Анализ интеграционных моделей систем вооружения

Введение

Актуальность работы обусловлена тем, что в последние десятилетия все чаще во всех областях происходят инновационные изменения. Военно-промышленный комплекс – не исключение. Современный этап развития науки и техники в ведущих странах мира характеризуется планированием и проведением теоретических и практических работ по наращиванию военного потенциала. Осуществляется проектирование, создание и внедрение в вооруженные силы новых видов вооружения различного назначения, в частности с применением информационных технологий и различных цифровых решений. Приоритетными являются разработки, направленные на создание и улучшение комплексов управляемого ракетного вооружения, автоматизированных и роботизированных боевых систем, бортовых комплексов современных самолетов, вертолетов, кораблей, космических аппаратов.

Основная часть

Разработка оружия нового поколения все чаще заставляет производителей искать интеграционные решения. В законе «О военно-техническом сотрудничестве Российской Федерации с иностранными государствами» определено, что такое сотрудничество относится к деятельности в области международных отношений. Именно внешнеполитическая составляющая играет существенную роль в организации совместного производства оружия [1]. Помимо закона одним из важнейших документов для руководства является Военная доктрина Российской Федерации [2]. Военная доктрина Российской Федерации (далее – Военная доктрина) является одним из основных документов стратегического планирования в Российской Федерации и представляет собой систему официально принятых в государстве взглядов на подготовку к вооруженной защите и вооруженную защиту Российской Федерации. Правовую основу Военной доктрины составляют Конституция Российской Федерации, общепризнанные принципы и нормы международного права и международные договоры Российской Федерации в области обороны, контроля над вооружениями и разоружения, федеральные конституционные законы, федеральные законы, а также нормативные правовые акты Президента Российской Федерации и Правительства Российской Федерации [3]. Реализация Военной доктрины достигается путем централизации государственного управления в военной области и осуществляется в соответствии с федеральным законодательством, нормативными правовыми актами Президента Российской Федерации, Правительства Российской Федерации и федеральных органов исполнительной власти [4].

БИУС – это комплекс электронно-вычислительной аппаратуры, предназначенный для автоматизированной выработки рекомендаций по управлению оружием и маневрированию в целях наиболее эффективного использования боевых и технических возможностей корабля. В его функции входит сбор, обработка и отражение информации; расчет эффективности применения вооружения; целераспределение огневых и технических средств; осуществление боевых и навигационных расчетов. Стремительно совершенствуясь, дав возможность автоматического обмена информацией между кораблями, выдавая командиру рекомендации по применению оружия, БИУС в современном ее виде стала незаменимым помощником в действиях не только отдельных экипажей, но и целых соединений [5].

Настоятельные задачи значительного повышения боевых возможностей, поражающего потенциала надводных кораблей и одновременного уменьшения затрат на их строительство определили необходимость их оснащения интегрированными системами боевого управления (ИСБУ). Это требует выработки принципов организации функционирования и подходов к разработке ИСБУ корабельным оружием, а также уточнения требований к комплексам оружия [6].

ИСБУ объединяет функции боевой информационно-управляющей системы (БИУС) и систем управления всех комплексов оружия, радиотехнических средств и автоматизирует все процессы управления кораблем и вооружением. Она в замкнутом цикле обеспечит решение задач освещения обстановки, принятия решений на поражение целей и их реализацию всеми типами оружия. Обобщенная структура ИСБУ корабля представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Обобщенная система ИСБУ корабля [7]

Состав информационной подсистемы ИСБУ:

- многофункциональный интегрированный радиолокационный комплекс (МФИ РЛК) освещения воздушной и надводной обстановки в верхней полусфере;

- интегрированная система подводного наблюдения на базе набора гидроакустических станций;

- интегрированная система радиоэлектронной разведки;

- средства подавления системы РЭБ (комплекс передатчиков);

- интегрированная система обработки информации и управления в составе модулей совместной обработки информации и управления, синхронизации и обеспечения ЭМС.

В составе МФИ РЛК (см. рисунок 1.2) функционируют интегрированная башенномачтовая конструкция с набором активных и пассивных фазированных антенных решеток (АФАР, ПФАР) и автономными радиоэлектронными системами.

Рисунок 1.2 – Обобщенная структура информационной подсистемы ИСБУ надводного корабля и модулями оптикоэлектронных средств (ОЭС) [8]

МФИ РЛК – многофункциональный интегрированный радиолокационный комплекс; АФАР (ПФАР) – активная (пассивная) фазированная антенная решетка; СУЛ – система управления лучом; ПИ (ВтИ) – первичная (вторичная) информация; ПРЛИ (ВтРЛИ) – первичная (вторичная) радиолокационная информация; РЛИ ГО – радиолокационная информация госопознавания; ВтРТИ – вторичная радиотехническая информация; СУ – система управления; РТО – радиотехническое обнаружение; ОЭС – оптико-электронная система; АРМ – автоматизированное рабочее мест; ЦВ – центральный вычислитель; ЭМС – электромагнитная совместимость; Cl, С2, СЗ – сети.

Задачи информационной подсистемы:

- освещение воздушной, надводной, подводной, радиотехнической обстановки с формированием единой картины целевой обстановки и нумерации целей и объектов;

- информационное обеспечение управления оружием.

Подсистема управления выполняет две группы задач:

- управление использованием корабельного оружия;

- управление мероприятиями и функциями корабля в процессе боевой деятельности.

Исполнительная подсистема обеспечивает предстартовую подготовку, пуск ракет, торпед, противолодочного оружия, управление стрельбой артиллерийских установок (АУ).

Переход к созданию ИСБУ позволит повысить боевые возможности надводных кораблей, особенно малого и среднего водоизмещения, качество управления и эффективность боевого использования оружия, при этом уменьшится количество оборудования, снизится стоимость вооружения и его эксплуатации.

Индивидуальная Интегрированная Боевая Система (Individual Integrated Fighting System, или IIFS) была представлена в 1988 году как возможная замена системы All-Purpose Lightweight Individual Carrying Equipment, или ALICE. IIFS заменяет прежнюю концепцию грузового пояса с поддерживающими плечевыми лямками новой концепцией тактического разгрузочного жилета. IIFS развивалась из проектировавшихся Natick Laboratories разгрузочных жилетов для использования подразделениями боевых пловцов, SEALs, во время войны во Вьетнаме. Концепция грузового жилета предполагает лучшее распределение веса переносимого пехотным автоматчиком снаряжения по его телу, нежели прежняя концепция «пояса и лямок» [9].

Основа системы IIFS – тактический разгрузочный жилет (также известный как Individual Tactical Load-Bearing Vest или ITLBV, Tactical Load-Bearing Vest или TLBV, и Load-Bearing Vest M-1988 или LBV88). В середине 90-х годов прошлого века разгрузочный жилет переработан в контексте решения проблем вентиляции. Система IIFS по настоящее время применяется армией США, готовится ее замена системой MOdular Lightweight Load-Carrying Equipment, или MOLLE, в переводе Модульное Облегченное Снаряжение для Переноски Груза [10].

Система управления является важнейшей частью любого ракетно-космического комплекса. Системы управления ракет-носителей, разгонных блоков и космических аппаратов полностью определяют точность выведения и оптимальное использование энергетических возможностей с учетом заданных ограничений, обеспечивают необходимую маневренность, спуск и посадку космических аппаратов.

Комплекс интегрированных систем боевого управления (Integrated Battlefield Command Systems – IBCS) – комплекс противоракетной обороны. Комплексная система боевого управления Northrop Grumman должна объединить различные средства противоракетной обороны для более эффективного руководства и, в конечном итоге в течение пяти лет, полностью интегрироваться в общую систему управления и контроля объединенных сил. Для выполнения этой задачи он свяжет воедино огромное количество различных средств наблюдения и систем запуска ракет. Система станет «краеугольным камнем» общевойсковых операций, в которых армия должна противостоять противникам во всех сферах боевых действий [11].

IBCS позволит получить значительное преимущество на поле боя за счет комплексной интеграции средств вооружения и наблюдения, а также общей системы управления операциями во всех регионах. Предоставит военнослужащим комплексный огневой потенциал, одновременно повышая уровень понимания ситуации в боевой обстановке, сокращая время принятия решений и повышая защиту от угроз в сложных сценариях комплексных атак (см. рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 – Упрощенная схема армейской командно-контрольной сети IBCS для систем противовоздушной и противоракетной обороны [12]

На сегодняшний день IBCS уже продемонстрировал свои возможности и высокую надежность в ходе тестовой испытаний. К примеру, летом в ходе испытаний она сбила крылатую ракету, в том числе во время атак на РЛС систем радиоэлектронной борьбы, используя при этом данные с множества платформ других систем, включая информацию с самолетов F-35A и противоракетной батареи PAC-3.

Американские стратеги стремятся интегрировать различные рода войск и гетерогенные роботизированные платформы в единый комплекс людей и систем, поддерживающих непрерывные взаимодействия друг с другом и реагирующим на любые изменения единым фронтом. Пилоты американских вертолетов получили возможность управлять ближайшими дронами и даже выпускать бортовые разведывательные аппараты – в ближайшие годы, запускать разведывательные БЛА смогут как пилоты, так и командиры отдельных видов наземной техники.

Дальнейшие итерации роботизации будут направлены на повышение дальности полета, расширение функциональных возможностей и диапазона задач, выполняемых роботами и дронами. Отдельное внимание уделяется шифрованию и защите каналов взаимодействия.

Проанализировав интегрированные системы управления вооружением, можно сделать вывод, что многие страны сейчас стараются все больше внедрять в ОПК различные технологии, которые позволят сокращать время на приятие решений и действовать быстрее и слаженнее различным военным подразделениям.

Открытая архитектура (ОА) – это набор передовых технических и организационных методов, совместно с соответствующей культурой производства, предназначенных для реализации высокоэффективной стратегии жизненного цикла: минимизации совокупной стоимости владения и максимизация боевых возможностей. Открытая архитектура использует открытые стандарты для ключевых интерфейсов в системе. Открытые стандарты – это широко используемые, опубликованные и поддерживаемые признанными отраслевыми стандартизирующими организациями.

Важной целью открытых систем является предоставление возможности компетентному контрагенту для поставки модулей или элементов, соответствующих стандартам, которые могут быть успешно и без особых затруднений интегрированы в рабочую систему по требованиям заказчика. Владелец системы может воспользоваться преимуществами конкурентных предложений различных поставщиков, стремящихся поставлять модули для системы.

Технический базис открытой архитектуры составляет:

- использование открытых стандартов;

- модульное проектирование;

- обеспечение интероперабельности;

- стремление с расширяемости;

- эксплуатация повторного использования;

- обеспечение совместимости в проектных решениях;

- проектирование с обеспечением ремонтопригодности.

В качестве примера успешного применения в ВМС данного принципа можно привести программу «Иджис – открытая архитектура», реализуемая как часть ведущейся программы модернизации крейсеров и эсминцев. В планах этого проекта – переход на единое ядро боевых управляющих систем [13].

Систему вооружения образуют автономные комплексы оружия и радиотехнические средства. Каждый из них включает информационную, управляющую и исполнительную части.

Эффективность управления вооружением в такой структуре существенно может снижаться, ввиду больших работных времен от обнаружения цели до открытия огня.

Это обусловлено многоэтапностью процесса управления:

- обнаружение целей;

- формирование единой картины обстановки;

- анализ и оценка единой картины обстановки;

- выработка решений;

- формирование, выдача целеуказаний (ЦУ) оружию;

- прием ЦУ комплексами оружия;

- допоиск и прием цели на сопровождение;

- выработка данных на стрельбу и поражение целей.

Таким образом, в интеграционной системе вооружения процесс подготовки и использования оружия становится трехэтапным.

- обнаружение целей, формирование единой картины целевой обстановки (информационная функция);

- оценка обстановки, выработка решения на использование оружия (функция управления);

- поражение или воздействие на цели обеспечивают все подсистемы.

Таким образом, в несколько раз уменьшится работное время системы вооружения, как основной фактор повышения ее эффективности.

Рассмотрим основные системные требования, которым должны удовлетворять проектируемые комплексы оружия и радиотехнические средства.

Радиотехнические средства должны:

- иметь функционально завершенные составные части и обеспечивать поставку в неполной комплектации аппаратных средств различного состава;

- использовать унифицированные аппаратные средства интеграционной системы вооружения;

- использовать стандартные интерфейсы интеграционной системы вооружения;

- обеспечивать поставку и использование программного обеспечения составных частей в модуле совместной обработки информации и управления информационной подсистемы интеграционной системы вооружения;

- сопрягаться с модулем синхронизации и обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) информационной подсистемы и функционировать в соответствии с реализуемыми в ней принципами.

Комплексы оружия должны:

- иметь структуру, соответствующую структуре интеграционной системы вооружения и функционально завершенные составные части с возможностью их раздельной поставки;

- использовать унифицированные аппаратные средства интеграционной системы вооружения, стандартные интерфейсы интеграционной системы вооружения и обеспечивать поставку и использование программного обеспечения системы управления и информационных средств в составе управляющей и информационной подсистем интеграционной системы вооружения;

- обеспечивать интеграцию стрельбовых РЛС в состав информационной подсистемы интеграционной системы вооружения в соответствии с требованиями для РЛС обнаружения, а также возможность введения дополнительных режимов работы для обеспечения стрельбы другим оружием корабля.

Переход к созданию интеграционной системы вооружения позволит повысить боевые возможности, качество управления и эффективность боевого использования оружия, при этом уменьшится количество оборудования, снизится стоимость вооружения и его эксплуатации.

Такой подход потребует пересмотра организации управления стрельбой в связи с использованием комплексов оружия, не имеющих собственных систем управления и информационных средств. Актуальность предлагаемых изменений очевидна в сложившейся военно-политической обстановке при ограниченных экономических возможностях страны.