БОЕВАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ ВНЕШНЕЙ ОБСТАНОВКИ. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ. В. С. Кичёв
1 БОЕВАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ ВНЕШНЕЙ ОБСТАНОВКИ. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ В. С. Кичёв ФГУП ЦКБ МТ «РУБИН», г. Санкт-Петербург Отечественными предприятиями ФГУП ЦКБ МТ Рубин, ФГУП ЦНИИ Морфизприбор, ФГУП СПМБМ Малахит, НПО Аврора и др., являющимися ведущими предприятиями в области проектирования ПЛ и создания их радиоэлектронного вооружения в последние годы существенно активизировали работы по созданию АСУ ПЛ. Активизация направления разработки АСУ обусловлена, прежде всего, созданием в России вычислительных комплексов на SPARC-платформе, позволяющих уже в настоящее время, используя научно-технический, алгоритмический задел и задел в области программного обеспечения, приступить к созданию интегрированных многофункциональных АСУ. Особую актуальность создание таких средств имеет для дизель-электрических ПЛ малого водоизмещения. В теории проектирования больших информационно-управляющих систем известен так называемый декомпозиционный подход, предусматривающий выделение из состава большой системы (АСУ) элемента, решающего класс однородных функциональных задач. Одним из таких элементов является система, обеспечивающая освещение внешней обстановки. Освещение внешней обстановки - композиция действий по управлению радиоэлектронными средствами ПЛ, направленных на обеспечение боевого применения ПЛ в условиях, определенных ее оперативно-тактической моделью (ОТМ) применительно к планируемой или текущей тактической ситуации. Интегрированная система освещения обстановки (ИСОО), как комплекс радиоэлектронных средств, является функциональным элементом АСУ, призванным обеспечить освещение обстановки в указанном выше смысле. Понятие интегрированное предусматривает многофункциональность технических средств, входящих в ИСОО, обеспечиваемую рациональной избыточностью технических решений, наличием автоматических и автоматизированных информационно-управляющих связей внутри ИСОО и централизированного управления ИСОО. Указанные связи и управление организуются в интересах адаптации радиоэлектронных средств к текущей обстановке с целью сокращения временной диаграммы принятия решений на различных уровнях управления. К основным принципам построения ИСОО отнесем: 1. Принцип базовости. Реализация данного принципа предусматривает создание ИСОО, решающей предельно возможный перечень задач в интересах обеспечения боевой деятельности базового варианта ПЛ. На основе данной ИСОО строятся системы для ПЛ других типов. 2. Принцип универсальности. Реализация данного принципа предусматривает использование в ИСОО технологических, системно-технических, программноалгоритмических решений, обеспечивающих функционирование как базовой ИСОО, так и ее модификаций для других типов ПЛ. 3. Принцип реконфигурироемости. Реализация данного принципа предусматривает создание гибкого программно-алгоритмического ядра, обеспечивающего высокий уровень автоматизации решаемых ИСОО задач, включая принятие решений разного уровня, адаптивных к внешним условиям и решаемым ПЛ задачам, информационно-управляющих связей, инвариантных к множеству ситуаций и условий обра- 70
2 Проблемы прикладной гидроакустики ботки информации, обеспечивающих решение ПЛ задач в объеме, определенном ОТМ. 4. Принцип модульности. Реализация данного принципа предусматривает разработку функциональных модулей, являющихся элементами ИСОО и на основе принципа реконфигурируемости позволяющих решать конкретный перечень задач как в обеспечение базового варианта ИСОО, так и ее модификаций. Структурными элементами функциональных модулей являются функциональные тракты и функциональные каналы, работающие в назначенных режимах. Комплексная реализация вышеприведенных принципов позволит как в базовом варианте ИСОО, так и в вариантах ее модификаций для ПЛ различных типов (классов) обеспечить: 1) функциональное соответствие элементов структуры ИСОО решаемым ею задачам; 2) ограниченность (минимизацию числа) используемых функциональных элементов ИСОО в конкретной тактической обстановке и, как следствие, сокращение временной диаграммы принятия решений; 3) единство информационно-управляющей модели боевого использования ИСОО в типовых тактических ситуациях, заданных ОТМ ПЛ. На основе сформулированных принципов предлагается рассмотреть два варианта построения ИСОО, как большой системы. Вариант первый Структура построения ИСОО по этому варианту приведена на рис. 1. В данном варианте ИСОО в иерархической структуре АСУ является равноценной с системами навигации, радиосвязи, радиоразведки и др. Координация функционирования ИСОО осуществляется с пульта центрального управления (ПЦУ) ИСОО старшим оператором. Информационно-управляющие связи между указанными выше системами одного иерархического уровня осуществляются через ОКСОД. Дополнительно могут быть организованы голосовые информационные связи между операторами ИСОО и других систем, а также между ними и командиром ПЛ (вахтенным командиром, вахтенным офицером) по соответствующей боевой готовности. В данном варианте ИСОО содержит информационно-управляющий модуль (ИУМ) и радиотехнический модуль (РТМ). Каждый из названных модулей включает рабочее место оператора (ПЦУ, РМО), обслуживаемое вахтенным оператором (ВОП) (старшим вахтенным оператором). Структура ИУМ в варианте 1 ИСОО показана на рис. 1. Структура построения предусматривает иерархию вида "система <=> модуль <=> тракт <=> канал". Наиболее интересным представляется структура радиотехнического модуля (рис. 2). РТМ предназначен: 1) для обеспечения всех этапов радиотехнического наблюдения путем решения задачи автоматизированного технического поиска, обнаружения и сопровождения целей (объектов) в интересах ПЛО, ПТЗ, безопасности плавания ПЛ на всех этапах ее боевой деятельности; 2) обеспечения данными по координатно-объектовой информации внешних систем одного уровня иерархии и систему более высокого уровня как на этапе текущего тактического эпизода, так и при переходе от него к последующему; 3) обеспечения функционирования других систем (модулей) с представлением им соответствующих трактов, каналов. РТМ содержит функциональные тракты и РМО, обслуживаемое ВОП. Между РМО радиотехнического модуля и ЦПУ ИУМ-ИСОО организована информационно-управляющая автоматизированная линия связи. ВОП ЦПУ ИУМ-ИСОО является старшим по отношению к ВОП РМО РТМ, назначает режимы (каналы) использования информационных трактов I - III, руководит и координирует действия оператора РТМ. Состав функциональных трактов приведен на рис
3 Информационные тракты I - III формируются по принципу единства и общности используемых физических явлений (полей) в соответствующей внешней среде. Информационный тракт I содержит канал гидроакустический (ГА), функционирующий в пассивном (П) и активном (А) режимах и канал гидрофизических аномалий (ГФА), функционирующий в гидрооптическом, гидрофизическом, ультразвуковом и радиационном режимах. Каждый из отдельно взятых режимов канала ГФА обозначен символом Zj, вся совокупность режимов канала ГФА символом . Ультразвуковой режим канала ГФА организуется при этом с использованием активного режима канала ГА (освещения ближней обстановки). Информационный трат II содержит каналы радиолокации/радиолокационного опознавания (РЛ-ОП) и радиотехнической разведки (РТР), функционирующие в обозначенных на схеме режимах. Информационный тракт III содержит каналы внешнего и внутреннего телевидения. Символами Xj и Yj обозначена каждая из отдельно взятых приемопередающих ТВ-камер соответствующего канала. Символами и совокупность используемых одновременно камер канала внешнего и внутреннего телевидения соответственно. Назначение каналов и режимов их работы (за исключением внутреннего ТВ) осуществляется с ПЦУ ИУМ ИСОО. Управление внутренним ТВ - от внешней (относительно ИСОО) системы, входящей в АСУ ПЛ (например с РМО вахтенного инженер-механика). Управление техническими характеристиками и параметрами работы каналов ГА, ГФА, РЛ, РТР, внешнего ТВ осуществляется с РМО модуля РТ в интересах адаптации их параметров к текущим условиям и помехосигнальной обстановке. Вариант второй Структура построения ИСОО по варианту 2 приведена на рис.3. Второй вариант ИСОО представляет более высокий (чем 1 вариант) уровень интеграции, поскольку включает в себя все, в той или иной степени, задействованные в решении задачи освещения внешней обстановки средства. В данном варианте ИСОО, входящие в ее состав модули координируются непосредственно с ПЦУ, а информационноуправляющие связи между модулями организуются внутри ИСОО. На рис.4 показана структура построения информационно-управляющего модуля ИСОО, а также обозначены основные функциональные задачи, решаемые элементами данного модуля. На рис.5 показана структура построения модуля РТ, а также обозначены основные функциональные задачи, решаемые элементами данного модуля. Сравнительный анализ обоих вариантов построения ИСОО показал, что основными отличиями второго варианта от первого являются: 1. Во втором варианте все информационно-управляющие связи средств, обеспечивающих решение задач освещения обстановки, организованы внутри одной системы. 2. Во втором варианте выработка ЦУ оружию и средствам самообороны ПЛ осуществляется непосредственно в ЦУМ ИСОО. Опыт предыдущих разработок радиоэлектронного вооружения (РЭВ) ПЛ показал, что одним из наиболее сложных и трудоемких вопросов системного проектирования "ПЛ - оружие - средства обеспечения" является вопрос согласования внешних связей систем. При этом конечный результат и неизбежно возникающие ошибки при организации внешних связей выявляются, как правило, на конечной стадии создания ПЛ и в ходе ее испытаний. Организация информационно-управляющих связей на уровне протоколов внутреннего обмена между элементами системы, создаваемой в рамках единой ОКР, может существенно упростить как техническую, так и организационную сторону вопроса и позволит: 72
4 Проблемы прикладной гидроакустики 73
6 Проблемы прикладной гидроакустики 75
8 Проблемы прикладной гидроакустики 77
9 1) сократить время комплексной стыковки систем в ходе создания ИСОО и испытаний ПЛ; 2) сократить временную диаграмму прохождения информации как внутри системы, так и на уровне принятия решений специалистами различных звеньев управления от вахтенного оператора до командира; 3) повысить эксплуатационную надежность системы и ее ремонтопригодность в условиях морской эксплуатации ПЛ и в условиях пункта базирования. С учетом изложенного выше, второй вариант построения ИСОО представляется более предпочтительным, особенно, если он будет реализован на едином ЦВК. Вместе с тем работы, выполненные в ФГУП ЦКБ МТ Рубин за последние годы, показали, что создание в настоящее время больших интегрированных систем, на базе единого ЦВК, равно как и ИСБУ, неизбежно наталкивается на серьезные организационно-административные трудности, связанные со сложившейся в отрасли и аппарате Заказчика структурой постановки ОКР и создания образцов. Выводы 1. Создание интегрированных систем освещения обстановки (ИСОО) на базе единого ЦВК является одним из проблемных направлений проектирования перспективных ПЛ, требующих, помимо создания соответствующего научнотехнического задела, решения ряда организационно-административных вопросов постановки, выполнения НИР и ОКР. 2. Проектирование ИСОО должно выполняться поэтапно и предусматривать: - создание на первом этапе интегрированных систем, элементы которых организационно завязаны на единое заказывающее управление ВМФ; - создание на втором этапе интегрированных систем элементы которых организационно завязаны на разные заказывающие управления ВМФ. На начальной стадии выполнения второго этапа должно быть определено головное заказывающее управление ВМФ, НИИ ВМФ и головной исполнитель ОКР, Главный конструктор ОКР. ЦИФРОВАЯ АППАРАТУРА И АЛГОРИТМЫ ОПЕРАТИВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЙ ПЬЕЗОТЕХНИКИ Н. М. Иванов, Е. В. Кондаков, Ю. К. Милославский НКТБ «Пьезоприбор», г. Ростов-на-Дону Задача оперативного измерения характеристик пьезоэлементов и пьезопреобразователей и контроля их параметров в динамическом режиме актуальна как на стадиях разработки и производства, так и в период эксплуатации. Применяемые для этих целей системы, основанные на стандартных измерительных приборах, обладают низкой производительностью. Кроме того, из-за своих массогабаритных характеристик они непригодны для контроля характеристик преобразователей на подвижных носителях в процессе проведения регламентных работ. Современная элементная база и цифровые методы формирования и обработки сигналов позволяют решить эту задачу на качественно новом уровне. Становится возможным создание приборов, позволяющих быстро измерять и вычислять практически любые доступные с электрической стороны характеристики пьезопреобразователей. Небольшие габариты и масса делают возможными их портативные модификации для контроля преобразователей непосредственно на объектах в процессе экс- 78