страница 10. Сборник тезисов докладов
 Скачать 3.87 Mb.
|
|
СПОСОБ ПРИЦЕЛИВАНИЯ ПРИ СТРЕЛЬБЕ ИЗ ПУШКИ ПО МАНЕВРИРУЮЩЕЙ ВОЗДУШНОЙ ЦЕЛИ А.М. Асташов, В.И. Голосин, В.Ю.Смирнов, Э.Ю.Талатин, В.Д. Шиян (ФГУП «ГосНИИАС) На современных самолётах используют способ прицеливания с независимым управлением визирной линией «НЕСИНХРОННАЯ СТРЕЛЬБА» [1, 2]. Данный способ требует углового сопровождения воздушной цели и измерения дальности до неё. При отсутствии замеров дальности используется способ прицеливания «ПРОГНОЗ-ДОРОЖКА» [2]. В ходе атаки возможна ситуация, когда цель сопровождается по углам, но замеры дальности отсутствуют. Способ «ПРОГНОЗ-ДОРОЖКА» не использует измеренные угловые координаты для повышения точности стрельбы при сопровождении цели. Кроме того, он не позволяет автоматизировать процесс прицеливания. Рассматривается новый способ прицеливания «ШАМПУР» [3], при котором на ИЛС индицируют прогнозируемую трассу снарядов и визирное кольцо, определяющее направление на сопровождаемую цель. Причём диаметр кольца задают равным угловому размеру размаха крыльев цели для той дальности, для которой продольная угловая координата индицируемой трассы снарядов равна текущей продольной угловой координате сопровождаемой цели. При прицеливании манёвром самолёта перемещают видимую цель и визирное кольцо по индицируемой на ИЛС прогнозируемой трассе снарядов и при касании концов крыльев цели обрамляющего визирного кольца открывают огонь. В ходе атаки возможна ситуация, когда цель сопровождается по углам, но замеры дальности отсутствуют некоторое время, а затем появляются вновь. И так повторяется случайным образом. Это вызывает переходы со способа прицеливания «ШАМПУР» на способ прицеливания «НЕСИНХРОННАЯ СТРЕЛЬБА» и обратно. Поскольку индикация на ИЛС для этих способов отличается существенно, то такие скачки раздражают летчика и затрудняют прицеливание. 51 Использование предлагаемого способа позволяет облегчить процесс и повысить точность прицеливания при случайном переключении с «полного приборного обеспечения» на «неполное приборное обеспечение» и обратно путем гармонизации индикации на ИЛС способов прицеливания «НЕСИНХРОННАЯ СТРЕЛЬБА» и «ШАМПУР». При случайном пропадании достоверных замеров дальности не происходит кардинальная смена индикации на ИЛС, исчезает лишь метка текущей дальности, которая появляется вновь при возобновлении измерений. Функционирование описанного выше алгоритма исследовалось в стендово-имитационной среде с человеком-оператором в контуре управления, включающем математические модели самолёта с органами управления и индикации, САУ и прицельно-навигационного комплекса [4, 5] Проведённое моделирование показало, что разработанный алгоритм функционирует удовлетворительно, обеспечивая необходимую точность прицеливания. ЛИТЕРАТУРА 1. Позняков П.В., Флорковская Е.М., Шиян В.Д., Калинин В.В., Годунов В.И. Авторское свидетельство №264053, 1988. 2. «Самолёт Су-27К». Руководство по лётной эксплуатации. Издание ВВИА им. Жуковского, 2004. 3. Способ прицеливания при стрельбе из пушки по маневрирующей воздушной цели. В. Д. Шиян. Патент на изобретение RU 2707325 C1, 2019. 4. Методы математического моделирования и стендовой отработки ФПО БП. Альмяшев И.З., Асташов А.М., Калинин В.В., Карасёв В.В., Смирнов В.Ю., Шиян В.Д. Сборник аннотаций докладов юбилейной Всероссийской научно-технической конференции «Моделирование авиационных систем». ФГУП «ГосНИИАС», 2011. 5. Метод виртуального прототипирования в разработке перспективных авиационных комплексов. Альмяшев И.З., Карасёв В.В., Смирнов, В.Ю., Титков С.С., Федосеев Е.П. Сборник докладов юбилейной Всероссийской научно-технической конференции «Авиационные системы в ХХI веке». ФГУП «ГосНИИАС», 2006. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АСП НА ВЕРТОЛЕТАХ М.А.Горобинский, С.Г.Хохлов (ФГУП «ГосНИИАС») 52 Одним из направлений развития вертолётов является совершенствование алгоритмов обеспечения безопасности применения авиационных средств поражения (АСП). В самых ранних реализациях задача обеспечения безопасности применения АСП решалась заданием минимальной дальности стрельбы или минимальной высоты бомбометания для выбранного вида АСП, по достижению которых летчик должен был совершить заранее запланированный маневр. Значения дальностей и высот, а также тип маневрирования заранее оговаривались в полетном задании. Современные алгоритмы осуществляют в режиме реального времени расчет минимальной безопасной высоты превышения над целью/дальности до цели при применении неуправляемых и управляемых АСП с формированием сообщений, предупреждающих об опасности. Современные алгоритмы обеспечения безопасности применения АСП: не учитывают данные о зонах разлета осколков ранее выпущенных средств поражения; не формируют подсказки летчику о направлении и типе маневра после пуска АСП. В статье рассматриваются вопросы модернизации способов решения задачи обеспечения безопасности применения АСП путем формирования предупреждающих сигналов о возможном попадании вертолета в зону разлета осколков применяемых АСП с учетом ранее выпущенных АСП, а также формирования сообщений, предупреждающих об опасности, и подсказок о направлении и типе рекомендуемого маневра увода вертолета из зоны поражения собственных АСП в горизонтальной или вертикальной плоскости. МОДЕЛИ САМОЛЕТОВ ПРОТИВНИКА С ИМИТАЦИЕЙ ИХ СРЕДСТВ БРЭО В.И.Голосин, В.В.Карасев, В.Ю.Смирнов, Э.Ю.Талатин (ФГУП "ГосНИИАС") Комплекс виртуального прототипирования (КВП) [1] комплексов бортового радиоэлектронного оборудования и интеллектуального программного обеспечения бортовой информационно-управляющей системы боевых самолетов используется в настоящее время для отработки функционального программного обеспечения (ФПО) перспективного самолета [2]. Программно-аппаратный имитатор авиационного комплекса содержит имитатор ИУП (органы управления и модели индикаторов : МФИ, ШКАИ, МФПИ, ПВИ) и программу визуализации закабинного пространства. 53 Основная программа ПАИ авиационного комплекса включает в себя, в частности, модель БЦВМ, содержащую ФПО. Кроме того, для отработки групповых действий разработаны дополнительные упрощенные рабочие места, на одном ПК каждое, находящиеся под ручным управлением оператора. Учет противодействия противника важен с точки зрения отработки ФПО БП, особенно в режимах обороны. Противник может оказывать противодействие маневренное, радиоэлектронное, или огневое (пуск ракет). Моделирование в условиях противодействия противника на комплексе виртуального прототипирования может быть организовано несколькими способами: – при наличии рабочих мест, для отработки групповых действий, они могут быть назначены самолетами противника и функционировать под управлением оператора, оказывая все вышеперечисленные виды противодействия; – модели самолетов противника могут функционировать в автоматическом режиме с интерактивным по командам оператора с применением тех или иных видов противодействия; В докладе рассматривается второй вариант. Приводится состав моделей самолетов противника, допущения в моделях его информационных систем и в моделях ракет. Приводится вид приложения, обеспечивающего интерактивное управление оператором включения алгоритмов маневренного и огневого противодействия противника. ЛИТЕРАТУРА 1.Альмяшев И.З., Карасёв В.В., Смирнов В.Ю., Титков С.С., Федосеев Е.П. Метод виртуального прототипирования в разработке перспективных авиационных комплексов. «Вестник авиации и космонавтики,№5», 2006г. г.Москва 2. Альмяшев И.З., Асташов А.М., Калинин В.В., Карасёв В.В., Смирнов В.Ю., Шиян В.Д. Методы математического моделирования и стендовой отработки ФПО БП. Юбилейная Всероссийская научно-техническая конференция. «Моделирование авиационных систем», сборник докладов, том Москва 12-14 апреля 2011 года, ФГУП «ГосНИИАС», г.Москва 54 ПРОБЛЕМЫ ВЕРИФИКАЦИИ БОРТОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ САМОЛЕТОВ ОПЕРАТИВНО-ТАКТИЧЕСКОЙ АВИАЦИИ М.А.Охотников, А.И. Зберя (ФГУП «ГосНИИАС») Интенсивному развитию вооружений и военной техники последних десятилетий в немалой степени способствовало развитие электронных и компьютерных технологий, обеспечивающих решение сложных функциональных задач, стоящих перед информационно-управляющими комплексами (ИУК) в целом и бортовыми вычислительными системами в частности. В связи с этим возникает проблема верификации бортового ПО для повышения его качества, надежности и сокращения сроков разработки. Различные аспекты этой проблемы рассматривались в более ранних публикациях [1, 2, 3]. Тема доклада непосредственно касается таких аспектов этой проблемы, как: - развитие концепций создания и применения методики модульного тестирования бортового ПО, как одного из начальных этапов верификации, на базе отечественных и зарубежных стандартов [4, 5, 6]; - совершенствование инструментальных средств автоматизированного тестирования и отладки бортового ПО на базе интерпретаторов (эмуляторов) БЦВМ [7]. В докладе рассмотрены вопросы модульного тестирования бортового ПО и место процесса тестирования в ЖЦ современных ПС АК. Показаны преимущества реализации средств тестирования модулей на базе программного эмулятора процессора БЦВМ по сравнению с реализацией на реальной БЦВМ; - применение методов теории надежности программ для количественной оценки уровня надежности и качества бортового ПО [8]. В докладе рассмотрены основные понятия, определения и показатели метрик качества и надежности программных средств (ПС). Рассмотрены аналитические и экспериментальные методы оценки качества и надежности ПС и применение метрик оценки сложности программ для количественной оценки сложности тестирования бортового ПО; - совершенствование и унификация методики тестирования бортового ПО на базе существующих отечественных и государственных стандартов тестирования и разработки с целью улучшения возможностей сертификации бортового ПО. ЛИТЕРАТУРА 1. Желтов С.Ю., Зайцев А.В., Охотников М.А., Стефанов В.А. Сертификация программного обеспечения – современное состояние и вектор развития. М: «Фазотрон», №1(23), 2014. 55 2. Охотников М.А. Автоматизация структурного тестирования модулей бортового функционального программного обеспечения. 2-я Всероссийская научно-техническая конференция «Навигация, наведение и управление летательными аппаратами». Тезисы докладов, Москва-Раменское, РПКБ, 2015г. 3. Охотников М.А., Ромашкова О.В. Проблемы верификации программного обеспечения бортовых цифровых вычислительных систем летательных аппаратов. 3-я Всероссийская научно-техническая конференция «Навигация, наведение и управление летательными аппаратами» Тезисы докладов, Москва-Раменское, РПКБ, 2017г. 4. ГОСТ Р 51904-2002 «Программное обеспечение встроенных систем. Общие требования к разработке и документированию». 5. ГОСТ РВ 0019-001-2006 «Программное обеспечение встроенных систем. Требования к содержанию и оформлению документов». 6. DO-178/C 7. Охотников М.А. Разработка и применение методов программного моделирования архитектур БЦВМ перспективных ЛА для повышения уровня надежности отрабатываемого ПО. Юбилейная Всероссийская научно- техническая конференция «Моделирование Авиационных Систем». Тезисы докладов, Москва, ГосНИИАС, 2011г. 8. Липаев В.В. Надежность программных средств. М.: СИНТЕГ, 1998. МОДЕЛЬ МНОЖЕСТВЕННОЙ РЕГРЕССИИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА КАК ПОКАЗАТЕЛЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ОПЕРАТОРА ДИНАМИЧЕСКОЙ ЧМС П.С.Сизов, О.С. Титков (ФГУП «ГосНИИАС») Н.С.Матухнова (ФГБОУ «МГУ») Предлагаемая модель множественной регрессии предназначена для анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) в качестве показателя психофизиологической напряженности (ПФН) оператора динамической ЧМС. Задача рассматривается применительно к авиационным системам, управляемым оператором-пилотом. В качестве экспериментальной базы при проведении исследований ПФН оператора используется КПМ-В, программное обеспечение которого и широкоугольная система реалистичной визуализации закабинного пространства позволяет исследовать проблему при реализации широкого круга полетных заданий в различных тактических ситуациях, МУ и времени суток. [1] Для мониторинга организма оператора в функциональную структуру КПМ-В интегрированы датчики объективного контроля состояния организма 56 оператора в виде контактного умного IT-гаджета-трекера и удаленных ИК- камеры для фиксации изменений температурных полей лица человека и видеокамеры для фиксации изменений рабочих поз. Такие датчики обеспечивают данные, необходимые для многофакторного анализа ПФН оператора при выполнении различных полетных заданий на КПМ-В. Предлагаемая модель множественной регрессии позволяет проводить анализ ВСР в качестве наиболее значимого показателя ПФН оператора. В модели используются временные и спектральные параметры сердечного ритма, позволяющие судить об функционировании сердечно- сосудистой системы в разных диапазонах частотного спектра, рекомендованных Европейской и Североамериканской кардиологической Ассоциацией [2], а также индекс напряженности оператора, предложенный Р.М. Баевским [3]. Особенностью модели является использование: 1) динамических статистических переменных во времени рабочих параметров сердца в качестве факторов влияния и индекса напряженности в качестве результирующего зависимого фактора с процедурой их квантирования с периодом, соответствующим значимой частоте сердечного ритма: 2) Выборок из рядов динамики в виде квантованных кластеров с возможностью изменений периодов квантования с целью акцентировать внимание на характерных на данный момент времени спектральных диапазонах сердечного ритма. В модели в качестве факторов влияния выбраны параметры сердечного ритма: СКО R-R интервалов SDNN (мс), мощности VLF (мс 2 ), LF (мс 2 ), HF (мс 2 ), соответствующие сверхдлинному, длинному и короткому диапазонам ВСР, отношение мощностей и общая мощность TP (мс 2 ). В качестве зависимого параметра выбран индекс напряженности ИН (усл. единиц). Модель позволяет анализировать непериодические случайные факторы воздействия, проявляющиеся в особых случаях полета и на ответственных его режимах, вызывающих у оператора стрессовые состояния. Более того, в процессе «полета» оператору будут предлагаться нагрузочные тесты и, в том числе, когнитивного плана в виде струп-теста. В качестве референсных в анализе полученных данных мониторинга будут использованы фоновые показатели СР каждого оператора, снимаемые в спокойном состоянии перед экспериментом, а также оценочные показатели практически здоровых людей – стандарты, которые можно найти в соответствующей литературе и которые будут использованы для оценок нахождения параметра относительно границ допустимого коридора, чтобы учесть особенности организма конкретного оператора. 57 Предлагаемая модель представляется в стандартной принятой в математической статистике форме и ее решение достигается общепринятыми методами и технологиями, в которых учитываются отмеченные выше особенности объекта исследований – вариабельности сердечного ритма. [4] Регрессионный анализ показателей ВСР в каждых конкретных полетных заданиях позволяет исследовать корреляционные связи в располагаемых выборках с применением эконометрических законов с тем, чтобы выявить степень влияния каждого конкретного фактора на зависимую, переменную и использовать полученную информацию для оказания конкретной поддержки деятельности оператора-пилота. В настоящее время ведутся настройки начальной версии ТА1. Работа выполняется при поддержке РФФИ (проект № 20-08-00915) ЛИТЕРАТУРА 1. КПМ-В – руководство по технической эксплуатации. АО «ЦНТУ «Динамика». 2010. 2. Heart rate Variability, Standart of Measurement. Physiological interpretation and clinical use. Task at the European Society of Electrophysiology // European heart journal. 1996. V. 17. P. 354 3. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математичекий анализ измерений сердечного ритма при стрессах. М: Наука. 1984. с. 221 4. Коуэлл Ф. Макроэкононмика. Принципы и анализ. Учебник// (пер. с англ). М.: изд-во «Дело» АНХ. 2011 ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ САМОНАВЕДЕНИЯ ПРИ ПОЛУНАТУРНОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ Г.Г. Себряков (ФГУП «ГосНИИАС») М.С. Сергеев (ПАО «Ил») Рассмотрение пути повышения точности и достоверности оценки эффективности управляемых ракет класса «воздух-воздух» в условиях создания помех головкам самонаведения с использованием полунатурного моделирования. В настоящее время хорошо проработаны и широко применяются методы полунатурного моделирования (ПНМ) наведения УР, базирующиеся на использовании динамических стендов (рис.1), где основные элементы схемы: И СиП – имитатор сигналов и помех, ДС – динамический стенд, ГСН – головка самонаведения, СО – система обработки, ПНМ УР – полунатурная модель управляемой ракеты. 58 Рис. 1. Структурная схема ПНМ с использованием динамического стенда. Рис. 2. Структурная схема ПНМ с использованием ЛЛ. Другое направлений полунатурного моделирования наведения УР предусматривает использование в стохастических моделях баз данных (БД) об угловых ошибках следящих измерителей, зарегистрированных в летных экспериментах (ЛЭ) на летающей лаборатории (ЛЛ) [1]. Это направление позволяет с одной стороны включить в схему моделирования ГСН в условиях создания реальных помех, а с другой стороны практически не ограничивает число реализаций выполнения циклов ПНМ, что обеспечивает повышение достоверности результатов моделирования (рис. 2). Основные элементы схемы на рис.2 : ЛА – летательный аппарат, КРЭБ – комплекс радиоэлектронной борьбы, СР – система регистрации, СФБД – система формирования базы данных, СПМО ПНМ – специальное программно-математическое обеспечение полунатурной модели. Преимущества данной схемы заключаются в использовании реальных сигналов и помех, а также в отсутствии ограничений на число реализаций циклов моделирования. Летные эксперименты планируют с учетом алгоритмов функционирования средств создания помех ГСН. К летным экспериментам привлекается ЛЛ, на которой размещена измерительная ГСН и средства «опорных» (не подверженных помехам) измерений с учетом особенностей выполнения ЛЭ, проводимых для получения БД об угловых ошибках. Статистическое моделирование может проводиться с помощью различных алгоритмов применения БД об угловых ошибках для генерирования случайных возмущений на выходе следящих измерителей. Алгоритмы полунатурного статистического моделирования наведения УР определяют порядок извлечения из БД информации об угловых ошибках слежения за целью. Данная информация используется при воспроизведении выходных сигналов ГСН. Выбор одного из алгоритмов проводится с использованием количественной оценки влияния погрешностей определения ФК с помощью 59 различных алгоритмов на результаты полунатурного статистического моделирования [2]. Таким образом, основными путями повышение точности и достоверности оценки эффективности следящих измерителей систем самонаведения управляемых ракет в условиях создания помех головкам самонаведения являются: - включение в контур моделирования головок самонаведения, задействованных в летных экспериментах с созданием реальных помех; - применение алгоритмов статистического моделирования с извлечением из баз данных информации об угловых ошибках, зарегистрированных в условиях создания помех во время летного эксперимента. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант РФФИ № 20-08-00613). ЛИТЕРАТУРА 1. Патент РФ 2137193 Способ проведения натурно-модельных испытаний радиоэлектронных систем, Шустов Л.Н., Шабатура Ю.М., Добыкин В.Д., Шапкин Ф.А., 1999г. 2. Сергеев М.С. Алгоритмы полунатурного моделирования с использованием полученной в летных экспериментах информации от головок самонаведения. Труды ГосНИИАС. Серия: Вопросы авионики. 2020. № 3 (41). С. 25-34. |