Ными аппаратами
 Скачать 4.29 Mb.
|
|
Характеристика Значение Примечание Масса носимого комплекта 14,5 кг Масса бортового сегмента 3,5 кг Время автономной работы Не менее 4 часов Дальность связи, при наличии прямой радиовидимости Не менее 20 км Фактически сигнал стабильно принимается на расстоянии 45 км. Интерфейс сопряжения со внешними системами Ethernet, 100MBit Используется для связи с носимым комплектом 83т215 Операционная система инди- каторного устройства Astra Linux Special Edition Поддерживаемые системы ко- ординат СК-42, ПЗ-90, UTM, WGS-84 Системы координат СК-42 и ПЗ- 90 используются для отображения геопривязанной информации. Напряжение питания бортово- 28 Вольт 90 Характеристика Значение Примечание го оборудования Формат видеопотока PAL Возможно подключение источни- ков в формате NTSC, SDI. Интерфейс источника телемет- рической информации RS-422 Возможно подключение источни- ков с интерфейсом UART, Ethernet. На момент публикации доклада мобильный терминал прошел типовые испы- тания в составе доработанного комплекса с БЛА средней дальности. Оборудование поставлено на серийное производство под контролем Военного Представительства. Таким образом, выполнив дооснащение комплекса получен качественный задел в проектировании, изготовлении и интеграции законченных систем в БЛА, что в свою очередь открывает возможности интеграции компонентов данного изделия в любые летательные аппараты, способные нести на себе дополнительную полезную нагрузку. В процессе разработки мобильного терминала была детально исследована структура и принцип работы подсистем, КБО БЛА средней дальности и усовер- шенствованной наземной станции управления (УНСУ), входящих в состав ком- плекса. Получены и проанализированы мнения людей, непосредственно занимаю- щихся эксплуатацией комплексов с БЛА в войсках. В результате у ОКБ УЗГА по- явился ряд предложений по дальнейшей доработке комплексов с БЛА. Предложе- ния направлены на расширение функционала доработанных комплексов для более эффективного решения актуальных задач, стоящих перед Вооруженными Силами РФ. Как уже говорилось ранее, в доработанном комплексе реализован прямой канал передачи видовой и телеметрической информации с борта БЛА на мобиль- ный терминал. С одной стороны эта доработка позволила полностью исключить зависимость пользователя мобильного терминала от штатных каналов связи между УНСУ и БЛА. С другой стороны прямой однонаправленный радиоканал не позво- ляет производить полнодуплексный обмен информацией между оператором мо- бильного терминала и оператором УНСУ, что в ряде случаев может быть востребо- вано пользователями системы (например, обмен голосовыми сообщениями, корот- кими текстовыми сообщениями, передача формализованных пакетов информации между средствами вычислительной техники, входящими в состав доработанного комплекса). Выполненная конструкция носимого комплекта и бортового сегмента позво- ляет решить проблему отсутствия обратной связи от мобильного терминала до УНСУ путем дополнения обоих составных частей изделия радиомодемами с псев- дослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Обратная связь через радио- модем с ППРЧ позволяет пользователям изделия обмениваться формализованны- ми, голосовыми и простыми текстовыми сообщениями с УНСУ в прямом и обрат- 91 ном направлении, находясь на удалении до 360 км от УНСУ (расстояние складыва- ется из максимальной зоны действия штатной радиолинии УНСУ-БЛА в 250 км и дальности действия радиомодема с ППРЧ «Редут» в 110 км). На рисунке 2 приве- дена схема возможного дооснащения комплекса дополнительным оборудованием, новые элементы помечены пунктирной линией. Существующая штатная радиолиния БЛА-УНСУ, дальность до 250 км Радиомодем «Редут» Радиомодем «Редут» До 250 км До 110 км УНСУ Мобильный терминал Рисунок 2 – Схема возможного дооснащения комплекса с БЛА дополнительной полнодуплексной связью Для оценки возможности реализации функционала обратной связи силами ОКБ УЗГА проведены следующие предварительные мероприятия: подтверждение дальности связи через радиомодем с ППРЧ «Редут» выпол- нено в первом квартале 2015 года. Комплект бортового оборудования, будучи установленным на пилотируемый летательный аппарат Diamond DA-42 показал стабильное качество сигнала на удалении до 110 км. проведена оценка возможности трансляции данных со скоростью до 9600 бод через штатную радиолинию между БЛА средней дальности и УНСУ. Практи- чески подтверждено наличие режима связи в базовом и доработанном комплексе, подходящего для передачи информации между бортовым радиомодемом и локаль- ной вычислительной сетью (ЛВС) УНСУ. в рамках решения задачи по доработке комплексов с БЛА проведена прора- ботка конструктивного размещения дополнительного оборудования на борту воз- душного судна, выявлены точки подключения к бортовой ЛВС и к сети питания 28 Вольт. Таким образом решен вопрос о возможности установки дополнительного оборудования на борт БЛА. 92 проанализирован существующий функционал одного из рабочих мест в УН- СУ, сделан вывод о возможности расширения функционала данного рабочего ме- ста без внесения значительных конструктивных изменений в УНСУ. Подытоживая результаты проведенных предварительных мероприятий, можно констатировать подтвержденную возможность организации сквозной линии связи между оператором мобильного терминала через БЛА с оператором УНСУ, наличие технической возможности дооснащения БЛА средней дальности радиомо- демом с ППРЧ и возможность расширения функционала рабочего места в УНСУ путем разработки соответствующего программного обеспечения. Учитывая опыт доработки комплексов с БЛА средней дальности и имеющи- еся ресурсы, ООО «ОКБ УЗГА» готово выполнить соответствующее расширение функционала доработанного комплекса за 6 месяцев при наличии подтвержденной заинтересованности заказчика. Непрерывно передаваемая с борта БЛА телеметрическая информация содер- жит в себе множество параметров, меняющихся в реальном времени, таких как ко- ординаты БЛА в пространстве, углы склонения ОЭС, угол поля зрения камеры и др. Индикаторное устройство мобильного терминала, получая телеметрическую информацию с борта и имея возможность геопривязки в системах СК-42 и ПЗ-90 производит автоматический расчет проекции поля зрения ОЭС на земную поверх- ность с учетом матрицы высот. Рассчитанная в реальном времени проекция отоб- ражается оператору мобильного терминала на фоне загруженной в устройство кар- ты местности. Выполненное в рамках технического задания изделие получило дополни- тельный функционал, который позволяет проводить визуальную оценку расстояния между объектами на кадре с использованием привязанной к видеопотоку телемет- рии. В качестве возможного применения расширенного функционала видится сце- нарий корректировки огня артиллерии непосредственно на расчете орудия. Следует отметить, что возможность определения расстояния между объек- тами по видеопотоку существует в базовом варианте комплекса с БЛА, но этот функционал жестко привязан к рабочему месту оператора в УНСУ комплекса. Для описываемой доработки положительный эффект заключается в выносе расчетных операций из УНСУ комплекса и сокращению количества информационных звеньев в цепи между наводчиком орудия и лицом, оценивающим точность попадания сна- ряда. Тем самым организуется временный ударный контур на расчете орудия. На рисунке 3 приведен пример экранного интерфейса мобильного термина- ла, предоставляющего пользователю возможность оценки расстояния между объ- ектами по данным поступающей телеметрической и видовой информации. 93 Рисунок 3 – Пример экранного интерфейса мобильного терминала Для использования мобильного терминала в данном сценарии предполагает- ся выполнение следующих шагов и условий: орудие располагается на расстоянии не более 45 км от цели. Расстояние обу- словлено дальностью радиолинии между БЛА и мобильным терминалом. расчет орудия обеспечивается одним комплектом наземного оборудования мобильного терминала. при работе орудия по цели над зоной боевых действий выполняет полет БЛА с установленным комплектом радиопередающего оборудования, подключенного к ОЭС и источнику телеметрии. управление БЛА ведется штатно из УНСУ, находящегося на безопасном рас- стоянии от зоны боевых действий. Оператор полезной нагрузки в УНСУ обеспечи- вает видимость цели и места разрывов снарядов в нисходящем видеопотоке. должностное лицо расчета орудия, получая на экран мобильного терминала видовую информацию с БЛА, содержащую место разрыва и цель на одном кадре, производит автоматизированный подсчет ошибки наведения в метрах и передает требуемую поправку наводчику орудия в реальном времени. Выполнение приведенного сценария может увеличить эффективность кор- ректировки огня за счет оценки точности попадания непосредственно расчетом, находящимся на орудии. Предложенный сценарий может быть адаптирован по ре- 94 зультатам эксплуатации изделия, программное обеспечение мобильного терминала так же может быть доработано под уточненные требования при заинтересованно- сти заказчика в развитии данного функционала в одной из последующих работ Опытно-конструкторского бюро Уральского Завода Гражданской Авиации. 95 В.И. ИЩУК, кандидат технических наук, старший научный сотрудник НИЦ ЦНИИ ВВС МО РФ (г. Санкт-Петербург) С.А. МОЧАЛОВ, доктор технических наук, стар- ший научный сотрудник НИЦ ЦНИИ ВВС МО РФ (г. Санкт-Петербург) ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ С БЕСПИЛОТНЫМИ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ ВМФ В последнее время все более широкое развитие получает применение ком- плексов с беспилотными летательными аппаратами (КБЛА). Не является исключе- нием и морской театр военных действий (МТВД). Хотя масштабы применения КБЛА на море несколько отстают от масштабов использования беспилотных ЛА на сухопутном ТВД, многообразие задач морских КБЛА и преимущества послед- них в их решении не дают повода усомниться в необходимости наращивания тако- го применения. Надо отметить, что проведенный анализ имеющихся разработок КБЛА пока- зал их существенное разнообразие [1]. Причем, такого количества вариантов внеш- него вида, особенностей конструкции нет ни у одного другого изделия в авиации. Не является исключением и используемая в составе КБЛА радиоэлектронная и оп- тикоэлектронная аппаратура. На наш взгляд такое многообразие свидетельствует о преимущественно эвристическом подходе в проектировании КБЛА, отсутствии или недостаточном развитии методологического аппарата оптимизации их техническо- го облика. Отсутствие четких ориентиров и критериев построения оптимального КБЛА приводит к распылению усилий и финансовых средств, не позволяет сосре- доточиться на создании действительно высокоэффективных изделий. Итак, основные задачи, решения которых требует применения КБЛА на МТВД: разведка и освещение обстановки, радиоэлектронная борьба, ретрансляция сигналов управления и передачи информации, нанесение ударов по кораблям и бе- реговым объектам, противолодочная борьба. Каждая из задач может отличаться масштабами: так разведка может быть стратегической, оперативно-тактической, тактической, что сказывается на требованиях к дальности полета, времени нахож- дения на рубеже и т.д. Формирование задач и требований к КБЛА ВМФ – первый шаг к обоснованию их технического облика. Второй шаг – генерация альтернативных вариантов комплексов, в первом приближении удовлетворяющих сформированным требованиям, в том числе на ос- нове имеющихся разработок. Надо отдать должное разработчикам – они подгото- вили богатый материал, чтобы делать основополагающие выводы, например, какая схема и для решения каких задач лучше. Третий шаг – сравнение альтернатив и выбор наилучшей из них. 96 Выше перечислены три известные [2] страты синтеза сложной системы, ко- торые необходимо развивать и наполнять соответствующим КБЛА содержанием. При этом необходимо учитывать специфику применения КБЛА на море. Например, если говорить о применении БЛА с надводного корабля (НК), то проблематичным представляется посадка БЛА самолетной схемы на корабль базирования. На море отсутствуют ориентиры, в связи с этим коррекция местоположения БЛА по ориен- тирам невозможна. Организованные помехи бортовому радиоэлектронному обору- дованию (РЭО) БЛА будут создаваться с кораблей или летательных аппаратов, то есть, скорее всего, будут сосредоточены в пространстве. Еще одна особенность функционирования – особые фоновые условия: относительно однородная, как пра- вило, взволнованная и часто меняющая свое состояние морская поверхность. В свою очередь, характер обнаруживаемых целей весьма разнороден. Здесь и воз- душные высокоскоростные цели с малым значением эффективной поверхности рассеяния (ЭПР), и НК с большой величиной ЭПР, и подводные лодки (ПЛ) в под- водном и надводном положении, и выдвижные устройства ПЛ, и наземные берего- вые цели. Маловероятна угроза поражения БЛА с произвольных направлений, что характерно для сухопутного ТВД и т.д. Попробуем разобраться со структурой и решаемыми задачами подсистем РЭО КБЛА, применив к нему известные [3,4] принципы построения аппаратуры: «унификации» «базовости», «модульности», «сетецентричности». Принцип унификации предполагает создание единой аппаратуры для БЛА различного типа и назначения. Но полная унификация невозможна и нецелесооб- разна. Опыт разработки показывает, что рациональное решение, как всегда, нахо- дится посередине: в качестве универсальной следует рассматривать резидентную базовую часть комплекса. Принцип базовости лежит в основе построения базового интегрированного РЭО (БИ РЭО) и предполагает создание общего ядра (платфор- мы) с возможностью формирования на его основе различных модификаций в соот- ветствии с предназначением БЛА. Принцип модульности заключается в построении БИ РЭО на основе отдель- ных модулей. Они должны быть унифицированными (взаимозаменяемыми), нара- щиваемыми, легко устанавливаемыми, ремонтопригодными. Это позволит повы- сить удобство эксплуатации и ремонта, обеспечит открытость архитектуры, а зна- чит возможность изменения состава оборудования в многоцелевых комплексах различного назначения, что, в свою очередь, явится непременным условием полу- чения открытости архитектуры, то есть возможности относительно простого осна- щения комплекса новой аппаратурой по мере ее разработки. Применением смен- ных модулей. обеспечивается адаптация БИ РЭО к каждому БЛА и каждой решае- мой задаче. Принцип сетецентричностисостоит вобеспечении возможности применения БЛА, оснащенного БИ РЭО, в сетецентрических системах. Одной из важных особенностей КБЛА является наличие двух подсистем РЭО: «бортовой подсистемы», размещенной на борту БЛА, и «стационарной под- 97 системы», размещенной на «относительно стационарном» пункте управления (ПУ): корабле, авиационном носителе, земле. «Бортовая подсистема» должна включать в свой состав базовую резидент- ную (постоянную, не изменяемую) часть и набор сменных модулей. Исходя из принципа унификации, как отмечено выше, базовая часть должна быть максималь- но унифицируемой. В базовую часть должны войти три основные системы: управ- ления, связи, навигации. Перечень решаемых задач БЛА должны обеспечивать сменные модули: разведки (РЛС, станция РТР, ОЭС); РЭБ (в разных частотных диапазонах и разной мощности); ретрансляции сигналов; оружие; гидроакустическая, магнитометрическая аппаратура обнаружения ПЛ. «Стационарная подсистема» изначально является базовой (постоянной, не изменяемой) и должна включать в свой состав следующие системы: управления, отображения, связи. Бортовая и стационарная системы связи должны обеспечивать помехозащи- щенную радиосвязь и передачу данных между БЛА и пунктом управления. Стационарная система отображения должна обеспечивать интерфейс опера- тора при управлении, контроле БЛА и получении информации от бортовых средств. Бортовая система навигации должна включать в свой состав инерциальную (для обеспечения автономности действий) и спутниковую (для обеспечения необ- ходимой точности местоопределения) подсистемы и будет обеспечивать формиро- вание навигационной информации для управления БЛА. Бортовая и стационарная управляющие системы должны обеспечивать обра- ботку добываемой информации, формирование команд управления полетом и ре- жимами работы БЛА, контроль функционирования аппаратуры. Ввиду существенного влияния на эффективность, представляется необходи- мым обеспечение рационального распределения функций управления между бор- товой и стационарной системами управления КБЛА. Так, повышение возможно- стей бортовой системы управления по обработке добываемой информации снижает нагрузку на систему связи, так как передаваться в этом случае будут уже обрабо- танные данные, сокращает время на принятие решений, но допускает увеличения ошибочных решений. Эти последствия всегда характерны для систем с большим уровнем автономности. Централизация приводит к обратному эффекту. По- видимому, существует оптимум распределения функций обработки информации, причем в различных условиях обстановки и для различных решаемых задач поло- жение оптимума будет меняться. Теперь о функциях непосредственного управления действиями БЛА. Анало- гично, повышение количества и качества решаемых задач бортовой системой управления приводит к тем же последствиям и также подлежит оптимизации. 98 Можно сделать полностью автономный БЛА, который будет решать все задачи са- мостоятельно в автоматическом режиме. Но, несомненно, особенно в условиях противодействия, возрастет количество ошибок в действиях БЛА. Кроме того, сложно запрограммировать все возможные ситуации и варианты изменения обста- новки. В связи с изложенным, представляется важным построение гибкой адаптив- ной системы перераспределения функций управления. Кроме перераспределения функций управления система управления должна иметь возможность формировать подсказки оператору по наиболее целесообразным действиям в складывающейся обстановке, то есть включать в свой состав экспертную систему принятия решении. |