Верба В.С. - Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (Системы мониторинга) - 2008

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 импульсновременной 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

сборта самолета сообщений.

8.7.Авиационный комплекс радиолокационного дозора

инаведения 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 сетецентрической 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 картину 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 лучше 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 способе 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 остальными 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 «воздухвоздух», 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 аппаратнопрограммными 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 «сетецентрических» военных операций возможно только на основе построения инфра­ структуры со специальными требованиями. В этой структуре приложения и их