В статье приведена система функций управления элементами перспективного беспилотного вертолетного комплекса радиолокационно-оптического обнаружения и архитектура программного обеспечения, реализующего эту систему.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, радиолокационная станция, программное обеспечение, оптико-электронная аппаратура.
Решение сложной научно-технической задачи разработки перспективного беспилотного вертолетного комплекса (БпВК) радиолокационно-оптического обнаружения (РЛОО) межвидового применения для Вооруженных сил Российской Федерации требует разработки программного обеспечения (ПО), обеспечивающего исполнение необходимых функций управления его элементами. Очевидно, что ПО должно быть разработано для конкретной аппаратуры вычислительных средств (АВС), которая обеспечит высокую надежность функционирования. При выборе и реализации архитектуры АВС необходимо учитывать ряд специфических требований: наличие «горячего резервирования» ее важнейших узлов; исключение «зависания» ПО; исключение многоуровневых коллизий доступа к ресурсам АВС; ограниченное время восстановления работоспособности системы — не более нескольких долей секунды. Эти требования обусловлены необходимостью обеспечения непрерывного управления полетом летательным аппаратом в воздухе.
Архитектура программного обеспечения БпВК РЛОО
БпВК РЛОО предназначен для применения в системе разведывательного обеспечения войск Вооруженных Сил (ВС) [1–2]. Это средство представляет собой единый комплекс, содержащий собственно БпВК РЛОО и мобильный (наземный) пункт управления (МПУ).
Для решения функциональных задач БпВК РЛОО [2] необходимо обеспечить управление его составными частями. Система функций управления может быть структурирована — рисунок 1. ПО БпВК РЛОО состоит из ПО боевой информационно-управляющей системы (БИУС) БпВК и ПО автоматизированной информационно-управляющей системы (АИУС) мобильного пункта управления (МПУ).
В ходе выполнения НИР “Платформа-О”, проводимой в инициативном порядке АО “ЦНИИ “ВОЛНА”, автором статьи была выполнена декомпозиция задачи создания базовых алгоритмов БИУС и АИУС, формализованы задачи разработки отдельных алгоритмов функционирования этих подсистем.
Рис. 1. Программное обеспечение БпВТ РЛОО
БИУС предназначена для боевого управления БпВТ РЛОО на основе объединения комплексов бортового оборудования и авиационного вооружения, автоматизации процессов РЛОО и передачи данных о воздушных, наземных и морских целях в наземный МПУ, боевому использованию авиационных средств поражения.
Подсистема управления и контроля БпВК РЛОО должна обеспечивать:
– ввод полетного задания для БпВК РЛОО;
– управление полетом БпВК РЛОО;
– контроль состояния пилотажно-навигационного комплекса (ПНК);
– управление силовыми установками и контроль их работы;
– управление оборудованием БпЛА общего назначения;
– управление бортовой системой объективного контроля обстановки и регистрации информации;
– обработку первичных данных информационных устройств и формирование информационных блоков по тактической обстановке;
– проведение сеансов тренировки и обучения экипажа МПУ.
Подсистема связи и опознавания государственной принадлежности, устанавливаемая наБпВК РЛОО, должна:
– управлять бортовым комплексом связи и государственного опознавания;
– управлять средствами взаимодействия с системой организации воздушного движения над территорией РФ;
– контролировать действия системы автоматической ориентацией антенн аппаратуры передачи данных по помехозащищенным радиоканалам со скоростью до 32 Мбит/с;
Подсистема разведкиБпВК РЛОО предназначена для:
– управления бортовым комплексом радиоэлектронной разведки и индивидуального противодействия;
– управления комплексом средств целевого разведоборудования.
Подсистема боевого управления БпВК РЛОО должна обеспечивать:
– управление бортовой радиолокационной станцией с активной фазированной антенной решеткой обзорно-прицельного комплекса (ОПЦ);
– управление оптико-электронной станцией;
– управление комплексом авиационного вооружения;
– управление борьбой с воздушными, наземными и морскими целями.
Подсистема обмена информацией обеспечивает:
– обмен информацией между подсистемами по интерфейсам Ethernet 10/100/1000, RS-485 и обмен информацией по радиоканалу c МПУ;
– передачу радиолокационных данных от бортовой радиолокационной станции обзорно-прицельного комплекса на автоматизированное рабочее место оператора МПУ;
– передачу видеоданных от оптико-электронной станции по помехозащищенному радиоканалу на автоматизированное рабочее место оператора МПУ.
– защиту от несанкционированных и некорректных действий операторов МПУ.
Система АИУС МПУ предназначена для автоматизации процессов передвижения и управления боевой деятельностью БпВК РЛОО путем управления полетом, сбора, обработки и наглядного отображения информации об обстановке на автоматизированных рабочих местах операторов, выработки и отображения рекомендаций для оценки обстановки и принятия обоснованных решений по управлению БпВК РЛОО и использованию авиационных средств поражения, а также для управления комплексом авиационного вооружения, выработки и автоматизированного ввода данных в авиационные средства поражения.
АИУС входит в состав МПУ. Архитектура МПУ показана на рисунке 2.
Рис. 2. Архитектура МПУ БпВТ РЛОО
АИУС структурно представляет собой многоуровневую иерархическую систему управления, опирающуюся на совокупность локальных сетей обмена данными. АИУС должна обеспечивать выполнение следующих функций:
– сбор, комплексная обработка и отображение информации о внешней обстановке по данным, поступающим от метеорологического комплекса, радиолокационного и навигационного комплексов;
– определение координат и параметров движений воздушных, морских и наземных целей и выработка данных целеуказания для применения ракетного оружия;
– анализ радиотехнической обстановки с оценкой реализуемых дальностей обнаружения целей;
– выработку рекомендаций по маневрированию БпВК РЛОО для обеспечения использования авиационных средств поражения и осуществления безопасного полета БпВК;
– выработку и отображение рекомендаций по применению авиационных средств поражения;
– управление стрельбой ракетами «воздух-воздух»;
– обеспечение тренировок операторов МПУ;
– осуществление контроля и диагностики состояния системы.
Рис. 3. АИУС БпВТ РЛОО
Состав АИУС показана на рисунке 3. Требования к АВС этой системы столь же «жесткие», как и требования к АВС БпВТ, поскольку эти аппаратные средства совместно обеспечивают выполнение целевой задачи БпВТ РЛОО и только пространственно разнесены.
Поэтому требования высокой надежности функционирования [3, 4], «горячего» резервирования критических систем, быстрого автоматического восстановления работоспособности в случае коллизий ПО в полной мере предъявляются и к системе АИУС.
Заключение
Предложенные варианты архитектур систем БИУС и АИУС являются основой для разработки ПО комплекса БпВК РЛОО. Непосредственному воплощению алгоритмов управления в виде ПО должен предшествовать тщательный анализ последствий возможных отказов, ошибок и коллизий в исполнении отдельных функций этих систем. На основании этого анализа должны быть приняты решения о конкретной реализации аппаратуры вычислительных средств — будь то «системы на кристалле», многопроцессорные системы или системы, преимущественно реализованные на основе программируемых логических структур.
Литература:
1. Мосиенко С. А. Беспилотный вертолетный комплекс радиолокационно-оптического обнаружения межвидового применения // Молодой ученый, 2021. № 5 (347). С. 51–56.
2. Мосиенко С. А. Концепция облика беспилотного вертолетного комплекса радиолокационно-оптического обнаружения межвидового применения // Молодой ученый, 2021. № 8 (350). С. 8–13.
3. Дэвид М. Харрис, Сара Л. Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. Morgan Kaufman, 2013. — 1621 c.
4. Зотов В. Ю. Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем на основе ПЛИС фирмы XILING. — M.: Горячая линия — Телеком, 2006. — 520 с.
