Системы управления, связи и безопасности 2. 2017 Systems of Control, Communication and Security
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
Системы управления, связи и безопасности №2. 2017 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2017-02/03-Smirnov.pdf 69 УДК 623.465 Анализ способов и средств управления авиацией с авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения Смирнов С. В. Актуальность. В настоящее времясуществует определенная вероятность применения Воз- душно-космических сил России за пределами ее территории. Основной задачей при этом является организация управления авиацией при отсутствии наземных пунктов управления. В этом случае для управления авиацией используется воздушный пункт управления который представляет собой авиа- ционный комплекс радиолокационного дозора и наведения (АК РЛДН). Целью работы является ана- лиз способов и средств управления авиацией с АК РЛДН, а также формирование предложений по перспективам развития такой системы управления. Результаты и их новизна. Элементом новизны работы являются выявленные общие подходы к управлению, методам наведения и средствам управ- ления авиации с АК РЛДН. В частности, анализ показал следующее. Современным трендом в разви- тии АК РЛДН является управление не только пилотируемой авиацией, но и беспилотными лета- тельными аппаратами (БПЛА). Причем для управления БПЛА характерно решение нового класса задач, связанных с управлением ими на основе принципа «интеллектуального роя», а также при по- луавтономном и автономном управлении. Кроме решения задач управления актуальным направлени- ем исследований является разработка высокосвязных сетей радиосвязи, которые бы использовались для реализации сетецентрического управления с АК РЛДН и обладали повышенной устойчивость при применении противником средств радиоэлектронного подавления. Практическая значимость. Представленный анализ будет полезен техническим и военным специалистам для обоснования новых способов боевого применения авиации с АК РЛДН за пределами территории России, а также для обоснования новых технических систем управления и связи в составе АК РЛДН. Ключевые слова: система управления, авиация, БПЛА, система связи, командная радиолиния управления, авиационный комплекс радиолокационного дозора и наведения, сеть воздушной радиосвя- зи. Введение Современная политическая обстановка отличается неопределенностью и высокой вероятностью применения Воздушно-космических сил (ВКС) в инте- ресах обеспечения геополитических интересов России и ее союзников за при- делами территории РФ. Вместе с тем такое боевое применение авиации сопря- жено с определенной сложностью, а именно – отсутствие наземной инфра- структуры обеспечивающей поле управления авиацией. В этом случае основ- ным способом управления авиацией является использование воздушных пунк- тов управления (ПУ) на основе авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения (АК РЛДН). Вышесказанное подтверждает опыт использо- вания АК РЛДН А-50 в Сирии при проведении там операции ВКС России. Библиографическая ссылка на статью: Смирнов С. В. Анализ способов и средств управления авиацией с авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения // Системы управления, связи и безопасности. 2017. № 2. С. 69-100. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2017-02/03-Smirnov.pdf Reference for citation: Smirnov S. V. The Analysis of Ways and Means to Control the Aircrafts from AWACS. Systems of Control, Communication and Security, 2017, no. 2, pp. 69-100. Available at: http://sccs.intelgr.com/archive/2017-02/03-Smirnov.pdf Системы управления, связи и безопасности №2. 2017 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2017-02/03-Smirnov.pdf 70 Целью статьи является анализ основных режимов, способов и технологий управления авиацией с АК РЛДН. Данный анализ проводится в интересах по- иска путей дальнейшего совершенствования способов и технических средств управления авиацией, особенно при ее действиях за пределами России. Ввиду большого объема материала он был декомпозирован на несколько подразделов: - режимы работы авиационных комплексов радиолокационного дозора и наведения нового поколения; - управление авиацией при наведении ее на воздушные цели; - управление авиацией при наведении ее на наземные цели; - система командного наведения АК РЛДН и его роль при организации одиночных и групповых действий авиации; - методы наведения, используемые в АК РЛДН для управления авиаци- ей; - управление БПЛА с АК РЛДН; - особенности управления группой БПЛА с АК РЛДН; - иерархическое управление группой БПЛА; - децентрализованное сетецентрическое управление группой БПЛА; - проблемные вопросы информационного обеспечения групповых дей- ствий БПЛА; - командная радиолиния управления – как основное средство управле- ния авиацией с АК РЛДН; - перспективные направления совершенствования командных радиоли- ний управления авиацией. Режимы работы авиационных комплексов радиолокационного дозора и наведения нового поколения Как показывает анализ современных работ в области организации боево- го управления авиацией [1–3], существует два основных способа управления: 1) управление с наземного пункта управления (ПУ); 2) управление с воздушного ПУ. При этом управление с наземных ПУ осуществляется при наличии раз- вернутой наземной инфраструктуры управления, как правило, на территории России или дружественных стран. При необходимости проведения военных операций в других странах, в которых наземная инфраструктура управления отсутствует, основным способом управления авиацией становится управление с воздушного ПУ. В качестве такого воздушного ПУ традиционно используется авиационный комплекс радиолокационного дозора и наведения (АК РЛДН) – рис. 1. Современный АК РЛДН осуществляет управление летательными аппара- тами различных классов в процессе полета по маршруту, наведение на воздуш- ные и наземные цели, а также управление сопрягаемыми комплексами анало- гичного типа, беспилотными летательными аппаратами (БПЛА), самолетами- ретрансляторами, топливозаправщиками и т. д. Эта специфика обусловливает Системы управления, связи и безопасности №2. 2017 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2017-02/03-Smirnov.pdf 71 необходимость использовать в АК РЛДН две группы режимов, которые услов- но можно классифицировать как: - «воздух-воздух»; - «воздух-поверхность». Воздушный эшелон Наземный эшелон АК РЛДН ( воздушный ПУ ) Наземный ПУ Рис. 1. Использование АК РЛДН для управления авиацией Режимы, включенные в группы «воздух – воздух» и «воздух – поверх- ность» [3, 4]: - обнаружение – позволяет получить данные о воздушной и наземной обстановке, выполнить государственное опознавание по критерию «свой – чужой»; - сопровождение – ранжирование целей по степени их важности и фор- мирование оценок координат их состояния, используемых для форми- рования управления наводимыми ЛА и БПЛА; - управление ЛА в рамках решаемых оперативных и тактических задач. Основными преимуществами АК РЛДН по сравнению с наземными АСУ управления боевой авиации являются его потенциально высокие характеристи- ки обнаружения малоразмерных и маловысотных воздушных, наземных и мор- ских целей и возможность оперативного создания адаптивно перемещаемых в заданных областях пространства подвижных полей информации и управления. Вследствие этого АК РЛДН имеет определенные преимущества перед назем- ными ПУ по обеспечиваемым рубежам ввода в бой самолетов, особенно на предельно малых высотах. Важнейшие задачи АК РЛДН — информационное обеспечение боевых действий и управление ЛА, среди которых, прежде всего, нужно выделить за- дачи, условно объединенные в группы работы по воздушным целям, наземным объектам и с сопрягаемыми летательными аппаратами. При этом под сопрягае- мыми ЛА понимают истребители прикрытия, ведомые АК РЛДН, самолеты- заправщики, ретрансляторы воздушного базирования и т. д. Системы управления, связи и безопасности №2. 2017 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2017-02/03-Smirnov.pdf 72 Управление авиацией при наведении ее на воздушные цели Для управления наведением авиации на воздушные цели в АК РЛДН за- кладывается совокупность алгоритмов, реализующих методы наведения управ- ляемых ЛА. Из этих методов можно выделить как традиционные методы [1, 3] погони, маневра и перехвата, так и некоторые новые. Методы наведения групп ЛА реализуются посредством управления ЛА командиров групп, которые взаимодействуют с ведомыми ЛА группы посред- ством телекодовой связи [1]. Методы наведения сверхманевренных и гиперзву- ковых ЛА (ГЗЛА) – это набор новых методов, в которых, учитываются относи- тельное ускорение целей и наводимых ЛА [5]. Такой учет потребует использо- вания в информационных режимах бортовых радиолокационных станций (БРЛС) и оптико-электронных системах (ОЭС) алгоритмов обнаружения ма- невров и оценивания вторых производных отслеживаемых координат. Кроме того, необходимость надежного сопровождения ГЗЛА приводят к необходимо- сти принятия мер по расширению диапазона скоростей и ускорений, более устойчивой работы систем сопровождения целей и уменьшению временных ин- тервалов обращения к ним. Использование методов управления повышенной скрытности обусловле- но требованиями повышения боевой эффективности и живучести. Для решения задач скрытого управления могут быть использованы различные приемы как однопозиционного, так и многопозиционного наведения с применением полу- активных и пассивных режимов работы систем радиосвязи. Кроме того, могут быть использованы и специальные приемы повышения скрытности передачи команд управления на наводимые ЛА. Существенное возрастание номенклатуры воздушных радиоизлучающих целей, включая постановщики помех в виде специализированных авиационных комплексов РЭБ [6], предопределяют необходимость использования в АК РЛДН специальных методов наведения на воздушные источники радиоиз- лучений (ИРИ), учитывающих особенности их перемещения в пространстве. Следует отметить, что при перехвате движущихся ИРИ могут быть использова- ны как однопозиционные, так и многопозиционные системы наведения. Одна- ко, для всеракурсного перехвата движущихся воздушных объектов необходимо иметь достаточно точные оценки дальности и скорости, что является непростой задачей в условиях, когда в пассивном режиме измеряются только угловые ко- ординаты ИРИ. Использование однопозиционных приемов наведения требует выполнения достаточно длительного маневра наводимого самолета и не позво- ляет получить высокую точность оценивания дальности и скорости. Более эф- фективным является использование методов многопозиционного (как правило, двухпозиционного) наведения, дающих возможность практически мгновенно сформировать более точные оценки дальности и скорости. Необходимо отме- тить, что для повышения точности оценивания дальности и скорости один или оба носителя должны выполнять специальный маневр [3]. Методы траекторного управления наблюдением направлены не только на решение основных задач перехвата, но и на получение траекторий, обеспечи- Системы управления, связи и безопасности №2. 2017 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2017-02/03-Smirnov.pdf 73 вающих наилучшие условия для функционирования информационных систем. Это позволяет улучшить показатели эффективности системы наведения АК РЛДН практически без улучшения тактических и технических показателей БРЛС и ОЭС. Следует отметить, что использование методов многопозиционно- го наведения, давая существенное улучшение показателей эффективности, жи- вучести и информативности, приводит к значительному усложнению алгорит- мов управления. Это усложнение обусловлено появлением еще одного более высокого иерархического управленческого уровня, а также усложнением про- цедур взаимной синхронизации и обмена информацией. Кроме того, использо- вание многопозиционных систем наведения приводит к значительному ухуд- шению показателей экономичности, поскольку требует, как минимум, удвоен- ного расхода топлива и ресурса носителей и информационных систем. Как показал опыт боевого применения авиации в локальных войнах [7] при управлении авиацией необходимо учитывать зоны барражирования истре- бительной авиации противника, зоны его противовоздушной обороны (ПВО) и применения им средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Одним из способов устранения данных угроз является использование метода обхода зон тактиче- ского превосходства противника. Суть этого метода состоит в заблаговремен- ном обходе областей пространства, в которых ЛА могут быть обнаружены средствами противника, превосходящего по летно-техническим характеристи- кам самолетов или оружия. Следует подчеркнуть, что для использования этого приема необходимо иметь неизлучающие пассивные средства обнаружения большой дальности и достоверные алгоритмы идентификации обнаруженных целей, вплоть до их типа [3]. Спецификой методов наведения ЛА на групповые цели является необхо- димость получения информации о пространственных размерах группы. При наличии такой информации наведение самолетов осуществляется на головную часть группы, а наведение средств поражения – на геометрический или энерге- тический центр группы. Для высокоточного индивидуального наведения ис- пользуется траекторное управление наблюдением, обеспечивающего разреше- ние целей в плотной группе [8]. Перспективным, но достаточно сложным приемом повышения эффектив- ности наведения является использование метода смешанного наведения, бази- рующегося как на командах, поступающих от АК РЛДН, так и на сигналах управления, формируемых на самом наводимом самолете с использованием своих информационных средств. Сложность такого приема состоит в необхо- димости применения универсального метода наведения, инвариантного к про- странственному положению источников информации. Управление авиацией при наведении ее на наземные цели Система наведения на наземные цели реализованная в АК РЛДН пред- ставляет совокупность методов управления ЛА в процессе их наведения на наземные объекты. В общем случае наводимыми ЛА могут быть самолеты- Системы управления, связи и безопасности №2. 2017 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2017-02/03-Smirnov.pdf 74 штурмовики, фронтовые и дальние бомбардировщики и многофункциональные истребители при работе по наземным целям, а также ударные БПЛА [9]. Управление этими ЛА осуществляется в процессе их полета по маршруту в район цели и далее непосредственно в область применения средств пораже- ния. При управлении ЛА на маршруте используются в основном смешанные методы. Суть этих методов состоит в том, что в процессе полета команды управления формируются на самих ЛА в соответствии с тем или иным методом автономного наведения. Из этих методов получили наибольшее распростране- ние – маршрутный, курсовой и путевой [10]. Маршрутный метод наведения выполняется по жестко фиксированной траектории полета, намечаемой заранее до полета. Управление при этом способе сводится к регистрации отклонений от программной траектории и их устранению. Суть курсового метода состоит в совмещении продольной оси наводимого ЛА с направлением на цель. При ис- пользовании путевого метода с направлением на цель совмещается вектор пу- тевой скорости управляемого самолета. Управляющая роль АК РЛДН как воздушного пункта управления сводит- ся к периодической передаче на борт, наводимых ЛА, корректирующих команд или передаче команд на изменение маршрута при наведении на новые цели или при выявлении опасных зон, обусловленных обнаружением систем ПВО про- тивника. Необходимо отметить, что появление высокоскоростных надводных и наземных целей (суда на воздушной подушке, катера, автомобили на автобанах, высокоскоростные поезда) предопределяет использование более сложных зако- нов наведения, практически не отличающихся от методов наведения на воз- душные цели. Отдельный специфический режим управления АК РЛДН ракетами боль- шой дальности основан на формировании для этих ракет команд радиокоррек- ции, особенно при их наведении на движущиеся корабли. Следует отметить, что команды радиокоррекции для таких ракет могут передаваться через управ- ляемый ЛА и на этапе его самонаведения, при котором, как правило, использу- ются разновидности метода последовательных упреждений [3]. При этом мето- де в процессе формирования сигналов управления используются взвешенные ошибки наведения по бортовым пеленгам цели и угловой скорости линии визи- рования. Последнее позволяет учесть влияние бокового ветра и движение цели. Процедура передачи команд с АК РЛДН на борт самонаводящегося бом- бардировщика особенно актуальна в условиях применения против его БРЛС ак- тивных помех [3, 6]. Методы наведения групп ударных самолетов, как и при наведении на воздушные цели, сводятся к управлению самолетом командира группы. Спецификой управления ударными БПЛА является передача на их борт команд целеуказания информационным системам, а также контроль правильно- сти «захвата» ими нужной цели. Это дает возможность по полученному от них на борт АК РЛДН телевизионному или радиолокационному изображению цели сформировать и передать на борт БПЛА команды управления. В наиболее про- Системы управления, связи и безопасности №2. 2017 Systems of Control, Communication and Security |