспечения и архитектуры вычислительных средств;
• унификация протоколов функционального сопряжения АСУ с внешними абонентами и интерфейсов «человек-машина»;
• повышение эффективности взаимодействия авиации и ЗРВ на тактическом уровне;
• повышение эффективности и боевой устойчивости системы управления на всех этапах аэродромного маневра частей (соединений) авиации;
• обеспечение управления разнотипными ББАК, в том числе при их совместном применении с пилотируемыми авиационными комплексами.
Специальное программное обеспечение АСУ авиации, эксплуатируемых сегодня, разработано в 60—70-х годах прошлого столетия для условий отражения массированных авиационных ударов средств воздушного нападения (СВН) противника со средних, больших высот и из стратосферы. К настоящему времени оно в значительной мере устарело и не обеспечивает реализацию высокого потенциала АК в условиях современного боя. Основные его недостатки: жесткая детерминированность боевых алгоритмов управления авиационными комплексами; ограниченный перечень решаемых задач и типажа управляемых АК.
Совершенствование специального программного обеспечения должно проводиться в направлении расширения типажа управляемых АК (включая беспилотные), перечня решаемых задач, а также внедрения перспективных способов управле-
ния, обеспечивающих многовариантность при выборе плана ведения боя, рациональное распределение функций между комплексом бортового оборудования самолета и наземными средствами управления (адаптивно-маршрутный способ, способ «тактическое управление» и др.).
Адаптивно-маршрутное управление позволяет реализовывать оптимальные с точки зрения минимизации потерь маршруты полета управляемых авиационных комплексов. Минимизация осуществляется за счет полного учета складывающейся реальной обстановки в ее динамике путем формирования в бортовых прицельно-навигационных комплексах и на наземных пунктах управления (ПУ) оптимальных траекторий полета к цели. Потери авиации в данном случае будут определяться полнотой и достоверностью разведывательных данных о группировке противника. Результаты исследований показывают, что реализация адаптивно-маршрутного управления позволит снизить в 1,5 раза вероятность поражения авиационных комплексов средствами ПВО противника.
Тактическое управление предусматривает выдачу с ПУ авиации управляемым АК (группам) плана ведения воздушного боя (уничтожения наземных (надводных) объектов), а также информации о тактической обстановке в районе боевых действий. Командир тактической группы (экипажа), получая в районе боя от своих бортовых средств обнаружения более детальную информацию о противнике, своим решением уточняет и корректирует выданный план. После его утверждения пунктом управления, осуществляемого в режиме реального времени, приступает к его реализации. Таким образом, при тактическом управлении командир тактической группы (экипажа) наделяется правом самостоятельно-
го принятия решения по изменению плана в ходе боевого вылета.
К достоинствам предлагаемого способа тактического управления следует отнести:
• повышение вероятности успешного вывода АК в боевое соприкосновение;
• увеличение пропускной способности системы автоматизированного наведения;
• повышение скрытности управления авиационными комплексами (группами);
• обеспечение эффективного ведения АК (группами) полуавтономных боевых действий.
Оценки показывают, что реализация перспективных способов управления требует высокой производительности вычислительных средств. Так, например, адаптивно-маршрутное управление 12 авиационными комплексами при цикле обновления целевой обстановки (10 секунд) требует, чтобы вычислительный комплекс перспективного комплекса средств автоматизации (КСА) имел производительность, на несколько порядков превышающую производительность современного компьютера с типовой комплектацией.
Применение высокопроизводительного сервера в составе КСА значительно увеличивает его стоимость, снижает надежность эксплуатации и сокращает возможности по масштабированию (увеличению) мощности. Последние годы во всем мире происходит бурное внедрение вычислительных кластеров, вызванное тем, что они стали общедоступными и дешевыми аппаратными платформами для высокопроизводительных вычислений. Следовательно, в качестве основы построения перспективного КСА целесообразно использовать распределенную вычислительную структуру, в частности кластерную архитектуру, ориентированную на многозадачное использование.
По предварительным оценкам, реализация рассмотренных выше мероприятий позволит повысить эффективность управления авиационными комплексами (группами) более чем на 20 %.
При выполнении работ по совершенствованию АСУ следует учитывать следующее. Общая тенденция развития АСУ — реализация принципов сетецентрического управления силами и средствами в едином информационном пространстве. Формирование единого информационного пространства должно осуществляться на основе единой автоматизированной системы сбора данных, единых баз данных, а также единых протоколов функционального взаимодействия и унифицированного графического интерфейса пользователей.
Ситуацию, сложившуюся в настоящее время в области сопряжения различных объектов, функционирующих в контуре автоматизированного управления и информационного обеспечения, демонстрирует тот факт, что она сопрягается более чем с сорока авиационными комплексами и наземными системами. И в каждом тракте реализуется свой индивидуальный протокол.
Необходимо решение о разработке и применении унифицированных протоколов функционального взаимодействия. Опыт разработки таких протоколов в трактах командных радиолиний управления авиационными комплексами существует. Унифицированный интерфейс обеспечивает сокращение времени на подготовку офицеров боевого управления и выполнение операций в ходе боевой работы, снижает количество ошибок, создает чувство комфортности и уверенности.
Опыт разработки КСА показывает отсутствие унификации при формировании информационных моделей
и человеко-машинных интерфейсов в различных изделиях, что затрудняет освоение техники пользователями при переходе с одного вида КСА на другой. Для решения задачи унификации целесообразно:
• определить общность задач, решаемых операторами в системах вооружения;
• разработать ядро унифицированной информационной модели, учитывая специфику решаемых задач в образцах вооружения;
• выработать единые рекомендации и подходы по построению информационных моделей и человеко-машинных интерфейсов;
• разработать общие наборы требований, условных правил и механизмов интерактивного взаимодействия пользователя с машиной в ходе решения боевых задач.
Проблема повышения эффективности взаимодействия авиации и ЗРВ является одной из важнейших и требует решения. Она особенно обострилась после принятия на вооружение многоканальных ЗРС с возросшими огневыми возможностями. В настоящее время все зенитные ракетные комплексы (ЗРК) и ЗРС, стоящие на вооружении, являются многоканальными, а дальность стрельбы значительно выросла. Поэтому в возможных военных конфликтах места для действий оперативно-тактической многофункциональной авиации вне зон своих ЗРС не остается. Но, несмотря на высокую производительность многоканальных ЗРС, огневых возможностей группировок ЗРВ недостаточно для борьбы с современными СВН.
Проводимые мероприятия по организации и осуществлению взаимодействия частей авиации и ЗРВ при ведении боевых действий в общей зоне недостаточно эффективны и не обеспечивают безопасность своей авиации. Повысить эффективность
взаимодействия частей авиации и ЗРВ возможно за счет разработки и внедрения в состав системы управления авиацией нового элемента — пункта взаимодействия авиации (ПВА) и ЗРВ. На него целесообразно возложить задачи управления авиационными комплексами в зоне огня ЗРС и обеспечение их безопасности.
Территориально ПВА должен размещаться на командном пункте зенитного ракетного полка (КП зрп), являться составной частью КСА КП зрп, и получать от него информацию о воздушной обстановке, дислокации, состоянии и боевых возможностях зенитных ракетных средств. Со своей стороны ПВА должен обеспечивать боевой расчет КП зрп информацией о координатах своих АК, формировать рекомендации по исключению обстрела своей авиации, управлять АК истребительной авиации в зоне огня ЗРС. Таким образом, боевые расчеты ПВА и КП зрп должны иметь единую информацию, позволяющую однозначно оценивать воздушную обстановку и принимать необходимые согласованные решения в целях реализации максимальной степени эффективности и исключения взаимного поражения. Внедрение ПВА должно сопровождаться доработкой боевых документов, определяющих порядок организации и осуществления взаимодействия частей авиации и ЗРВ.
Моделирование показывает, что реализация ПВА обеспечит сокращение потерь авиации от огня своих ЗРК на 65—70 % и повышение эффективности боевых действий группировки ПВО до 10 %.
Общеизвестна проблема повышения эффективности и боевой устойчивости системы управления авиационных частей (соединений) при выполнении аэродромного маневра, которая обусловлена несвоевременным созданием поля управления авиацией в новом районе боевого предназначения.
Решать ее целесообразно созданием в системе управления авиацией передового пункта управления авиационного полка (ППУ ап)у оснащенного средствами автоматизации, информационного обеспечения и связи. Его задача — в условиях дефицита времени, до прибытия наземного эшелона, обеспечить создание на необорудованных или слабо оборудованных в оперативном отношении театрах военных действий поля управления, а также его наращивание, реконфигурацию и быстрое восстановление при нарушении в ходе ведения боевых действий. По предварительным оценкам, аэромобильный ППУ ап обеспечит повышение эффективности боевых действий авиационного полка при выполнении маневра в 1,5—2 раза.
Рассматривая перспективы развития самолетного парка OTA ВКС, следует признать, что в настоящее время в ряду других проблема создания универсальной системы управления формированиями и непосредственно ББАК аэродромного базирования не стоит так остро. Однако уже в ближайшей перспективе ее придется решать, и чем позже мы приступим к ее решению, тем с большими издержками будет получен результат. В краткосрочной перспективе наиболее реально поступление на вооружение ВКС двух типов разведывательно-ударных ББАК аэродромного базирования «Альтиус» и «Охотник», создаваемых в ходе соответствующих НИ-ОКР с различными сроками окончания. В ходе разработки данных изделий подтверждается тот факт, что каждая организация-исполнитель работ стремится создать свою оригинальную систему управления и связи. Какая-либо унификация при создании средств и систем управления и связи различных ти-
пов ББАК, а тем более унификация со средствами и системами управления и связи пилотируемых АК OTA отсутствует. При таком подходе увеличение количества ББАК в боевом составе ВКС приведет к невозможности координации действий пилотируемой и беспилотной авиации в реальном масштабе времени и соответственно к снижению эффективности их боевого применения и уровня безопасности полетов.
В вооруженных силах США, к примеру, такие работы интенсивно ведутся и уже получены первые практические результаты.
Решать задачу управления ББАК предлагается:
а) в ходе ведущихся ОКР по созданию ББАК с соответствующей корректировкой ТТЗ;
б) во вновь заданных НИОКР:
• по разработке универсальных протоколов управления всеми типами ББАК, унифицированных с протоколами функционального взаимодействия, применяемыми в пилотируемой авиации;
• по созданию универсальных средств и пунктов управления ББАК, включающими в свой состав радиотехнический комплекс взлета и посадки ББАК (РТК ВП ББАК), КСА пункта управления отдельной авиационной эскадрильи ББАК (ПУ оаэ ББАК), КСА пункта управления авиационного отряда ББАК (ПУ ао ББАК);
в) в ОКР по созданию перспективных и модернизации существующих КСА пунктов управления пилотируемой авиации.
Следует ожидать, что выполнение данных работ в последующем принесет и значительный экономический эффект, исключив расходы на создание и эксплуатацию оригинальных систем управления из стоимости создания и эксплуатации перспективных ББАК.
Таким образом, можно выделить следующие направления развития автоматизированной системы управления авиации ВКС.
1. Повышение функциональных возможностей существующей автоматизированной системы управления авиацией за счет доработки специального программного обеспечения с целью расширения типажа управляемых АК, перечня решаемых задач, а также внедрения перспективных способов управления, обеспечивающих рациональное распределение функций между комплексом бортового оборудования самолета и наземными средствами управления.
2. Совершенствование архитектуры вычислительных систем, в том числе на основе внедрения кластеров. Кластерная архитектура способна обеспечить высокую производительность, позволяющую реализовать перспективные способы управления, высокую надежность, открытость и масштабируемость структуры КСА.
3. Обеспечение сопряжения АСУ с внешними абонентами. Основные усилия при реализации этого направления целесообразно направить на совершенствование процедур и оптимизацию технических решений по обеспечению оперативного и функционального сопряжения с внешними абонентами на основе унифицированных протоколов функционального взаимодействия в трактах сопряжения.
4. Повышение эффективности взаимодействия человека и техники в решении функциональных задач управления авиацией путем совершенствования интерфейса «человек—машина» посредством его унификации и внедрения перспективных технологий.
5. Сокращение потерь авиации от огня своих ЗРС при ведении боевых действий в общей зоне и повышение эффективности группировки ПВО в целом за счет внедрения
в систему управления авиацией нового элемента — пункта взаимодействия авиации и ЗРВ.
6. Достижение высокого уровня мобильности средств автоматизации, необходимого при ведении маневренных боевых действий как за счет перевода аппаратного комплекса на перспективную конструктивно-элементную базу и оптимизацию его состава, так и создания в системе управления авиацией программно-технического комплекса передового пункта управления авиационного полка. Последний должен обеспечивать в условиях дефицита времени возможность создания на необорудованных и слабо оборудованных в оперативном отношении театрах военных действий поля управления авиацией, а также его наращивание, реконфигурацию и восстановление при нарушении в ходе ведения боевых действий.
7. Обеспечение управления различными типами ББАК при решении всего перечня задач совместно с пилотируемыми АК OTA, в том числе и в составе смешанных групп пилотируемой и беспилотной авиации.
Практическая реализация предлагаемых направлений развития АСУ авиации возможна как в рамках ведущихся, так и вновь задаваемых НИОКР. В любом случае при выборе варианта решающее значение будут иметь временной и ресурсный факторы.
Оценивая состояние и перспективы развития средств автоматизации в тактическом звене управления авиацией необходимо отметить, что АСУ, эксплуатируемые в настоящее время, разрабатывались как родовые для решения специализированных задач по управлению истребительной, штурмовой и бомбардировочной авиацией. Каждая из них в отдельности не способна в полном объеме решать задачи эффективного применения разнородовых группировок авиации,
а тем более ББАК, в условиях современного высокодинамичного боя.
В настоящее время планируется разработка средств автоматизации, обеспечивающих в полном объеме управление пилотируемой и беспилотной оперативно-тактической авиацией при одновременном решении ударных, истребительных и обеспечивающих задач в составе смешанных группировок. Завершение разработки этих средств позволит разрешить противоречие между высокими боевыми возможностями современных и перспективных АК (пилотируемых и беспилотных) и неспособностью современных и перспективных автоматизированных систем боевого управления авиацией обеспечить их полную реализацию в новых условиях вооруженной борьбы.
В качестве базовой модернизируемой системы может выступить АСУ истребительной авиации (ИА), обеспечивающей:
• эффективное решение истребительных и большей части ударных задач;
• сведение к минимуму участие человека в контуре управления истребителем;
• управление АК в автоматическом режиме большую часть времени — с момента принятия его в канал управления и до применения авиационных средств поражения, а также после выхода из боя и до передачи его органам управления аэродрома посадки;
• повышенную живучесть системы управления.
При модернизации АСУ ИА основное внимание следует обратить на выполнение работ по переводу аппаратурной части на современную элементную базу и совершенствованию ее архитектуры, повышению мобильности КСА, сокращению количества транспортных единиц и главное — совершенствованию специального программного обеспечения в направлении решения всего перечня заявленных задач.
Создание новых элементов АСУ авиации целесообразно выполнить, задав отдельные ОКР со сроком исполнения 3—4 года.
Для достижения поставленной цели — доведения характеристик перспективной АСУ авиацией тактического звена до уровня, соответствующего современным требованиям, в разумные сроки и с минимальными финансовыми издержками, — работу предлагается провести в два этапа.
На первом этапе в течение трех лет выполнить ОКР по созданию пункта взаимодействия авиации и ЗРВ.
На втором этапе предлагается в течение 3—4 лет создать комплекс технических средств передового пункта управления авиационного полка, универсальные средства управления ББАК, доработать специальное программное обеспечение модернизи-
рованной АСУ для решения задач управления ББАК.
В результате выполнения данных работ должна быть решена задача управления всеми типами пилотируемых АК OTA при уничтожении воздушных и наземных (надводных) целей, обеспечено тесное взаимодействие частей авиации и ЗРВ, создан технический задел для решения задач управления ББАК.
По результатам второго этапа должна быть построена автоматизированная система управления оперативно-тактической авиации тактического звена. Являясь подсистемой АСУ вышестоящего уровня, она будет способна на тактическом уровне обеспечить автоматизированное управление как пилотируемыми, так и беспилотными авиационными комплексами OTA при решении ими всего перечня задач (рис. 1,2).
Аэродромное зона
ПУдоБЕАК КДП ББАК П ЙСА КДП гиБЬАК || L=
КСА ПУоаа БЕАК ПК ВП ББАК
Атродрам Л 111 л |1 О i II ним
ББАК
Аэродромная зона
£СА ИВА
КСЛ КП Шг
- рспрабатка
- момрнинии!
КДП — командно-диспетчерский пункт КСВС — комплекс средств воздушной связи КСС — космический спутник связи СПК — станция передачи команд
Рис. 1. Структурно-функциональная схема перспективной АСУ OTA тактического звена (вариант)
АК РЛДН — авиационный комплекс радиолокационного дозора и наведения; ВКП — воздушный командный пункт; ГППР — группа подготовки и проверки ракет; ИПУ — инженерный пункт управления; ОБАТО — отдельный батальон аэродром-но-технического обеспечения; ПУ аэ — пункт управления авиационной эскадрильей; РТВ — радиотехнические войска; СА — стратегическая авиация; ТА — тактическая авиация; ТЭЧ — технико-эксплуатационная часть
Рис. 2. Боевое применение перспективной АСУ OTA тактического звена
(вариант)
Таким образом, путем последовательного наращивания функциональных возможностей базовой системы в приемлемые сроки и при минимальных финансовых издерж-
ках получим качественно новую, отвечающую требованиям времени, автоматизированную систему управления оперативно-тактической авиации тактического звена.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Стрельников Д., Сидоров А., Мги-мов Ю. Совместное применение пилотируемой и беспилотной авиации США в первой половине XXI века // Зарубежное военное обозрение. 2018. № 4. С. 52—59.
2 Основные направления развития систем и средств автоматизации управления и связи в военно-воздушных силах (ВВС) США. URL: http:// www.militaryarticle.ru (дата обращения: 10.07.2019); Синявский В.К. Мировые тенденции развития автоматизирован-
ных систем управления войсками // Наука и военная безопасность. 2006. № 2.
3 Пат. 2568161 Россия, МПК, G05D № 1/12. Способ адаптивно-маршрутного управления пилотируемым летательным аппаратом / B.C. Марусин, О.Г. Столяров, С.В. Ярошенко. Опубл. 10.11.15. Бюл. № 31.
4 US Navy remotely lands F/A-18 Super Hornet on carrier deck. URL: https:// www.flightglobal.com/news/articles/us-navy-remotely-lands-fa-18-super-hornet-on-carrie-447225/ (дата обращения: 10.02.2019).
