CC BY
127Возможности применения искусственного интеллекта в тактических задачах управления беспилотными летательными аппаратами экипажами авиационных комплексов
Полковник в отставке Н.П. ЗУБОВ, доктор военных наук
АННОТАЦИЯ ABSTRACT
Рассматриваются возможности применения искусственного интеллекта в задачах интеллектуальной поддержки экипажей авиационных комплексов (АК) при управлении беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) на различных этапах боевого полета. Приведены перечни необходимых для этого бортовых алгоритмов решения задач управления беспилотными летательными аппаратами.
Авиационный комплекс, боевые действия, беспилотный летательный аппарат, боевой полет, бортовые алгоритмы, групповые действия, интеллектуальная поддержка экипажа.
The paper looks at the possibilities of using artificial intelligence for intellectual support of aviation unit crews when controlling unmanned aerial vehicles at various stages of operational flights. It cites the lists of onboard problem solution algorithms required for this in control of unmanned aerial vehicles.
KEYWORDS
Aviation unit, fighting, unmanned aerial vehicle, operational flight, onboard algorithms, group action, intellectual support of crew.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
В ВОЕННЫХ конфликтах конца XX — начала XXI века стали активно развиваться формы и способы совместного применения пилотируемой и беспилотной авиации в ходе боевых действий, стали разрабатываться требования к технологиям их взаимодействия, обмена информацией и организации совместных действий, основанных на использовании искусственного интеллекта (ИИ). Под ИИ в данной статье понимаются наука и технологии создания бортовых и наземных интеллектуальных компьютерных программ, применение которых является сейчас одним из необходимых условий достижения высокой эффективности боевых действий авиационных формирований Воздушно-космических сил Российской Федерации.
Применение ИИ в интересах интеллектуальной поддержки экипажей (ИПЭ) АК при решении ими тактических задач управления БПЛА обусловлено тем, что они испытывают в боевой обстановке информационную и интеллектуальную нагрузку, близкую к предельной по их физиологическим возможностям.
В общем виде под ИПЭ понимается обеспечение адекватного представления на информационно-управляющем поле (ИУП) кабин АК актуальной внешней и внутриборто-вой обстановки, ситуационной осведомленности, формирования и представления вариантов адаптивных решений по всему комплексу тактических и функциональных задач управления БПЛА по этапам боевого полета, а также оказание информационной поддержки при их реализации в изменяющейся тактической обста-новке1'2.
При ведении боевых действий совместно с комплексами БПЛА и необходимости управления ими в полете экипажи, как правило, не получают достаточной информации на ИУП кабин АК, которая обеспечила бы им более полную ситуационную осведомленность при возникновении различного рода угроз на этапах преодоления ПВО, применения оружия, средств разведки и РЭБ, а также по другим важным тактическим вопро-сам3. Применение технологий ИИ для решения тактических задач на этих и других этапах боевого полета обеспечит требуемую надежность управления БПЛА за счет как своевременного обмена информацией и огневого взаимодействия в объединенной группе, так и автоматизации на борту технологий принятия экипажами АК текущих тактических решений в режиме реального времени.
Возможности применения ИИ в интересах надежного управления БПЛА экипажами АК определяются
исходя из необходимости ИПЭ при выполнении всей совокупности расчетных боевых задач. Реализация в бортовых автоматизированных системах современных АК возможностей ИИ для решения тактических задач позволяет осуществлять необходимую ИПЭ на наиболее ответственных этапах боевого полета в «связке» с БПЛА. Своевременная и надежная ИПЭ авиационных комплексов при управлении БПЛА в режиме реального времени должна осуществляться на следующих наиболее ответственных этапах боевого полета: при встрече с БПЛА и построении общего с АК боевого порядка; при выполнении маловысотного полета и преодолении ПВО; при ведении воздушного боя с истребителями ПВО противника; при поиске, целераспре-делении, прицеливании и поражении заданных объектов; при выполнении повторных заходов на цели и маневрировании для выхода из района боевых действий; при полете по обратному маршруту и выходе на аэродромы посадки.
На этих этапах боевого полета наиболее напряженными фрагментами полетных заданий, где особо требуется ИПЭ при управлении БПЛА, являются (рис. 1): дозаправка топливом в полете (при необходимости); преодоление противовоздушной обороны (ПВО) противника при пролете линии боевого соприкосновения (ЛБС) и полете в тактической и оперативной глубине территории противника; применение противора-диолокационных ракет (ПРР) по заданным и/или вновь выявленным ра-диоизлучающим целям (РИЦ); выход в район заданной цели, ее обнаружение и уничтожение (вывод из строя, подавление) авиационными средствами поражения (АСП); наведение на заданную цель по данным АК радиолокационного дозора и наведения (РЛДН) и/или воздушного (наземно-
го, корабельного) пункта управления (надводную) цель; ведение воздуш-(ВзПУ); перенацеливание на вновь ной разведки заданных воздушных, выявленную воздушную, наземную морских и наземных объектов.
Рис. 1. Наиболее напряженные фрагменты боевого полета, где особо требуется ИПЭ при управлении БПЛА (вариант)
К актуальным задачам ИПЭ при выполнении этих и других фрагментов полетных заданий, в которых используются технологии ИИ при управлении БПЛА, можно отнести4'5: автоматизированную (автоматическую) комплексную оценку и прогнозирование тактической обстановки (ситуации), своих и противника боевых возможностей; автоматическое (автоматизированное) формирование рациональных вариантов тактических решений в изменяющейся обстановке и необходимой ИПЭ при их реализации; формирование режимов работы комплекса бортового и целевого оборудования БПЛА и выбор программ применения оружия с учетом текущей фоноцелевой и помеховой обстановки в районе боевых действий; представление на ИУП кабин АК достоверной, легко
воспринимаемой и актуальной информации, обеспечивающей ситуационную осведомленность экипажей при поиске и поражении заданных объектов; распознавание в динамике боевого полета тактических ситуаций, типов и количества целей, направлений и очередности их атаки; оценку помеховой обстановки в районе целей, выбор и реализацию способа противодействия средствам ПВО противника; формирование в режиме реального времени схем и параметров групповой атаки, программ применения оружия для поражения заданных и вновь выявленных целей; назначение режима работы средств РЭБ и оптимизация траектории полета БПЛА в зоне вновь выявленных средств ПВО противника; обеспечение взаимной безопасности при одновременных действиях АК
и БПЛА в ограниченном воздушном пространстве; автоматические контроль состояния комплекса бортового и целевого оборудования БПЛА и выбор рационального варианта их реконфигурации в случае отказов.
Одной из наиболее сложных задач ИПЭ является обеспечение безопасности совместных групповых дей-
ствий АК и БПЛА в ограниченном воздушном пространстве. На рисунке 2 показан пример таких действий БПЛА под управлением экипажей АК при поражении заданных целей на аэродроме базирования самолетов-носителей или воздушных элементов разведывательно-ударных комплексов противника.
Рис. 2. Вариант группового удара АК и БПЛА по аэродрому противника (вариант)
Для реализации приведенных выше задач ИПЭ в составе специального программного обеспечения АК необходимо иметь ряд алгоритмов боевого управления БПЛА с элементами ИИ, включающих: поиск и
оценивание внешних и внутренних угроз БПЛА в полете («ситуационная осведомленность»); расчет и построение рубежей досягаемости БПЛА (группы) при действиях по вновь выявленным целям; выбор (формиро-
В общем виде под интеллектуальной поддержкой экипажей понимается обеспечение адекватного представления на информационно-управляющем поле кабин авиационных комплексов актуальной внешней и внутрибортовой обстановки, ситуационной осведомленности, формирования и представления вариантов
адаптивных решений по всему комплексу тактических и функциональных задач управления БПЛА по этапам боевого полета, а также оказание информационной поддержки при их реализации в изменяющейся тактической обстановке.
вание) программ управления обзорно-прицельными системами БПЛА; построение (встречу) и перестроение боевых порядков общей группы АК и БПЛА на различных этапах боевого полета; целеуказание и перенацеливание БПЛА как автономно экипажем АК, так и с использованием возможностей наземных (воздушных, корабельных) пунктов управления авиации; целераспределение сил и назначение АСП по заданным объектам; расчет параметров боевого маневрирования при групповой атаке заданных целей с ходу и с повторных заходов; порядок безопасного выхода БПЛА из боя; определение и контроль безопасных условий групповых действий в ограниченном воздушном пространстве; автоматизированное перепланирование (корректировку) полетных и боевых заданий для БПЛА.
Для формирования в режиме реального времени ИПЭ при преодолении ПВО и выполнении маловысотного полета, выходе на цель и ее атаке, построении необходимых для групповых действий боевых порядков применение этих алгоритмов необходимо как на борту АК, так и на БПЛА. Реализация таких алгоритмов в составе программно-информационного обеспечения комплексов бортового оборудования АК и БПЛА осуществляется на основе полетных и боевых заданий, текущей информации от их бортовых систем и устройств. Это позволяет создать систему ИПЭ авиационных комплексов при управлении БПЛА на различных этапах выполнения полетного задания. При этом на борту АК потребуется реализовывать алгоритмы выбора оптимальной траектории полета в зоне ПВО, расчета маневров выхода на цель с ходу и выполнения повторных заходов, построения и роспуска боевых порядков, уточнения положения разрешенных зон пусков управ-
Своевременная и надежная интеллектуальная поддержка экипажей авиационных комплексов при управлении БПЛА в режиме
реального времени должна осуществляться на следующих наиболее ответственных этапах боевого полета: при встрече с БПЛА и построении общего
с АК боевого порядка; при выполнении маловысотного полета и преодолении ПВО; при ведении воздушного боя с истребителями ПВО противника; при поиске, целераспределении, прицеливании и поражении заданных объектов;
при выполнении повторных заходов на цели и маневрировании для выхода из района боевых действий; при полете по обратному маршруту и выходе на аэродромы посадки.
ляемых ракет (сброса бомб) и выбора типовых боевых маневров БПЛА.
Такое программно-математическое обеспечение, основу которого составляют приведенные выше алгоритмы, должно функционировать в относительно самостоятельных режимах работы бортовой автоматизированной системы ИПЭ авиационного комплекса. Задачи ИПЭ, необходимые для принятия тактических решений по управлению БПЛА, в бортовой автоматизированной системе АК могут быть сгруппированы в режимы работы: ситуационной осведомленности (внутренней и внешней) экипажа АК; маршрутного полета; преодоления ПВО (выполнения маловысотного полета и боевого маневрирования); выхода в информационный контакт с заданной целью (поиск и обнаружение наземной (надводной, воздушной) цели, определение направления захода и способа ее атаки); атаки программно заданной и вновь выявленной цели (целераспределение в группе, выбор оружия и параметров атаки); группо-
вых действий АК и БПЛА в составе авиационного формирования смешанного состава (порядок и последовательность нанесения ударов с ходу и с повторных заходов, обеспечение безопасности, управление группой); воздушного боя одиночного БПЛА и смешанной группы.
Управлением режимами работы такой бортовой автоматизированной системы должен заниматься второй член экипажа АК. Для этого может потребоваться установка в его кабине дополнительных механизмов управления комплексами бортового и целевого оборудования БПЛА.
Применение ИИ для решения тактических задач при управлении БПЛА экипажами АК необходимо и на наземных пунктах управления (НПУ) — на автоматизированных рабочих местах операторов БПЛА и целевого оборудования. В состав задач интеллектуальной поддержки операторов НПУ в интересах надежного взаимодействия с экипажами АК, управляющими БПЛА, необходимо включать: оценку и прогнозирование тактической обстановки (текущих ситуаций) в районе боевых действий; оценивание внешних и внутренних угроз БПЛА в полете («ситуационная осведомленность»); расчет и постро-
ение рубежей досягаемости БПЛА (группы) при действиях по вновь выявленным целям; перепланирование пространственно-временного графика полета БПЛА (группы); контроль безопасных условий одновременных действий БПЛА и АК в ограниченном воздушном пространстве.
Для применения такого многопланового специального программного обеспечения в бортовой автоматизированной системе управления БПЛА экипажем АК и операторами НПУ при подготовке к боевым действиям (полетам) необходимо разрабатывать достаточно объемные полетные и боевые задания. Кроме того, на предполетной подготовке потребуется настройка бортовой автоматизированной системы и актуализация ее баз знаний и данных.
Таким образом, включение в состав алгоритмов комплекса бортового оборудования режимов управления БПЛА экипажами АК позволит существенно повысить возможности авиационных формирований Воздушно-космических сил Российской Федерации по решению всего комплекса боевых и специальных задач при совместном применении в операциях пилотируемой и беспилотной авиации.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Концепция интеллектуальной поддержки тактических решений экипажей (командиров групп) авиационных комплексов при выполнении боевых задач. М.: ВНК ВВС, 2010. 17 с.
2 Аверкин А.Н., Гаазе-Рапопорт М.Г., Поспелов Д.А. Толковый словарь по искусственному интеллекту. М.: Радио и связь, 1992. 256 с.
3 Ермолин О.В. Особенности совместного применения пилотируемой и беспилотной боевой авиации Воздушно-космических сил при решении ударных
задач в операциях (боевых действиях) // Вестник АВН, 2021. № 2. С. 65—73.
4 Зубов Н.П. Проблемные вопросы навигации и наведения роботизированных летательных аппаратов // Новости навигации. Научно-технический журнал по проблемам навигации. 2011. № 2. С. 29—33.
5 Зубов Н.П. Проблемы создания и применения опционно-пилотируемых боевых авиационных комплексов и пути их решения // Вестник АВН. 2018. № 2. С. 101—104.
