Верба В.С. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Состояние и тенденции развития. 2008

Подождите немного. Документ загружается.

8.6.2. Особенности построения бортовой аппаратуры

приема команд наведения и активного ответа

Передачу команд управления и целеуказания с АК РЛДН на самолет про-

ще всего организовать при использовании в КРУ ненаправленных антенн. Од-

нако для повышения помехоустойчивости целесообразно применение направ-

ленных антенн, что позволяет существенно поднять соотношение сигнал/шум

на входе приемной установки КРУ, однако при этом значительно усложняется

задача вхождения в связь АК РЛДН с наводимыми самолетами.

К решению данной задачи привлекается система активного запроса и от-

вета, обеспечивающая радиолокационное визирование своих воздушных объ-

ектов и функционирующая следующим образом. Станция САЗО, работающая

на АК РЛДН в режиме кругового или секторного обзора, излучает кодирован-

ные сигналы запроса. При облучении своего самолета узким лучом антенны

этой станции бортовой ответчик излучает кодированный ответный сигнал, ис-

пользуемый на запросной стороне для определения координат (как правило,

дальности и азимута) воздушных объектов и называемый поэтому координат-

ным сигналом, а также сигналы, содержащие полетную информацию (высоту,

индивидуальный номер самолета, остаток топлива и т. д.). Так как полетная

информация содержит большой объем данных, то для обеспечения заданной

разрешающей способности системы активного запроса и ответа в каждом пе-

риоде запроса бортовая аппаратура выдает обычно одно двоичное цифровое

слово, характеризующее один из параметров полета. Наряду с полетной ин-

формацией пункт наведения может получать с борта самолета разовые сооб-

щения, информирующие о наличии боезапаса, переходе на новые радиоданные,

окончании атаки, возникновении аварийной ситуации и т. п.

Для передачи команд наведения передающая антенна КРУ предварительно

ориентируется в направлении на заданный самолет, используя результаты из-

мерения координат воздушных объектов системой активного запроса и ответа.

Далее начинается этап непосредственной передачи команд управления на борт

наводимого самолета. Однако при использовании подобной процедуры нет

полной уверенности в прохождении передаваемых команд через приемную ус-

тановку КРУ. Поэтому для повышения достоверности передачи команд управ-

ления применяется радиоканал обратной связи, используя для этой цели уста-

новленный на самолете ответчик САЗО. Возможный вариант структурной схе-

мы совмещенной бортовой аппаратуры приема команд наведения и активного

ответа показан на рис. 8.23.

Антенная система, служащая для приема как сигналов САЗО, так и сигна-

лов КРУ, имеет круговую диаграмму направленности. Сигналы САЗО с антен-

ной системы поступают в соответствующий приемник (ПРМ САЗО), где выде-

ляется запросный импульсно-временной код, подвергающийся затем декодиро-

Рис. 8.23

ванию в дешифраторе запросного кода (ДШР ЗК). Структура запросного кода в

процессе радиовизирования меняется и зависит от того, какие параметры поле-

та самолета требуются пункту наведения для решения стоящих перед ним задач.

На выходе ДШР ЗК формируется импульс запуска шифратора ответного

кода (ШР ОК), а также сигнал, характеризующий тип запрашиваемого пара-

метра полетной информации. Координатный импульсно-временной код, ис-

пользуемый в станции САЗО на ПН для определения координат самолета, че-

рез сумматор подается в передатчик, который конструктивно может входить в

состав ответчика радиолокационной системы государственного опознавания

либо ответчика системы управления воздушным движением. Вслед за коорди-

натным кодом в ответчик из шифратора параметров полетной информации

(ШР ППИ) поступает двоичный цифровой код, соответствующий текущему

значению интересующего пункт наведения параметра полета. При наличии ра-

зовых сообщений, сформированных в шифраторе разовых команд (ШР РК),

они также могут выдаваться через ответчик.

Момент выдачи команд управления определяется в передающей установке

КРУ при помощи сигналов активного запроса и активного ответа. Для этого в

направлении, где предполагается нахождение самолета, передающая антенна

КРУ излучает адресный запросный сигнал, соответствующий индивидуально-

му номеру самолета. Когда луч антенны передающей установки КРУ окажется

направленным на заданный самолет, бортовая аппаратура последнего прини-

мает адресный запросный сигнал. При совпадении принятого адреса с индиви-

дуальным номером самолета вырабатывается адресный ответный сигнал, кото-

рый через передатчик и антенную систему самолетного ответчика излучается в

пространство. Получение адресного ответного сигнала на ПН является под-

тверждением возможности начала передачи команд управления на самолет.

Реализация задач по установлению связи между ПН и самолетом в бортовой

аппаратуре возлагается на показанные на рис. 8.23 антенную систему, прием-

ник КРУ (ПРМ КРУ), дешифратор адресного запросного сигнала (ДШР АЗС),

шифратор адресного ответного сигнала (ШР АОС) и сумматор.

При приеме команд наведения в дешифраторе (ДШР КН) проводятся их

декодирование и анализ правильности принятого набора команд. Если приня-

тые цифровые двоичные коды соответствуют разрешенным комбинациям, оп-

ределяемым используемым на ПН методом помехоустойчивого кодирования,

то формирователь сигнала-квитанции (ФСК) вырабатывает импульсно-

временной код квитанции, поступающий через сумматор на передатчик ответ-

чика. В случае отсутствия квитанции передающая установка КРУ повторно из-

лучает не прошедший через бортовую аппаратуру КРУ набор команд. Следует

отметить, что использование помехоустойчивого кодирования не является обя-

зательным условием функционирования КРУ.

Для вызова с борта самолета по каналу КРУ разовых сообщений и некото-

рых параметров полета в один из наборов передаваемых с ПН команд могут

быть включены специальные команды, при получении которых запускаются

соответственно шифраторы полетной информации и разовых команд, форми-

рующие двоичные цифровые коды, определяемые содержанием передаваемых

с борта самолета сообщений.

8.7. Авиационный комплекс радиолокационного дозора

и наведения как элемент глобальной сетецентрической

информационно-управляющей системы

В настоящее время одной из самых востребованных и интенсивно разви-

вающихся технологий является технология пространственно распределенных

информационных систем. Она охватывает все более обширные области дея-

тельности человека от сверхбыстродействующих вычислительных систем и до

сверхсложных многопозиционных информационно-управляющих систем. Объ-

единенные в единую сеть, распределенные системы обеспечивают качественно

новые признаки по объему и быстродействию обработки информации, уско-

ренному доступу к ее получению, повышению ее точности и достоверности.

Территориально распределенные информационные системы, объединенные в

единую сеть, получили название сетецентрических. Эти системы находят все

большее применение не только в народном хозяйстве, но и в военном деле при

ведении как широкомасштабных боевых действий в рамках стратегии бескон-

тактных войн [42], так и локальных боевых действий на ограниченных участ-

ках территории.

Концепция сетецентрической войны представляет собой сложившуюся в

последние годы в США систему взглядов на ведение боевых действий в усло-

виях всеобщей компьютеризации сил и средств вооруженной борьбы, а также

на военно-техническое обеспечение этих действий.

Основой данной концепции является представление любого вооруженного

подразделения в виде компьютерной сети, объединяющей элементы трех ви-

дов: сенсоры (средства вскрытия и отслеживания объектов противника в полосе

ответственности подразделения), факторы (средства огневого, радиоэлектрон-

ного и иного воздействия на вскрытые объекты) и интеллектуальные (инфор-

мационно-управляющие) элементы, реализующие функции анализа ситуации,

принятия и реализации решений по управлению сенсорами, факторами и под-

чиненными подразделениями, а также по информированию вышестоящих и

взаимодействующих подразделений, выполнению команд (нацеливаний) вы-

шестоящих подразделений.

Концепция бесконтактных войн [42] предусматривает следующие фазы ве-

дения боевых действий: 1) достижение информационного превосходства; 2) по-

давление средств разведки, связи и управления; 3) завоевание превосходства в

воздухе; 4) последовательное уничтожение средств поражения противника, ос-

тавшихся без информационной поддержки; 5) окончательное уничтожение оча-

гов сопротивления противника.

Выполнение каждой фазы достигается за счет значительного уменьшения

длительности боевого цикла «обнаружение-опознавание-целеуказание-пораже-

ние» по сравнению с противником, а также за счет более точных и полных све-

дений о противостоящей группировке.

С этой точки зрения одной из наиболее сильных сторон высокотехноло-

гичных армий является интеграция разнородных технических средств в единые

разведывательно-ударные комплексы на основе широкого использования со-

временных информационных технологий.

Анализ способов ведения боевых действий США и НАТО в военных кон-

фликтах в Югославии, Афганистане и Ираке показал, что эффективное приме-

нение систем высокоточного оружия невозможно без надежного разведыва-

тельного обеспечения, четкого представления наземной и воздушной обстанов-

ки и точной и своевременной координации всех имеющихся средств.

Например, при подведении итогов операции «Свобода Ираку» (2003) ко-

мандованием ВВС США были приведены следующие факты.

По сравнению с операцией «Буря в пустыне» (1991), благодаря активному

использованию разведывательной авиации и внедрению элементов сетецентри-

ческих технологий, время оказания непосредственной авиационной поддержки

(с момента подачи заявки до применения вооружений по цели) сократилось с

72 ч до 20 мин.

За этот же период времени процент использования высокоточного оружия

авиацией ВВС изменился с 8 до 70, что позволило намного более эффективно

наносить удары по объектам противника при существенном снижении потерь

своих войск в результате так называемого «дружественного огня» и избежать

лишних жертв среди гражданского населения.

Благодаря всестороннему разведывательному обеспечению операции, на-

ступление наземной группировки удалось обеспечить значительно меньшим

числом сухопутных войск, чем в 1991 г.

Для уничтожения пространственно разнесенных объектов необходима

сложная территориальная система информационного обеспечения и нанесения

удара, получившая название сетецентрического оружия.

Применение такого рода систем позволяет существенно повысить эффек-

тивность информационно-управляющих систем военного назначения за счет

возрастания объема и достоверности получаемой информации, мобильности ее

обновления, применения территориально удаленных средств поражения (кон-

цепция длинной руки), расширения номенклатуры поражаемых целей, возмож-

ности уничтожения целей со сниженной радиолокационной заметностью, ис-

пользования новых приемов ведения боевых действий [12].

В общем случае сетецентрическая система состоит из совокупности

спутниковых разведывательных и навигационных систем, авиационных ком-

плексов радиолокационного дозора и наведения разведывательно-ударных

комплексов (РУК), информационных систем и средств поражения кораблей,

ракетных систем различного назначения и базирования, беспилотных разведы-

вательных и ударных летательных аппаратов (БЛА) и т. д. (рис. 8.24). Как

можно видеть из рисунка, все комплексы, являющиеся частью сетецентриче-

ской системы, информационно связаны друг с другом напрямую или через дру-

гие узлы. Следует отметить, что рисунок отображает только наиболее явные

связи. В общем случае сетецентрическая система превращается в информаци-

онное облако, где связь даже между двумя узлами может быть установлена

множеством способов.

Традиционное управление войсковыми соединениями обычно приводит к

несогласованным действиям, поскольку соединения, участвующие в боевой

операции, представляют различные рода войск:

авиацию с различными типами ЛА;

артиллерию разного назначения и калибра;

ракетные войска различного назначения;

корабли и подводные лодки разного класса;

сухопутные войска.

Рис. 8.24

Все они по-своему решают поставленные перед ними задачи. Общую кар-

тину боевой операции можно получить, лишь объединив сведения о действия

и их результатах для каждого участника операции.

То обстоятельство, что каждый из участников операции выполняет свов

конкретную задачу без учета действий остальных войск, не дает возможности

полной мере реализовать свой потенциал и потенциал всей группировки войск

выполняющей стратегическую задачу.

В такой ситуации стратегическая задача не может быть решена полно

стью, несмотря на высокие боевые качества каждого из участников. Другими

словами, преимущество на поле боя будет у той стороны, которая сможет луч-

ше воссоздать полную картину боевой операции и использовать ее для выбор,

направлений конкретных ударов в оптимальные моменты времени.

Оптимальные решения могут быть приняты при новом эффективном спо-

собе управления войсками на основе методов сетецентрических боевых опера-

ций [42]. При таком способе управления каждый участник боевой операции

выполняет свою конкретную задачу и обменивается сведениями о ее ходе с ос-

тальными участниками, что позволяет воссоздать в реальном времени полную

и детальную картину хода всей операции, оценить роль каждого участника и

скорректировать его действия.

Сетецентрические методы проведения боевых операций - это по суще-

ству использование преимуществ в информационном обеспечении для дости-

жения превосходства в ходе боевых действий. Такое превосходство требует

создания «сетецентрических» связей между участниками операции и обобществ-

ления на их основе территориально разделенных боевых частей. Достоинство

доступа к полной картине операции всеми участниками состоит в улучшении

координации их действий, повышении скорости реакции командования на из-

менение обстановки, а следовательно, и в повышении эффективности выпол-

нения стратегической задачи операции.

Перечисленные преимущества достигаются:

объединением всех вооруженных сил в единой сети, что значительно уве-

личивает возможности передачи информации по скорости, объемам и направ-

лению;

увеличением пропускной способность сети, улучшающей возможное ка-

чество информации и позволяющей формировать достоверную картину боевых

действий на больших пространствах в реальном масштабе времени;

формированием оптимальных вариантов боевого применения информаци-

онных систем и средств поражения с учетом достоверной картины театра воен-

ных действий и вариантов предложенных автоматизированными системами

поддержки принятия решений;

выбором лучших исполнителей для решения разнородных боевых задач;

способностью исполнителей в реальном масштабе времени получать прика-

зы и на своем уровне выполнять их, имея полную картину боевой обстановки.

Боевые действия - сложная среда для построения сети и поддержания ее в

работоспособном состоянии, поскольку уровень различных помех высок, а со-

став источников полезных сигналов не постоянен и заранее не известен. В бы-

строменяющейся боевой ситуации времена жизни разных датчиков информа-

ции (ракета, БЛА, самолет-разведчик) сильно различаются, что сильно затруд-

няет формирование обобщенной информации о бое.

В информационно-ориентированных сетевых системах применяются спе-

циальные методы размещения сведений от датчиков сети в самой сети. Эти ме-

тоды позволяют получать данные любому приложению или системе, которым

они нужны, и никак не связаны с состоянием датчика, от которого они получе-

ны. Уведомление о возможности получения данных поступает в сеть автомати-

чески. В такой сетевой организации тот, кто пользуется данными, не обязан

знать, откуда они поступили; он должен знать, что данные есть, доступны и

пригодны для использования.

Целесообразность применения ориентированной на объединение данных

архитектуры сети для создания «сетецентрической» системы индикации и

управления подтверждена практикой. Такая архитектура получила название

«дейтацентрической» модели «публикации и подписки на данные».

В настоящее время большинство систем, построенных на базе «дейтацен-

трической» модели, учитывает открытые стандарты. Это дает возможность

разработчикам создавать составные части «сетецентрических» систем управле-

ния боевыми операциями, зная только о формате имеющихся данных и не за-

думываясь о протоколах их получения [18].

Следует подчеркнуть, что уже ставится вопрос о создании глобальной сете

центрической информационно-управляющей системы, способной реализован

стратегию бесконтактных войн [42]. Ниже более подробно будут рассмотрены

некоторые технологические аспекты создания глобальных сетецентрических ин

формационно-управляющих систем с участием АК РЛДН различного назначе

ния, а также состояние этих разработок в США. Следует отметить, что термш

«глобальный» означает не только огромный пространственный охват в процеш

решения информационных и ударных задач, но и огромное количество инфор-

мации, хранящейся и циркулирующей в сети, а также возможность своевремен-

ного осуществления тылового обеспечения в любой области сети. Среди элемен-

тов информационно-управляющей сети важная роль отводится АК РЛДН [7].

Особая роль АК РЛДН в составе сетецентрической системы обуслов-

лена

возможностью мониторинга очень больших объемов пространства и пло]

щадей земной и водной поверхностей;

мобильностью перемещения информационных и управляющих полей в

пространстве;

наличием на борту большого числа информационных датчиков различной

физической природы, среди которых прежде всего необходимо выделить все-

погодную РЛС, ОЭС и станцию радиотехнической разведки;

наличием широкополосных, быстродействующих систем передачи данных

и обмена информацией;

наличием большого числа сопрягаемых информационных (ведомые АК

РЛДН, БЛА, ретрансляторы) и ударных (истребители, ударные самолеты, ком-

плексы ПВО и т. д.) элементов;

универсальностью, определяемой способностью работать как по воздуш-

ным, так и наземным (надводным) целям;

способностью решать не только информационные, но и управленческие

задачи;

использованием бортовых цифровых распределенных вычислительных

систем;

наличием связи с КП различного уровня и назначения.

Как видно из перечисленного выше, в «сетецентрической» системе

АК РЛДН становится одним из важнейших информационных и обрабатываю-

щих узлов, что предъявляет повышенные требования к его надежности и обес-

печению выживания в боевых действиях. Кроме того, можно спрогнозировать

большой потенциал использования АК РЛДН и в мирное время.

Следует обратить внимание, что реализация взаимодействия между

АК РЛДН и беспилотными летательными аппаратами (БЛА), оборудованными

различными средствами ведения разведки, позволит значительно расширить

возможности АК РЛДН в «сетецентрической» системе. В зависимости от

конкретной обстановки могут быть использованы БЛА с разным составом обо-

рудования. Весьма многообещающей является также возможность интеграции

и с ударными БЛА. Так, например, БЛА, несущие ракеты класса «воздух-

воздух», способны обеспечить активную оборону АК РЛДН.

«Сетецентризм» с использованием боевых систем, в том числе и средств

ДРЛО, формирующих определенные данные и средства их поддержки, осуще-

ствляющих оптимальное распределение информации уже реализуется в проек-

тах по разработке новых и модернизации существующих средств вооружения.

Все эти средства в течение срока службы будут оснащаться аппаратно-

программными системами, превращающими их в узлы распределенной системы.

Блоком НАТО в настоящее время проводятся работы по созданию единой ин-

формационно-управляющей сети в масштабах всего Альянса. Такая сеть стро-

ится на принципах C4ISR (Command, Control, Communication, Computing, Intelli-

gence, Surveillance and Reconnaissance) - командование, управление, связь, об-

работка данных, разведка, наблюдение и обнаружение. Возможности сетевого

управления боевыми действиями с самолетов ДРЛО в реальном времени, при-

обретенные ими после соответствующих модернизаций, играют все большую

роль в воздушных компаниях США и НАТО.

Примером такой модернизации может быть переоснащение самолета

ДРЛО ВМС США - «Хокай» Е2-С. Модернизация сетевых возможностей и

систем Е2-С состоит в установке нового программного обеспечения связую-

щего слоя, реализующего метод «сетецентрической» архитектуры и повы-

шающего показатели эффективности (в частности, увеличение пропускной

способности интерфейсов). До модернизации Е2-С «Хокай» был оборудован

комплексом датчиков и систем сбора данных, каналами связи с другим обору-

дованием и операторами комплекса. Каналы связи были построены на основе

технологии «точка-точка» или «точка-многоточка». Модернизация Е2-С пре-

образовала комплекс его систем в платформу, строящую по данным от различ-

ных датчиков (в том числе РЛС РЛДН) полную картину угроз нападения.

Платформа в соответствии с этой картиной вырабатывает программу мер по их

нейтрализации.

Центральной задачей модернизации стало создание системы объединения

данных и шины передачи данных как услуг (другим термином описания этой

системы стало понятие «глобальное пространство данных»).

Абстрагирование данных и механизмов обеспечения качества обслужи-

вания от уровня приложений и перемещение их в глобальное пространство

данных позволили сделать систему независимой от конкретной реализации

источника поступления данных. Такой подход дает возможность проводить

модернизацию на основе существующих элементов и выполнять проекты с

учетом объективных потребностей заказчиков, а не потенциала определенных

технологий.

Аналогичная модернизация сетевых возможностей проводится и для са-

молета ДРЛО AWACS Е-3. Перспективные самолеты ДРЛО уже с самого нача-

ла разрабатываются как ключевые узлы «сетецентрической» системы.

Системы связи на основе «дейтацентрической» модели - это необходимая

предпосылка для построения «сетецентрической» системы вооружения. Одна-

ко только аппаратная и протокольная поддержка сети недостаточна. Необхо-

димы еще две составляющие:

набор стандартов, лежащий в основе проекта;

всеобъемлющая распределенная архитектура, в которую включены при-

ложения, операционные системы и базы данных, связанные между собой на

основе открытых стандартов

Можно отметить, что использование открытых стандартов в информаци-

онных технологиях играет главную роль в построении систем вооружения на

основе методов «дейтацентрического сетецентризма». Без применения таких

стандартов невозможно скоординировать формирование данных и их исполь-

зование в боевых условиях, в которых принимают участие многие системы и

средства. Стандарты образуют взаимоувязанную систему. Только на их основе

можно сформулировать такие требования к формату данных и характеристикам

пропускной способности, которые определяют работу приложений, исполь-

зующих циркулирующие в сети данные. Именно сетевая инфраструктура, под-

чиняющаяся этим стандартам, должна обеспечить возможность применения

«сетецентрического» метода при проведении боевых операций.

В основе разработок общей сетевой инфраструктуры для ВМС и ВВС США

лежит платформа NESI (Network-Centric Enterprise Solutions for Interoperability -

«сетецентрическое» решение для согласованной работы корпоративных при-

ложений) [18]. Платформа построена на основе методов создания «сетецентри-

ческого» решения в соответствии с ТЗ МО США на проект «сетецентрические

способы ведения боевых действий - Network-Centric Warfare.

Практически платформа NESI абстрагирует данные, сформированные в

конкретной системе, и переносит их в «дейтацентрическую» среду. Примене-

ние NESI означает переход к универсальной шине данных, похожей на шину

обслуживания серверов в корпоративных системах. Но универсальная шина

данных военной «сетецентрической» инфраструктуры обеспечивает распреде-

ление потоков данных между различными средствами вооружения в режиме

жесткого реального времени. Так, например, навигационные данные для

управления движущимися объектами (ЛА, БЛА, кораблями, наземными под-

вижными боевыми установками) публикуются на шине, а не рассчитываются

для каждого конкретного средства.

Воплощение в жизнь изложенных выше факторов для ведения «сетецен-

трических» военных операций возможно только на основе построения инфра-

структуры со специальными требованиями. В этой структуре приложения и их