Глава 2

Структура базы знаний БОСЭС ДБВ 1х1

2.1 Процедура назначения дбв 1х1 (информационно управляющее поле f-16m1)

Как уже было отмечено в главе 1, на истребителе F-16 М1 назначение дальнего боя по воздуху может происходить двумя способами:

• Посредством нажатия кнопки «A-A» под КАИ на интегральной панели управления ICP. Заметим, что если не нажата ни одна из кнопок, то истребитель по умолчанию находится в режиме «Маршрут» (“NAV”). При нажатии кнопки «А-А», КАИ переходит в режим «воздух-воздух», как представлено на рис.1

• Посредством нажатия на DOGFIGHT/MSL OVRD на ручке управления двигателем.

Для работы в режиме ДБВ предусмотрены кнопки на ручке управления двигателем (РУД), которая находится справа от пилота (Throttle grip), а также кнопки на РУД

Предметная область ДБВ 1х1 структурирована следующими 4 проблемными субситуациями (ПрС/С), составляющих основу базы знаний БОСЭС

1. Тактически выгодное положение

2. Нападение

3. Защита

4. Нападение с защитой

База знаний БОСЭС ДБВ 1х1 по семантике разделена на два иерархических уровня. Первый иерархический уровень – активизация проблемной субситуации, соответствующий сложившейся внешней обстановке. Второй иерархический уровень – выбор рационального способа решения Пр С/С с помощью базы правил, подключающей математические модели и алгоритмы, объединённые схемой бортовых алгоритмов.

В блоках принятия решений базы данных БОСЭС ДБВ 1х1 выполняется решение оптимизационных игровых задач.

Система БОСЭС ДБВ 1х1 должна оперативно вырабатывать рекомендации лётчику по способу решения задач активизированной Пр С/С.

В описании базы знаний БОСЭС ДБВ 1х1 сделано упрощение о том, что противоборствующие истребители могут осуществлять только однократный пуск ракеты.

Структурная схема БОСЭС «ДБВ 1х1» выглядит следующим образом:

Рис.2

Теперь рассмотрим базу знаний по иерархическим уровням.

2.2 Первый иерархический уровень базы знаний

На первом иерархическом уровне происходит активизация Пр С/С, соответствующей сложившейся внешней обстановке.

Правила сопоставления текущей внешней ситуации, которая представляется ситуационным вектором SV(ТБС-Пр С/С), одной из проблемных субситуаций приведены в таблице 1. «–« означает, что соответствующее условие для назначения ПрС/С не используется.

2.3 Второй иерархический уровень базы знаний

Теперь подробно рассмотрим, как вырабатывается решение для каждой из четырёх возможных Пр С/С. Второй иерархический уровень БЗ – это способ достижения цели (задачи ПрС/С) с помощью базы правил, подключающей математические модели и алгоритмы, объединенные схемой бортовых алгоритмов (СБА).

Проблемные субситуации ДБВ 1х1
№	Название	Условия наступления
1	Занятие тактически выгодного положения	Начальный этап воздушного боя. И1 и И2 вне ЗВП противника
2	Нападение	И2 в ЗРП И1, пуска R(И2) нет
3	Защита с нападением	Упреждающий пуск И2. Есть исправное оружие на И1
4	Защита	Упреждающий пуск И2. Нет исправного оружия на И1.

1.ПрС/С «Занятие тактически выгодного положения» Оба самолета находятся вне зон возможных пусков (ЗВП) своих ракет, выбранных на атаку цели. В координатах «высота-скорость» для каждой пары ракет (одна – на борту И₁, другая – на борту И₂) существует область преимущества истребителя И₁ по критерию упреждающего попадания его ракеты в И₂ при условии пуска ракет обоими самолетами со своих максимальных дальностей пуска . Эта область называется зоной тактически выгодного положения (ТВП).

Цель данной ПрС/С – занятие тактически выгодного положения. Способ ее достижения – выполнение истребителем маневров в вертикальной плоскости. Проблемная субситуация завершается входом одного из самолетов в ЗВП ракеты другого самолета.

В базе знаний БОСЭС ДБВ 1х1 оперативно решаются следующие задачи:

• оценить, какую ракету будет применять противник;

• определить границу зоны ТВП с учетом траекторий движения самолетов И₁ и И₂ и характеристик их ракет R(И₁) и R(И₂);

• оценить текущее положение самолета И₁ относительно этой зоны;

• выбрать оптимальный способ маневрирования для достижения зоны ТВП;

• оценить, успеет ли самолет И₁ достигнуть зоны ТВП при выбранном способе маневрирования до того момента, когда он войдет в ЗВП ракеты истребителя И₂.

В этой проблемной ситуации практически все знания БОСЭС сконцентрированы в блоке математических моделей, который включает следующие модели:

• аппроксимирующая математическая модель (АММ) ракеты , которая оперативно настраивается своими параметрами на ракеты истребителей И₁ и И₂;

• алгоритм расчета максимальной дальности пуска ракет R(И₁) и R(И₂) в моменты выхода в зону тактического преимущества;

• прогнозная математическая модель (ММ) «АТАМАН» истребителя, моделирующая выход истребителя в зону ТВП (параметры этой модели оперативно задаются БОСЭС ДБВ1х1 для ее настройки на истребители И₁ и И₂);

• алгоритм расчета границы зоны ТВП;

• алгоритм управления самолетом для выхода на заданную границу зоны ТВП.

2. ПрС/С «Нападение». В этой ПрС/С в базе знаний БОСЭС ДБВ 1х1 решается игровая задача оптимального выбора траекторной стратегии и момента пуска ракеты с истребителя И₁ на заданном множестве траекторий полета истребителей И₁ и И₂, моментов пуска ракет и применения помех с них. Начиная с текущей дальности между истребителями И₁ и И₂ формируются два набора моментов виртуальных пусков ракет R(И₁) и R(И₂) с разных дальностей при различных сочетаниях траекторных стратегий И₁ и И₂ и количества возможных циклов помех с бортов И₁ и И₂.

В рассматриваемой ПрС/С истребитель И₁ может сознательно выполнить запаздывающий пуск своей ракеты (перевод ПрС/С «Нападение» в ПрС/С «Защита с нападением») и обеспечить себе преимущество в бою.

В рассматриваемой ПрС/С функционируют следующие алгоритмы и математические модели:

- АММ движения управляемой ракеты;

- ММ «АТАМАН» движения истребителя;

- алгоритм вычисления характерных дальностей пуска своей выбранной ракеты по цели, совершающей противоракетные маневры «тактический отворот (ТО)» (характерная дальность ) и «гарантированный отворот (ГО)» (характерная дальность );

- алгоритм выполнения истребителем противоракетных маневров ТО и ГО;

- алгоритм выбора оптимальной стратегии «маневр – пуск ракеты – постановка помехи»

3.ПрС/С «Защита с нападением». В базе знаний для ПрС/С «Защита с нападением» в ответ на реализовавшийся упреждающий пуск ракеты R(И₂) организуется последовательность виртуальных пусков ракеты R(И₁) с разных дальностей до цели (И₂) для различных пар траекторных стратегий истребителей И₁ и И₂ и возможных циклов помех с их бортов. В проблемной субситуации использует блок генерирования гипотез траекторного маневрирования.

Так как в ПрС/С «Защита с нападением» известно о моменте пуска ракеты противника, то рассчитывается не матрица, а вектор реализации стратегий в каждый текущий момент времени (см. табл. 6). Расчётные формулы критерия F идентичны расчётным формулам в ПрС/С «Нападение». Стратегия, соответствующая максимальному элементу этого вектора, будет являться оптимальной и предъявляться на ИУП.

4 .ПрС/С «Защита». Цель этой ПрС/С – формирование эффективной защиты от ракеты противника и продолжение имитации атаки. В отличие от ПрС/С «Защита с нападением», в рассматриваемой ПрС/С из множества допустимых решений исключается решение о пуске собственной ракеты. Возможные ответы И₁ – противоракетные маневры и постановка информационных помех.

В базе знаний БОСЭС ДБВ 1х1 рассматриваются три возможных способа движения обороняющегося истребителя ;

а) маневр с сохранением информационного контакта с атакующей ракетой – вычисление предельной дальности применения противоракетного маневра «Тактический отворот» (ТО);

б) маневр без сохранения информационного контакта с атакующей ракетой – вычисление предельной дальности применения противоракетного маневра «Гарантированный отворот» (ГО);

в) противоракетный маневр «Кадушка» – вычисление дальности начала маневра и его параметров (радиус и угловая скорость движения самолета по поверхности «Кадушки», направление оси «Кадушки»).

Рекомендуемый маневр предъявляется летчику на индикаторе на лобовом стекле (ИЛС). По этой информации летчик принимает решение о выполнении приемлемого в сложившейся ситуации типа противоракетного маневра, учитывая имеющиеся у него сведения о тактике воздушного боя и допустимых маневрах своего самолета.