Раздел 1. Оценка интеллектуализации борта в части решения задач оперативного целеполагания.

В рамках программы Joint Strike Fighter (далее – JSF) одной из основных целей ставится максимальное усовершенствование интерфейса "человек-машина"; увеличение предоставляемой летчику информации, поступающей как от бортовых, так и от внешних датчиков при одновременной ее обработке с тем, чтобы подать ее летчику уже в переработанном, максимально удобном для восприятия виде, для того чтобы летчик смог иметь полное трехмерное представление об окружающей тактической обстановке. Чем полнее данное представление, тем эффективнее боевая работа летчика, а также и коэффициент выживания самолета в воздушном бою.

Для решения этих задач фирма Локхид Мартин применила мощные IBM-совместимые компьютеры в сочетании с наиболее совершенными программными алгоритмами. В результате перед летчиком (см.рис.2 [4]) на большом ситуационном дисплее с высокой степенью разрешения будет представлена наиболее полная тактическая картина в обработанном виде на каждом из этапов полета и выполнения боевой задачи. Таким образом, впервые не улучшения в аэродинамике, а совершенное БРЭО будет являться залогом успеха JSF как боевого самолета.

Управление системами самолета и переключение режима работы дисплеев осуществляется с помощью операционной системы, схожей с Windows. В операционной системе имеется 13 страниц, каждая из которых предоставляет информацию о состоянии и работе той или иной системы (топливной системы, силовой установки, системы связи, автопилота и т. д.). Иконки каждой из этих страниц расположены в полосе шириной 2.5 см под верхним срезом дисплея. Страницы развертываются по голосовым командам, от касания иконки пальцем или через книппель управления курсором. В случае возникновения неисправности в какой-либо из систем, ее страница развертывается автоматически.

Рис.2. Ситуационный дисплей.

В кабине самолета установлена боковая ручка управления, размещенная на правой приборной консоли (см.рис.3 [4]). Приборная доска занята двумя проекционными дисплеями на ЖКИ фирмы Кайзер, фактически составляющими один размером 500 х 200 мм. При проектировании кабины разработчики пошли "от противного", начав с абсолютно пустого пространства. Каждый прибор или переключатель должен был "доказать свою нужность" в кабине. [1]

Над нижним срезом дисплея расположены иконки различных режимов его работы, в т. ч. дисплей тактической информации, а также режимы отображения информации от той или иной группы датчиков.

Серьезной проблемой, возникшей у разработчика, стал большой разброс антропометрических данных летчиков, которые должны были с одинаковым комфортом размещаться в кабине. Фактически рабочее место летчика JSF должно нормально вмещать в себя около 95 процентов взрослого населения Земли, причем как мужского, так и женского. Катапультируемое кресло, кроме обычной регулировки по высоте, должно иметь также и регулировку по глубине, чтобы летчики с разной длиной рук смогли с одинаковым удобством дотягиваться до любой кнопки или тумблера.

Кроме этого, регулируемыми делаются также все органы управления – ручка управления самолетом (РУС), ручка управления двигателем (РУД) и педали. (рис.3) [4] В этом плане было бы очень полезно применить к ним т. н. "технологию активного управления", которая в частности подразумевает индивидуальную настройку нейтральных положений РУС и педалей, а также секторов дачи РУД и усилий, прилагаемых к органам управления самолетом.

Рис.3. Ручки управления самолетом и двигателем.

РУС и РУД, на которых расположены все кнопки и переключатели управления системами и вооружением самолета, спроектированы таким образом, чтобы их можно подстроить под различные размеры кистей рук.

Очень просто и эргономично организовано управление вектором тяги на самолете короткого взлета и вертикальной посадки (СКВВП). Орган управления вектором тяги находится левее РУДа на приборной панели. Это трехпозиционный рычажок. При переднем положении рычажка вектор тяги направлен горизонтально, при среднем включается переходный режим, а при заднем самолет переходит в режим вертикальной тяги.

В кабине отсутствует индикатор на лобовом стекле (ИЛС), так как его полностью заменил индикатор, расположенный на защитном стекле шлема летчика (ИСШ) (см. рис.4 [4]). В результате летчик при любом положении головы будет иметь перед глазами все ключевые параметры полета, а метка цели будет также высвечиваться при любом положении головы летчика, с ограничениями лишь по границе прозрачной части фонаря. В перспективе даже это ограничение будет убрано. На ИСШ также отображается перекрестье неподвижного прицела для стрельбы из пушки, использования НАР и бомб. Положение точки прицеливания на ИСШ отслеживается с использованием нескольких датчиков положения шлема в кабине и нескольких видеокамер, расположенных в ней.

Рис.4. Нашлемный индикатор (отображение информации на стекле кабины отсутствует).

Кроме стандартной для НАТОвских самолетов системы обмена тактическими данными Линк 16, самолеты JSF оборудованы системой защищенной связи внутри боевого звена. С помощью приемника Глобальной спутниковой системы определения координат в сочетании с инерциальной навигационной системой будет определяться местоположение самолета и осуществляться первичная навигация. В то же время, при временной потере сигнала от спутника, инерциальная система вполне способна автономно вести самолет с приемлемой точностью. Способность к навигации без излучения сигналов является одним из неоспоримых достоинств самолета JSF, так как способствует повышению его скрытности.

У JSF имеется возможность вести "комплексный" бой одновременно против наземных и воздушных целей. При выборе летчиком конкретной цели - воздушной или наземной - бортовой комплекс автоматически выбирает необходимые для ее уничтожения датчики и тип оружия.

На JSF применены система распознавания речевой информации и система подачи речевых команд, причем с системой опознавания индивидуального летчика по тембру его голоса. Для введения образца голоса в бортовой цифровой вычислительной машине (БЦВМ) летчик должен нажать специальную кнопку на РУДе и сказать несколько слов. Эта же кнопка используется при передаче речевых команд в полете для того, чтобы не смешивать речевые команды и диалог по радио. Система практически идентична той, которая используется на европейском истребителе Еврофайтер "Тайфун" и способна распознавать в боевом режиме до 20-25 односложных команд типа "Топливо" или "Автопилот". Подобный режим позволит повысить точность распознавания речевых команд при одновременном снижении вероятности неправильного распознавания команды и включения при этом неправильной индикации. По речевой команде невозможен ни пуск бортового оружия, ни его аварийный сброс. С помощью речевых команд можно, например, переключать режимы работы бортовой радиостанции, МФД или БРЛС.

Одним из наиболее важных свойств БРЭО JSF, не встречавшихся на самолетах более ранних поколений, является развитая система неохлаждаемых ИК-датчиков AN/AAQ-37, "размазанных" по планеру самолета и снабжающих летчика информацией обо всех контрастно-тепловых объектах в зоне прямой видимости. ИК-система имеет сферический обзор без мертвых зон. Наиболее ощутимым тактическим преимуществом подобной системы является возможность вести боевые действия ночью с использованием дневной тактики неограниченной видимости. Кроме того, поле зрения летчика не ограничивается прозрачной частью фонаря - он может "видеть" сквозь конструкцию самолета ту картинку, которую передает на его нашлемный индикатор ИК-датчик. Визуальная информация от ИК-датчиков обрабатывается в БЦВМ и подается на нашлемный дисплей в виде единой неразрывной картины. При этом летчик в ночных условиях может, например, визуально контролировать строй своих ведомых без применения строевых огней, а также заходить ночью на посадку на необорудованный аэродром, пользуясь исключительно визуальными ориентирами.

Поиск своего аэродрома с помощью ИК-системы в сочетании с Глобальной системой определения координат возможен без излучения запросных сигналов для системы радионавигации. В бою ИК-система может выдавать предупреждения о возникающих угрозах, например, о пуске зенитной ракеты или о стрельбе ЗСУ (зенитной самоходной установки).

В дополнение к инфракрасной обзорной системе самолеты JSF оборудованы стабилизированной пассивной ИК-прицельной системой на базе датчика с высоким разрешением, оптимизированного для наведения высокоточного оружия. Система приводится в действие нажатием кнопки на РУДе, ее интегральную часть составляет лазерный дальномер-целеуказатель (ЛДЦУ), работающий в безопасных для глаза диапазонах длин волн 1.06 мкм. Таким образом, самолет JSF имеет возможность применения боеприпасов, наводимых по лазерному лучу.

Использование синтезированного изображения, проецируемого на ИСШ, создает у летчика иллюзию свободного полета в воздухе, что может повлечь за собою потерю "чувства самолета" (например, при длительном наблюдении цели, находящейся не спереди, а сбоку от линии полета), а как следствие - потерю управления, что может повлечь за собой катастрофические последствия. Для того чтобы не допускать этого, при положении линии визирования в зоне, где на других истребителях находится ИЛС, индикация высоты, скорости и прочих параметров включает в себя положение линии горизонта, а также направление вектора скорости самолета, а также метки высоты и скорости.

Большим подспорьем летчику при боевой работе, разгружающем его от необходимости отвлекаться на пилотирование самолета, является автопилот нового поколения в сочетании с системой предотвращения столкновения с землей, базами данных, куда будет закладываться математическая модель подстилающей местности, и Глобальной системой определения координат.

Многофункциональная интегрированная радиочастотная система (AESA), включающая в себя станцию AN/APG-81 (БРЛС), комплекс РЭБ и связи, обладает возможностью активного электронного сканирования. Режимы работы включают в себя: режим воздушного боя (поиск и сопровождение воздушных целей), режим отображения подстилающей местности с синтезированием апертуры, режим отображения движущихся наземных целей, режим автоматического распознавания целей, режим активной РЭБ, режим пассивной РЭБ. Станция может одновременно работать в нескольких режимах.

Информация предоставляется летчику по двум каналам - визуальному и акустическому. Аудиоканал имеет пространственное звучание, благодаря встроенным в шлем стереонаушникам с эффектом окружающего звука. При этом предупреждение о ракетном пуске будет раздаваться именно с того направления, откуда был произведен пуск, что уменьшит время реакции летчика и увеличит коэффициент выживания ЛА.

Наибольшее количество информации же поступает к летчику через визуальный канал, отображаясь на многофункциональном дисплее и ИСШ. (см. рис.5) [4]

Рис.5 Информация на многофункциональном дисплее. (Три вида индикации на дисплее для ТБП, ТБВ и общая тактическая информация)

Тактическая информация предоставляется в виде плановой проекции с использованием интуитивно воспринимаемой символики и цветов. Символы являются упрощенными изображениями объектов, которые они представляют. Полный символ означает объект, информация о котором поступает от бортовых датчиков, символ, закрашенный наполовину, - объект, о котором известно от внешних источников. Неприятельские силы обозначаются символами красного цвета, свои - синего, нейтралы - пурпурного, а неизвестной принадлежности - желтого. Собственный самолет обозначается символом белого цвета. Символы размещаются на фоне физической карты местности, которая может также отображать любую информацию, необходимую летчику, и менять масштаб по его желанию.

Информация, поступающая на борт, "фильтруется" БЦВМ на предмет корректности и истинности, после чего летчик получает лишь ту информацию, которая признается надежной. По приказу летчика, на дисплее может быть вызвана степень истинности информации, летчик также может задать пороговый уровень истинности отображаемой информации. Обозначаются также радиусы действия ракет ПВО с тем, чтобы летчик смог спланировать свой маршрут к цели, минуя их. Радиусы обнаружения самолета радарами ПВО не статичны, они меняются в зависимости от высоты полета, ракурса подхода излучаемого сигнала и пр.

Рис.6. Индикация на многофункциональном дисплее в случае ТБС. (индикация боеприпасов, отображение подстилающей поверхности, общая боевая информация и симуляция коллиматорного прицела)

Рядом с символами целей высвечивается бортовое оружие, имеющееся в наличии, которым их можно поразить. (рис.6) [4] Кроме того, каждая опознанная цель также получает метку, обозначающую то оружие, которое может быть у нее в наличии. Получаемая информация о тактической обстановке поступает к летчику в легко усваиваемой, интуитивной форме, что позволяет летчику оптимально спланировать полет и сосредоточиться на выполнении боевой задачи. Наличие инфракрасной системы наблюдения и системы предупреждения столкновения с землей позволяет летчику JSF с одинаковым успехом действовать днем и ночью, в любую погоду. Высокоавтоматизированная система управления полетом и отображения информации позволяет сократить время, потребное для подготовки летчика, и одновременно повысить боевую эффективность.

Довольно серьезной проблемой для стран-импортеров F-35 станет доступ к компьютерным кодам основных систем самолета. Так как F-35 является малозаметной машиной, его бортовой комплекс ориентирован, в первую очередь, на получение информации пассивными методами от ИК-датчиков и внешних источников. Информация поступает и обрабатывается в БЦВМ в кодированном виде, так что отсутствие у эксплуататоров истребителя соответствующих кодов может серьезно ограничить его боеспособность.

При разработке F-35 фирма "Локхид Мартин" пользуется богатым опытом, наработанным в ходе реализации программы истребителя F-22A. В частности, при разработке программного обеспечения (ПО) для бортового комплекса было решено не использовать "событийную" его архитектуру, характерную для F-22, которая привела к сбоям в работе и нуждалась в многочисленных исправлениях, а вернуться к проверенной "временной" архитектуре по типу той, которая применена на самолете F-16 Блок 60 Программное обеспечение разрабатывается поэтапно: в первой версии насчитывается около 1 млн. строк, в серийной третьей версии их будет уже более 6 млн. Эта версия будет общей для всех трех вариантов самолета, при установке она будет самостоятельно распознавать его модификацию. [1]

Все датчики и элементы БРЭО проходят интенсивные наземные испытания в условиях, максимально приближенных к летным. Время непрерывной работы датчиков в их ходе составляет более 40 часов. Проводится интеграция всего комплекса БРЭО и его летные испытания на ЛА Боинг-737.

F-35 был построен с возможностью реализации интерактивного интерфейса взаимодействия между боевыми системами, позволяющего создать единую боевую систему и передавать инициативу ведения боевых действий с помощью бортового компьютера.

Иными словами, основное ядро боевых систем F-35 позволяет им взаимодействовать между собой, создавая синергетический эффект и вытекающие из него различные варианты принятия решений, что отличается от предыдущих поколений, где подобная система была скорее вспомогательным инструментом, нежели полноценным компонентом.

Все системы самолета связаны физическими линиями связи, в общем случае, шинами высокоскоростной скорости, входящих в состав высокоскоростной волоконно-оптической системы. Подобный вид шин интерфейса и высокоскоростная широкополосная система связи являются координирующими устройствами полностью интегрированной среды раздачи информации на борту летательного аппарата. Хотя подобного рода системы и встречались на самолетах-предшественниках, данная система впервые спроектирована в таком объеме.

К боевым системам подключена с помощью высокоскоростной шины интерфейса система СНИ (CNI - communications, navigation and identification) – связь, навигация и идентификация. Это достаточно гибкая система, работающая в диапазоне радиочастот, позволяющая летательного аппарату продолжать функционирование в условиях различных угроз. Прочие ключевые боевые системы, взаимодействующие между собой для создания единой боевой системы, это радар с активной фазированной решеткой AESA (Active Electronically Scanned Array), система с распределенной апертурой DAS, система наведения EOTS (Electrical Optical Targeting System) и система радиоэлектронной борьбы (EW). [3]

В марте 2015 года ожидается релиз оттестированного в полунатурном и математическом моделировании блока программ 2B, в котором должна произойти реализация всех заявленных Локхид Мартин функций и свойств интеллектуальной системы. (см. табл.1)[2]

Таблица 1. Этапы программы JSF (выделен этап выпуска конечной версии полноценного пакета программ для серийного производства)

Вывод.

На борту F-35 реализовано обеспечение осмотрительности экипажа, т.е. имеется информационная модель внешней и внутрибортовой обстановки с выделением потенциальных угроз. Также экипажу предоставляется информация о пуске ракет противником - НУЦ-ракета «воздух-воздух и НУЦ-ракета «земля –воздух», выделяются НУЦ как по воздушным, так и по наземным объектам.

На самолете не реализована алгоритмическая и индикационная поддержка экипажа в части оперативного целеполагания.