ПУТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШТУРМАНСКОЙ СЛУЖБЫ АВИАЦИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются вопросы автоматизации деятельности штурманской службы, связанной с планированием полетного задания для экипажей воздушных судов (групп тактического назначения), путем использования наземного автоматизированного комплекса подготовки полетного задания, позволяющего значительно повысить оперативность и достоверность выполняемых расчетов.

ABSTRACT

The article raises up the issues of automation of navigator’s services, associated with the execution of calculations by the means of using a ground-based automated flight task preparation complex, which can significantly increase the efficiency and the accuracy of the calculations executed.

Ключевые слова: штурманские расчеты, средства автоматизации, геоинформационная система, комплекс планирования полетного задания.

Keywords: navigation calculations, automation tools, geoinformation system, flight task planning complex.

Введение

Исторически сложилось так, что работа штурманской службы как на земле, так и в воздухе всегда была связана с выполнением многочисленных и различных по своему характеру расчетов, объем, точность и сложность которых с годами непрерывно возрастает.

Штурманские расчеты имеют целью получить такие результаты, которые использовались бы непосредственно для поиска способа наилучшего выполнения всех элементов задания (взлет, построение и выдерживание боевого порядка, маневрирование, выбор маршрута, преодоление противовоздушной обороны противника, выход на цель и маневр в ее районе, выбор средств поражения, способ наиболее точного бомбометания и пуска ракет, десантирования и т.д.) [4].

В расчетах с использованием современных математических методов для нахождения оптимального решения среди многих возможных вариантов конечный результат по выбранному критерию выступает как наилучший (минимальное время выполнения маневра, максимальная вероятность преодоления противовоздушной обороны (ПВО) противника, наибольшая эффективность поражения цели и т.д.) [3].

Именно такие расчеты во всех областях человеческой деятельности, базирующиеся на использовании электронно-вычислительных машин и появившихся многих новых математических методов представляют огромный интерес и для штурманской службы.

Внедрение наземного автоматизированного комплекса планирования полетного задания (НАК ППЗ) в деятельность штурманской службы позволит повысить оперативность и достоверность выполняемых расчетов по планированию выполнения полетного задания, как одиночными экипажами воздушных судов (ВС), так и группами тактического назначения (ГТН). Кроме того, взаимосвязь НАК ППЗ с комплексом тренажером (КТ) обеспечит качественную подготовку летного состава к предстоящему полету.

Основная часть

Возможности современных электронных вычислительных машин (ЭВМ) по производительности и объему памяти, наличие геоинформационных систем (ГИС) различного назначения и различный программных средств позволяют в значительной степени сократить время, затрачиваемое штурманской службой на выполнение вышеуказанных расчетов, а также повысить качество и достоверность выполняемых расчетов.

Анализ существующих средств автоматизации показывает, что вносимые новые информационные технологии приспосабливают к структуре процессов управления в ее существующем виде. При этом происходит лишь локальная модернизация сложившихся методов работы. Это приводит к прямой автоматизации существующих функций, может быть и не нужных при применении данной информационной технологии [1].

Исследования возможных путей совершенствования средств автоматизации показали, что «традиционные» подходы недостаточно эффективны. Построение систем на основе существующей организации работы приводит к автоматизации по принципу «все оставить как есть, только чтобы компьютеры стояли», то есть система автоматизирует несовершенные процессы и дублирует, а не заменяет существующий документооборот.

Применение ЭВМ и геоинформационных технологий стало качественно новым этапом автоматизации работы штурманской службы. На смену навигационной линейке и бумажным картам приходят электронные полетные планшеты (ЭПП) и наземные автоматизированные комплексы подготовки полетных заданий (НАК ППЗ), построенные на базе электронных карт, пространственных моделей местности и объектового состава.

НАК ППЗ предназначен для автоматизации штурманских расчетов при принятии решения на боевой вылет, подготовки полетного задания экипажам ВС и ГТН, на применение их прицельно-навигационного комплекса и авиационных средств поражения [2].

Существующие на вооружении ведущих государств мира НАК ППЗ позволяют готовить полетные задания, существенно повышая уровень обоснованности и оперативности принятия решений и планирования боевых действий авиации.

Мировая практика принятия на вооружение новых боевых самолетов и вертолетов свидетельствует о том, что в настоящее время обязательным стало требование о включении в состав их наземного оборудования НАК ППЗ.

Для повышения качества штурманского обеспечения наибольший интерес представляют НАК ППЗ нового поколения. Это связано с необходимостью повышения надежности выполнения полетов по сложным пространственным траекториям, ведения групповых действий в ограниченном воздушном пространстве при непосредственном огневом и радиоэлектронном противодействии противника в условиях недостаточной информационной поддержки и высокой операционной напряженности работы экипажа в полете [2].

Кроме того, такой комплекс должен позволять моделировать варианты выполнения боевой задачи, проводить тренажи по готовым полетным заданиям на месте оператора или в кабине воздушного судна и обрабатывать полетную информацию от бортовых средств объективного контроля (рис. 1).

Рисунок 1. Блок-схема перспективного НАК ППЗ

В идеале НАК ППЗ должен состоять из следующих модулей:

базовый модуль планирования полетного задания предназначен для отслеживания оперативно-тактической информации (ОТИ) и аэронавигационной информации (АНИ), наращивания и поддерживания базы данных, ведения рабочих электронных карт, выполнения штурманских расчетов и по полученным с автоматизированного рабочего места старшего штурмана (АРМ СШ) соединения вариантам выполнения боевой задачи (ВВБЗ) выработка полетных заданий экипажам каждой ГТН, на применение прицельно-навигационного комплекса (ПНК) и авиационных средств поражения (АСП), подготовка полетной документации и боевых документов по штурманской службе;

модуль подготовки к полету предназначен для выдачи экипажам ГТН материалов по порядку выполнения полетного задания, применения ПНК и АСП;

модуль отработки полетного задания предназначен для отработки в режиме тренажа или для более детального моделирования маловысотного полета, преодоления ПВО противника, выхода на объекты удара, ведения ближнего и дальнего воздушного боя. При этом при возникновении необходимости перепланирования полетного задания как летчикам ГТН, так и между ними по средствам обратной связи на АРМ СШ вносятся коррективы в полетное задание экипажей различных ГТН.

модуль оценки качества выполняемых полетного задания предназначен для оценивания качества выполнения полетного задания и порядка действий экипажа в полете.

ОТИ (информация о противнике, своих войсках и условиях боевых действий и полетов) вводится и накапливается в базе данных НАК ППЗ вручную с клавиатуры комплекса, с магнитных носителей (CD-ROM) и по межсетевому каналу связи единой автоматизированной системы управления Военно-воздушных сил (ЕАСУ ВВС) в соответствии с установленным протоколом обмена данными. Очевидно, что по каналам ЕАСУ ВВС в реальном масштабе временно получить всю необходимую для подготовки полетного задания ОТИ не представляется возможным как из-за ограничений по быстродействию сети обмена данными, так и по причине отсутствия многих параметров такой информации в вышестоящих штабах. Поэтому основной способ сбора и накопления ОТИ – это ручной ввод ее в комплекс из бумажных источников.

АНИ в комплекс может поступать автоматизировано при обновлении базы данных с помощью аппаратно-программного комплекса, по межсетевому каналу связи ЕАСУ ВВС или посредством электронной базы аэронавигационных служб и радионавигационных карт, а также вручную с клавиатуры, используя бумажные носители аэронавигационной информации, имеющиеся в авиационном соединении.

Метеорологическая информация района полета до полномасштабного развертывания ЕАСУ ВВС может, кроме ручного ввода с клавиатуры комплекса подготовки полетного задания, поступать в НАК ППЗ по каналу автоматизированного доведения информации Узгидромета (г. Ташкент) с использованием метеорологического кода КН-04 либо в ГИС-метео. Наличие электронной почты в этих системах позволяет обмениваться информацией о прогнозах погоды по региону (району боевых действий), получать электронные версии кольцевых карт каждые три часа и карт изобарической поверхности
АТ-300, -400, -500, -700, -850 мб каждые 12 часов.

В соответствии с задачами штурманского обеспечения планирования применения экипажей ВС (ГТН) авиационного соединения в НАК ППЗ необходимо предусмотреть решение следующих функциональных задач:

сбор, хранение и отображение с использованием ГИС и ГИТ на электронной карте штурмана-программиста оперативно-тактической, аэронавигационной и полетной информации в районе боевых действий;

формирование на основе автоматизированной оценки обстановки и замысла боевых действий возможных вариантов выполнения боевой задачи;

оптимизация выбранных ВВБЗ по основным элементам штурманского обеспечения путем решения комплексов оперативно-тактических задач;

автоматизированная разработка полетных заданий для одиночных экипажей ВС (ГТН), на применение их ПНК и оружия при выполнении всех боевых задач «своего» рода авиации;

обмен информацией с АРМ СШ соединения в составе автоматизированной системы управления командного пункта (АСУ КП) авиационного соединения, с комплексным тренажером (подразделения) и классами технических средств подготовки летного состава;

отработка боевых и полетных документов, включая полетные карты экипажа;

запись полетных заданий на физические носители информации, хранение их в базе данных и обработка после выполнения боевых (учебно-боевых) задач;

подготовка информационных кадров для бортовых автоматизированных систем информационной поддержки экипажей, представление исходных данных для настройки бортовых экспертных систем и систем управления групповыми действиями современных воздушных судов;

проведение тренажей в классах технических средств обучения, на рабочем месте оператора НAK ППЗ или в кабине самолета в период подготовки к боевому вылету;

отработка совместно с автоматизированной системой эксплуатационного контроля послеполетной информации, анализ и выдача заключения о работоспособности бортового оборудования воздушного судна и о действиях экипажа;

анализ и оценка во взаимосвязи с автоматизированной системой эксплуатационного контроля качества воздушной навигации, результатов боевого применения АСП и уровня подготовки летного состава.

Исходя из этого, предлагается НАК ППЗ включить в состав комплекса средств автоматизации командного пункта (КСА КП) авиационного соединения, при этом на информационном уровне предусмотреть сопряжение с комплексом средств автоматизации объектов ЕАСУ ВВС, автоматизированными системами повседневной деятельности (АС ПД) авиационного соединения и комплексным тренажером (рис. 2).

Рисунок 2. Схема взаимосвязей и место НАК ППЗ в системе управления авиационного соединения

Концепция функционирования комплекса в повседневной и боевой деятельности авиационного соединения при этом определится степенью развития ЕАСУ ВВС. В модели функционирования НАК ППЗ особое место будет занимать взаимосвязь с КСА КП авиационного соединения, с АРМ СШ из состава ЕАСУ ВВС, АС ПД и с комплексным тренажером (КТ), построенным с использованием электронных карт на базе пилотажного и авиационного моделирующего комплексов (АМК).

Состав и структуру программного обеспечения НАК ППЗ, применяемого в такой разветвленной ЕАСУ ВВС, предлагается иметь «облегченной» и размещенной на рабочем месте СШ авиационного соединения. При этом особенностью функционирования НАК ППЗ будет являться то, что основные потоки ОТИ и АНИ будут циркулировать в «стволе» штурманской службы ЕАСУ ВВС и АС ПД. Через АСУ будет осуществляться постановка задач на полеты, боевой расчет авиационного соединения будет принимать решение и планировать боевые действия (полеты). Модель функционирования НАК в этих условиях будет основана на том, что до получения боевой задачи (планирования летной смены) на рабочих местах СШ и оператора НАК ППЗ будет отслеживаться ОТИ и АНИ, запоминаться и поддерживаться базы данных, вестись рабочие электронные карты и выполняться предварительные штурманские расчеты. Оперативная информация, изменения в базе данных и результаты предварительных штурманских расчетов будут передаваться по локальной вычислительной сети в НАК ППЗ и на КТС.

При таком функционировании в ЕАСУ ВВС НАК ППЗ будет предусмотрена реализация следующих технических решений:

являясь элементом ЕАСУ ВВС, обеспечит централизованное управление каждым боевым воздушным судном и его боевой зарядкой с командных пунктов всех уровней и рангов;

служит высокопроизводительным и эффективным средством разработки полетных заданий для экипажей ВС, на применение их ПНК и АСП, в котором используются разветвленные базы данных, комплексы оперативно-тактических задач, управляющая оболочка и логика взаимодействия оперативно-тактических задач;

готовит бортовые электронные карты, матрицы высот рельефа местности; объектовую, ОТИ и АНИ и выполняет загрузку их на физические носители самолета. Загрузка цифровой информации о местности и объектовом составе обеспечит создание на борту современных ВС автоматизированных систем информационной поддержки экипажа, управления групповыми действиями в ограниченном воздушном пространстве, предупреждения столкновений с земной поверхностью, обеспечения безопасности маловысотного полета, корреляционно-экстремальной навигации по рельефу Земли и полям линейных ориентиров. Бортовыми формами представления ЦИМ при этом будут являться:

а) электронные карты различных масштабов;

б) матрицы высот рельефа местности;

в) информационные кадры оперативно-тактической, аэронавигационной и полетной информации (навигационная информация района ведения боевых действий, аэродромная зона, пространственно-временной график полета, боевой порядок ГТН, взаимодействующие силы и обеспечивающие мероприятия, система огня средств ПВО противника, зоны радиоэлектронного подавления (рубежи РЭБ), преодоление ПВО, маловысотный полет, район цели, предпосадочный маневр), формируемые и отображаемые в виде «слоеного пирога»;

посредством ЛВС поставлять готовые полетные задания на специализированные и комплексные тренажеры, в кабины самолетов для проведения тренажа летного состава авиационного соединения, а также в класс объективного контроля для анализа качества их выполнения, обеспечивая замкнутый цикл принятия решений, планирования боевых вылетов и оценки эффективности действий экипажей и надежности работы авиационной техники и оружия.

Заключение

Анализ вышеизложенного позволяет сделать следующие выводы:

1. Использование автоматизированных методик выработки вариантов выполнения боевой задачи позволит сократить, по сравнению с неавтоматизированными методами работы, продолжительность обработки информации, подготовки летного состава, что увеличит время, отводимое на планирование боевых действий.

2. Использование НАК ППЗ позволит повысить уровень автоматизации работы штурманской службы авиационного соединения. Кроме того, применение НАК ППЗ обеспечит значительное повышение уровня оперативности и обоснованности принятия решений по штурманской службе.

3. Применение НАК ППЗ позволит оперативно и качественно планировать боевое применение авиации, обеспечит повышение уровня автоматизации штурманских расчетов, позволит сократить время подготовки летного состава к боевому вылету и автоматизировать разработку боевой и полетной документации в авиационном соединении.

4. В концепции функционирования НАК ППЗ в авиационном соединении важно «вписать» его в информационные потоки эргатической системы: АСУ – командир – старший штурман соединения – летный состав, как в условиях боевой, так и мирной обстановки. При этом особое место должна занимать взаимосвязь данного комплекса с ЭПП, АРМ СШ соединения и с перспективными комплексными тренажерами соединения (эскадрильи), на которых необходимо предварительно отрабатывать полетные задания, являющиеся основой для тренажей и более детальной оптимизации вариантов выполнения боевой (учебно-боевой) задачи.

Список литературы:

1. А.В. Меньков, В.А. Острейковский. Теоретические основы автоматизированного управления, Москва, 2005. – 640 с.
2. А.М. Куликов. Применение шаблонов проектирования в программном обеспечении системы планирования полетных заданий // «Труды МАИ». Выпуск № 80 // Режим доступа: http://www.mai.ru/science/trudy.
3. Г.Ф. Молоканов. История штурманской службы Военно-воздушных сил России, Москва – 2004 г.
4. Наставление по штурманской службе государственной авиации Республики Узбекистан, Ташкент, 2019. – 80 с.