Основные направления развития перспективных комплексов бортового оборудования
В качестве примера реализации отдельных элементов приведенной выше концепции развития КБО рассмотрим подход к этой проблеме американских специалистов, использованный при работе по программе «Pave Pillar» и ее развитию – программе «Pave Pace», основные положения которых реализованы при разработке КБО тактических истребителей F-22 и YF-23, а также взгляд российских специалистов на ближайшие шаги в развитии КБО перспективных АК.
3.2.1. Архитектура системы «Pave Pillar»
Архитектура КБО, создаваемая по программе «Pave Pillar» (рисунок 3.4), основана на принципе локальной оптимизации структуры отдельных функционально законченных интегрированных систем и включает в свой состав три функционально разделенных системы управления:
- систему управления выполнением боевой задачи (СУВБЗ);
- систему управления информационными датчиками (СУИД);
- систему управления полетом (СУП).
СУВБЗ обеспечивает управление следующими подсистемами самолета: пуска оружия, обнаружения и захвата цели, средств РЭБ, маловысотного полета, управления многфункциональными индикаторами и отображением информации. Кроме того, СУВБЗ собирает данные о состоянии всех основных элементов оборудования для последующего обслуживания и поддержания их работоспособности.
СУИД имеет в своем составе комплект стандартных процессоров обработки сигналов, сеть распределения данных между датчиками, сеть обмена данными с другими системами и систему распределения сигналов.
Рисунок 3.4.
Эта система осуществляет функции предварительной обработки сигналов датчиков, формирования данных для передачи в другие системы, а также передачи этих данных через соответствующую распределительную сеть. При этом распределением задач между процессорами обработки сигналов, работой сети распределения сигналов, а также перераспределением ресурсов процессоров обработки сигналов осуществляют процессоры данных СУВБЗ.
СУП является независимым устройством, обеспечивающим выполнение основных функций управления полетом и бортовыми системами самолета. Оборудование СУП физически изолировано остального бортового оборудования в целях обеспечения безопасности полета и имеет более высокую степень физического резервирования, что соответственно только системе СУП.
Такая архитектура КБО, имеющая три части, определяет границы распределения ресурсов, обеспечения запасными частями и замены блоков. Уникальные характеристики каждой из этих частей препятствуют использованию одних и тех же ресурсов во всех трех частях с целью восстановления функций и реконфигурации. Это не означает, что данные области не содержат общих элементов оборудования, однако различия в принципах организации, объединения и управления этих элементов ограничивают возможности распределения ресурсов на уровне всего бортового комплекса.
Данный подход, основанный на локальной оптимизации отдельных частей КБО, представляется целесообразным использовать также при разработке архитектуры КБО для перспективных отечественных АК следующего (5-го) поколения. Однако непосредственное использование результатов программ «Pave Pillar» и «Pave Pace» практически невозможно из-за сложившихся различий в технической реализации отечественных и американских датчиков и вычислительных средств. Кроме того, архитектура «Pave Pillar» не предусматривает эффективной реализации в КБО ряда новых технологий информационного обеспечения действий экипажа и, в частности, систем искусственного интеллекта на основе экспертных систем и нейрокомпьютеров.
В качестве возможного варианта архитектурного построения КБО самолетов 5-го поколения можно предложить схему, изображенную на рисунке 3.5. Помимо рассмотренных выше СУВБЗ и СУП, внутренняя структура которых модифицирована с учетом отечественной бортовой аппаратуры, в состав комплекса входят также система технической и функциональной диагностики, информационная система интеллектуальной поддержки, а также система отображения информации и управления.
Рисунок 3.5. Функциональная схема бортового радиоэлектронного оборудования перспективных летательных аппаратов
В функции системы технической и функциональной диагностики входит:
- анализ и оценка функциональных ресурсов систем самолета в полете и выдача информации экипажу;
- анализ и оценка функциональных ресурсов самолета на земле, и выдача информации техническому составу;
- измерение и регистрация полетной информации;
- стыковка с внешними системами эксплуатационного обеспечения (системой материально-технического обеспечения, системой архивации и наземной обработки, системой обучения личного состава и т.д.).
Необходимость и целесообразность введения такой системы обусловлены требованием уменьшения эксплуатационных расходов перспективных АК. Одним из путей снижения является переход с обслуживания по регламенту на обслуживание по состоянию, что требует не только регистрации отказов, но и диагностирования состояния аппаратуры.
Информационная система интеллектуальной поддержки (ИСИП) экипажа представляет собой комплекс взаимодействующих экспертных систем реального времени различного функционального назначения. Основными задачами ИСИП являются:
- анализ текущей тактической ситуации;
- оценка текущего боевого потенциала АК;
- тактическое планирование и управление режимами работы бортовой аппаратуры и вооружения.
Система отображения информации и управления служит той самой средой, через которую происходит общение экипажа с КБО. Такое выделение необходимо, поскольку АК – сложная эргатическая система (т.е. система в которой составной частью является человек) и необходимы единые правила этого взаимодействия.
Предложенная концепция развития КБО отражает эвристические знания и опыт разработчиков бортового радиоэлектронного оборудования, и была предложена как основа при разработке КБО перспективных самолетов 5-го поколения.