Корабельные автоматизовані системи управління

Корабельные автоматизовані системи управления

Ю.В. Алексєєв кандидат військово-морських наук, лауреат Державної премії, контр-адмірал, Ю.П. Блінов кандидата технічних наук Расширение завдань ВМФ, вихід їх у океан, збільшення просторового охоплення системами розвідки, висвітлення обстановки та зв’язку висунули проблему якісного поліпшення системи управління силами і коштами ВМФ в бойових і повсякденних умовах. Рішення проблеми ускладнювалося необхідністю обліку особливостей сучасної збройної боротьби на море, які полягали у активному радиоэлектронном протидії, швидкоплинності бойових сутичок на значних удалениях протиборчих сторін і широкомасштабних діях наснаги в реалізації повітряному, надводному і підводному пространстве.

Анализ процесу управління силами і коштами ВМФ показав, що прийняття оптимального рішення на умовах у обстановки, різкого збільшення потоків інформації та скорочення часу їхньому обробку можливе лише за автоматизації процесу управління з допомогою створення й оснащення підводних човнів, надводних кораблів, морської авіації і берегових командних пунктів різних рівнів автоматизованими системами управління (АСУ).

Результаты досліджень, виконаних 24-му ЦНДІ МО, дозволили дійти невтішного висновку, що за умови активного вогневого і радіоелектронного протидії внесок корабельних АСУ в ефективність рішення бойових завдань можна з внеском ударного оружия.

Необходимость створення АСУ зажадала розвязання складної наукомісткої проблеми, пов’язаної, з одного боку, із розробкою надійних. швидкодіючих коштів обчислювальної техніки, з іншого — із розробкою й реалізацією цих засобах великого числа математичних моделей морських операцій, адекватних фактичним діям зусиль і процесу управління ними на бойових умовах. До вирішення цих важливих для ВМФ питань залучалися провідні вчені та спеціалісти у сфері теорії управління, інформатики, математики радіоелектроніки ВМФ. АН, в промисловості й вузів. Результати виконаних ними досліджень стали основою створюваних корабельних АСУ.

Первые роботи з створення засобів автоматизації процесу управління підводним човном і надводним кораблем були у 50-ті роки у НДІ ВМФ. Тоді, у інтересах підвищення ефективності управління на бойові кораблі стали встановлювати окремі радіоелектронні кошти автоматизації управління, але це не дало значних результатів, оскільки не були єдиної системою, мали низьку надійність і оперативність функціонування. Аби вирішити цих питань вченими Академії наук академіками А. И. Бергом і Б. В. Гнеденко успішно проведено дослідження, результати яких дозволили істотно збільшити ефективність корабельних радіоелектронних средств.

Появление елементів обчислювальної техніки і перших цифрових обчислювальних машин дозволило проводити дослідження з можливості їх використання їх у експериментальних зразках озброєння. Керували дослідження И. А. Семко і Б. Ф. Дубовов.

Этот період характеризується тісною науковим взаємодією з питань створення корабельних АСУ 24-му ЦНИ з 1-му, 9-му, 14-му, 28-му і 34-му НДІ МО, із автоматики і телемеханіки АН, очолюваним академіком В. А. Трапезниковым, Інститутом кібернетики Української АН, очолюваним академіком В. М. Глушковым, Інститутом точної механіки та обчислювальної техніки, очолюваним академіком С. А. Лебедевым, і др.

Были визначено шляхи вирішення проблем підвищення оперативності й обгрунтованості прийнятих рішень, централізованого збирання та опрацювання інформації, формування єдиної інформаційної обстановки потім кораблем до, роботи системи з поділом часу, алгоритмізації завдань управління та інших. Вжиті науково-дослідні роботи дозволили розпочати створення перших корабельних АСУ — бойових інформаційно-керуючих систем (БИУС).

В розробку першої для підводних човнів БИУС «Хмара» великий творчий внесок внесли вчені ВМФ: Л. Ф. Колышев, И. А. Семко, И. А. Чеботарев, Г. Н. Бобков, Ю. А. Попов і М. А. Синильников. Активну участь у розробці БИУС «Хмара» прийняли вчені Військово-морський академії і НИУВМФ — А. И. Чернозубов, А. А. Канарейкин, В. Н. Матвиенко, Д. С. Раль та інші. БИУС «Хмара» дозволяла командиру централізовано управляти бойової діяльністю підводного човна, вирішувати широкий коло завдань із збору, обробці інформації та відображенню в єдиному пульті, управляти зброєю, і навіть виконувати завдання кораблеводіння і навігації. Розробка БИУС «Хмара» проводилася колективом ЦНДІ «Агат» під керівництвом Г. А. Астахова і головного конструктора Р. Р. Бельского. Система успішно пройшла дослідну експлуатацію, та її творці удостоїлися Ленінської премии.

В той самий період був розроблено технічне завдання на БИУС «Акорд» для комплексно-автоматизированной підводного човна проекту 705. Загальне керівництво за проведенням за проектом робіт автоматизації підводного човна здійснював академік А. П. Александров, а наукове керівництво створенням системам управління нею — академік В. А. Трапезников. Головний конструктор БИУС «Акорд» призначили А. И. Буртов.

Обоснование БИУС «Акорд» вперше проводилося з урахуванням аналізу діяльності всіх бойових частин 17-ї та бойових постів підводного човна у різних бойових епізодах і поданні підводного човна як єдиної человеко-машинной системи. Багато творчої праці для створення БИУС вклали вчені НИУ ВМФ — С. П. Чернаков, А. А. Чехальян, В. С. Нехай, П. П. Фридолин, Л. С. Филимонов та інші. Велику допомогу у реалізації наукових ідей під час проектування БИУС «Акорд» надавав академік Н. Н. Исанин.

Работы по створенню перших БИУС дали нового потужного імпульсу розвитку корабельної обчислювальної техніки. Результати робіт дозволили покінчити з проблемою створення базі впровадження мікроелектроніки БИУС «Вузол», яка широке застосування при оснащенні дизельних підводних човнів. Розробка системи здійснювалася Ленінградським конструкторським бюро Міністерства електронній промисловості для (ЛКБМЭП), очолюваним Ф. Г. Старосом. Завдяки тісної взаємодії учених ВМФ і промисловості, минулих школу створення перших БИУС, і навіть впровадженню низки принципово нових технічних рішень вже в1973г. БИУС"Узел" було прийнято на озброєння і вже тривалий час є системою, експортованої до Індії, Алжир, Іран та низку інших стран.

В через відкликання удосконаленням зброї, навігаційного і радіотехнічного озброєння виникла потреба розширення обсягу завдань, покладених коштом цифровий обчислювальної техніки (ЦВТ), і підвищення їх швидкодії, обсягів пам’яті, забезпечення діалогу оператор—машина. Реалізація цих вимог була було здійснено у БИУС «Алмаз» і ракетної бойової керуючої системі «Альфа».

В ході виконання низки НДР під час 1986;1993гг. було проведено великий цикл досліджень з розробці методології воєнно-економічних обгрунтувань автоматизованих системам управління підводним човном, визначенню складу, структури та організації функціонування АСУ за принципами комплексної автоматизації процесів управління. Отримані результати стосовно перспективної підводного човна нової генерації отримали схвалення і визнання. У організації проводити дослідження у напрямі велика заслуга належить ученим ВМФ Г. С. Кубатьяну, Д. П. Зубкову, И. Н. Задворнову, В. К. Буйко і другим.

В в зв’язку зі розгортанням робіт з будівництва підводних човнів третього покоління було обгрунтоване під керівництвом В. С. Бабия технічне завдання на базовий ряд БИУС «Омнібус» всім проектів підводних човнів цього поколения.

Реализация базового принципу дозволила на 90% уніфікувати як математичний апарат, і технічний склад БИУС. Вперше БИУС «Омнібус» розроблена як система «напівпрочиненого типу» з включенням у се склад зовнішньої пам’яті на магнітної стрічці, що забезпечувало великі модернізаційні можливості завдань, необхідність яких диктується безперервним розвитком тактики діянь П. Лазаренка та використання зброї підводних лодок.

В процесі проектування БИУС низки «Омнібус» колективами НВО (быв. ЦНДІ) «Агат» МСП під керівництвом Э. В. Рыкова, НИУВМФ під науковим керівництвом А. В. Лоскутова і В. С. Чернова було виконано великий обсяг робіт з розробці оперативно-тактичних постановок завдань, їх моделювання, узгодженню алгоритмів функціонування та розробці посібників по бойовому використанню. Вагомий внесок у створення БИУС вніс віце-адмірал И. И. Тынянкин.

Реализация базового принципу побудови БИУС дозволила за обмежених витратах й у порівняно стислі терміни оснастити підводних човнів всіх проектів третього покоління сучасними корабельними АСУ.

Вопросы автоматизації управління силами, зброєю і технічними засобами сполук, тактичних груп, і одиночних надводних кораблів було розглянуто НИУ ВМФ в 1955;1957гг. з науково-дослідницькою працях з вишукуванню технічних шляхів побудови і устаткування командних пунктів авіанесучих кораблів із управління літальними аппаратами.

В 1957;1961гг. обгрунтовано, а НВО «Агат» створено систему трансляції, целеуказа-ния і відбувається обмін інформацією між кораблями тактичної групи типу «Море-У». Головний конструктор системи — Е. Д. Егоров.

При створенні системи було вирішено проблеми автоматизованого обміну інформацією між кораблями тактичної групи, видачі цілевказівки зброї, що дозволило координувати дії окремих кораблів на складі тактичної групи під час ведення бойових дій в. Однак життя вимагала створення як інформаційної системи, чи керуючої, які забезпечують вироблення рекомендації для командира щодо застосування зброї та боєприпасів особливо у такому динамічному процесі, як ПВО.

В 1961 г. в НИУ ВМФ було виконано робота з обгрунтуванню комплексної системи збирання та опрацювання інформації для централізованого управління силами і зброєю кораблів тактичної групи, у результаті розгорнулися робота зі створення першої БИУС для надводних кораблів типу «Корінь». Створення системи дозволило: вирішити проблему автоматизованого збору, оброблення і обміну інформації між кораблями і тактичними групами, вирішення завдань вибору і розподілу зброї ППО ПЛО, завдань наведення винищувачів і вертольотів. БИУС сопрягалась з РЛС, що дозволяло виконувати завдання у поступовій динаміці бойових дій в. Вагомий внесок у створення БИУС «Корінь» внесли Ю. Н. Букашко, Г. И. Максимов, С. Н. Кирилин, С. Д. Воронин і другие.

БИУС «Корінь» в 1967 г. успішно пройшла державні випробування і було встановлено на протичовновий крейсер «Москва». Головний конструктор системи — В.3.Абрамов. У наступному розробили модифікація БИУС типу «Корінь» у частині вироблення плану целераспределения коштів ППО на самооборону. Нею озброєні великі протичовнові кораблі. Усе це, зрештою, дозволило спростити цю роботу операторів і начальника ППО, підвищити оперативність і обгрунтованість щодо оцінки і аналізі обстановки під час вироблення целераспределения коштів ППО. Проте за реалізації виробленого плану целераспределение зенітних вогневих коштів (ЗОС) корабля як і було автоматизовано. Тому відбиток масованих нальотів залишалося важкою проблемою для тактичної групи кораблей.

Вычислительные можливості БИУС типу «Корінь» навіть свого періоду були недостатніми, що вимагало переходу до другого поколінню корабельних систем автоматизації управління. Для цього він наприкінці 60-х і на початку 1970;х років НИУ МО виконали ряд комплексних НДР з проблем підвищення ефективності бойового використання зброї та боєприпасів радіоелектронних засобів (РЕМ) кораблів на складі тактичних груп з допомогою автоматизації управління. За результатами робіт було розроблено технічне завдання на нове покоління БИУС «Аллея-2» для важких авіанесучих крейсерів (ТАВКР), у якому вже технічно були об'єднані і розширено функції систем «Море-У» і «Корінь». Роботи велися НВО «Марс» під керівництвом Ю. М. Ковальского і головного конструктора В. И. Кидалова. Наукове керівництво і супроводження від ВМФ здійснювали В. А. Шилов, А. Б. Рожков, Н. Г. Никитин і В. К. Коваль. Досвідчений зразок БИУС «Аллея-2», встановлений на ТАВКР «Київ», успішно витримав випробування й у 1976 р. було прийнято на вооружение.

С появою низколетящих противокорабельных ракет виникла нова наукова проблема вдосконалення контуру ППО у частині оптимального розподілу управлінських функцій між засобами управління, які входять у цей контур. Тому, за створенні чергової модифікації БИУС другого покоління особливу увагу було приділено вирішенню цієї проблеми. Через війну головного ТРКР «Кіров» була розроблена БИУС «Аллея-2М», успішно пройшла державні випробування, у 1980 г. за рахунок впровадження автоматизованого режиму роботи вдалося значно скоротити період від виявлення мети до сходу зенітних керованих ракет (ЗУР).

К початку 80-х років озброєнні надводних кораблів перебувало кілька десятків БИУС першого і другого поколений.

В основу розробки БИУС третього покоління для НК було покладено, як і й у ПЛ, принцип базовости. Технічна політика створення БИУС, і навіть військово-наукове супровід в організаціях промисловості здійснювалися під керівництвом В. С. Бабия з участю Л. Б. Ивановского, В. А. Шилова, А. Д. Сорокина і других.

Базовая БИУС «Лісоруб» творилася у НВО «Марс» під керівництвом В. П. Тодурова. Вона стала пред’явлена за державні випробування, у 1980 г. Перехід до елементної базі третього покоління дозволив помітно поліпшити ТТХ БИУС, підвищити рівень автоматизації процесів, обгрунтованість і оперативність прийнятих командуванням рішень з меншими массогабаритных характеристиках технічних коштів. Проте домогтися повної комплексності в автоматизації процесів ведення бойових дій в кораблем у складі тактичних груп не удалось.

В початку 80-х років у ряді комплексних НДР, проведені під науковим керівництвом Ю. В. Алексеева в ВМФ і Б. С. Сыромятникова у промисловості, було показано системообразующая роль корабельних АСУ і зроблено висновок у тому, що досягти якісно нового рівня автоматизації процесів управління корабельним зброєю і радіоелектронним озброєнням (РЕВ) можна шляхом інтеграції всіх корабельних систем і комплексів управління у єдину АСУ. Під науковим керівництвом Ю. П. Блинова було розроблено концепцію створення єдиної АСУ надводного корабля. Діяльність засвідчили, що у разі створення АСУ можливо виняток необгрунтованого дублювання технічних засобів і спеціального математичного забезпечення, винятку чи відомості до мінімуму системних прорахунків в проектуванні корабельних систем, вирішальних на єдиній циклі одну бойове завдання. Але це вимагала зміни організації наукових обгрунтувань, структури замовлень, початку цільової комплексну програму, виконуваної головними підприємствами під керівництвом єдиного замовника. Тому першому етапі пропонувалося можливість перейти до формуванню на кораблях бойових контурів управління зброєю ППО, ПЛО і УРО. Цей напрям своєї вперше реалізовано при створенні ТАВКР «Адмірал флоту Радянського Союзу Кузнєцов» і ТРКР «Петро Великий». Але це позбавила змоги повністю забезпечити оптимальне функціонування корабельного зброї та боєприпасів РЕВ, оскільки ув’язка встановлюваних вздовж систем здійснювалася вже в заключних етапах їх постройки.

В ході подальшого вдосконалення корабельних АСУ були обгрунтовані пропозиціями щодо виділення з БИУС функцій, що з управлінням силами і зброєю корабельного сполуки, зобов’язавши БИУС лише завдання управління зброєю і технічними засобами корабля. Так перші АСУ четвертого покоління — БИУС «Трон» і комплекс коштів автоматизації тактичної групи «Дипломант», встановлені на СКР ."Безстрашна". У цих системах уперше був в реалізований принципу розподілу обробки інформації, що дозволило значно підвищити надійність управління. У обгрунтування систем четвертого покоління багато творчої праці вклали Ю. П. Блинов, А. М. Зубаха, Т. В. Казарцева і Д. О. Семенов. Розробником систем було НВО «Марс» — головний конструктор В. В. Кучук.

Проблема автоматизації управління літальними апаратами з надводних кораблів виникла у зв’язку з необхідністю організації взаємодії з-поміж них у процесі рішення спільних бойових завдань. Науково-дослідні роботи з вирішення цієї проблеми було розпочато в 1950;1952гг. і велися за напрямами створення системи автоматизації управління діями авіації, системи забезпечення навігації і посадки літальних апаратів. У працях приймали активна Д. Г. Регинский, Е. Т. Липатов, М. Г. Барабаш і другие.

Проблема автоматизації управління корабельної авіацією ВМФ загострилася під час створення ТАВКР, збройних багатоцільовими літаками корабельного базування — Як-38, Су-27К. Вирішення проблеми ускладнювалося поруч особливостей бойового використання корабельної авіації, до основною з яких ставляться: велике величезну кількість водночас керованих літальних апаратів повітря; обмежені можливості корабля з розміщення пунктів управління авіацією; рухливість корабля; одночасне використання корабельних РЛС керувати авіацією і іншими средствами.

К рішенню питань стосовно автоматизації управління корабельної авіацією було залучено: Московський НДІ приладовій автоматики, Московський авіаційний інститут, НДІ авіаційних систем, ряд конструкторських бюро. Спочатку реалізація цих досліджень відбито у вигляді запровадження у БИУС окремих завдань наведення винищувальну авіацію з надводних кораблей.

В зв’язку з будівництвом ТАВКР науковими колективами ВМФ (14-ї НДІ МО, 24-й ЦНДІ і філія 30-го НДІ МО) було розроблено концепцію створення корабельних АСУ авіацією ВМФ. Вже для четвертого корабля цього проекту розробили: автоматизований комплекс бойового управління «Тур», комплекс наведення винищувальної авіацією «Газон» і радіотехнічна система ближньої навігації і посадки літальних апаратів «Резистор».

Автоматизированный комплекс бойового управління літальними апаратами розробляло НВО «Марс» (головний конструктор В.Д.Бадаев). Комплекс забезпечував: управління з ТАВКР штурмової авіацією, корабельними вертольотами і літаками спеціального призначення, і навіть постановку завдань пункту наведення винищувальної авиации.

Разработчиком комплексу наведення було НВО «Протон» — головний конструктор Ю. Ф. Алексеев. Комплекс забезпечував наведення з корабля на повітряні мети як корабельної, так і береговою винищувальної авиации.

Разработку радіотехнічної системи ближньої навігації посадки виконав НДІ вимірювальної техніки під керуванням головного конструктора А. М. Брегина. Система забезпечувала управління польотами у ближчій зони і управління посадкою корабельних літальних аппаратов.

В з розробки й науковому супроводі систем брали участь провідні вчені ВМФ: В. М. Ростиславский, Г. И. Максимов, Ю. И. Артемьев, В. А. Пегушин, Ю. А. Сараджим і другие.

Высокие тактико-технічні вимоги, які пред’являються БИУС, може бути задоволені за умови створення ефективних засобів цифрового обчислювальної техніки, здатних функціонувати у корабельних умовах. Так проблему мінімізації їх терезів і габаритів за умови дотримання вимог щодо обчислювальної потужності і забезпечення роботи БИУС в мультизадачном режимі у реальному масштабі времени.

Решение проблеми пов’язані з створенням базових засобів і систем ЦВТ. До 1970 г. був розроблений перший базовий корабельний цифровий обчислювальний комплекс (ЦПК) «Азов», який став ядром корабельних БИУС другого покоління. Наприкінці 1975 р. розроблено і впроваджено в серійне виробництво корабельний ряд базових уніфікованих ЦПК третього покоління — «Арфа», «Атака», «Карат».

Дальнейшее розвиток принципу базовости отримала розробці корабельних коштів ЦВТ четвертого покоління та створення базових типових обчислювальних систем. У цьому базовость обумовлена гнучкістю обчислювальної системи, коли, змінюючи номенклатуру програмних і технічних засобів, можна отримати роботу систему з якісно новими характеристиками. Цей принцип дає можливість адаптації структури обчислювальної системи до набору функціональних завдань, що актуально при обгрунтуванні вимог до перспективним засобам ЦВТ.

Значительный внесок у розв’язання проблеми створення базових коштів ЦВТ для автоматизованих системам управління підводних човнів і надводних кораблів внесли провідні фахівці і науковці НИУ в промисловості й ВМФ, якими було розроблено та реалізовано програму спеціальних електронних модулів (ПРОСЭМ): В. А. Букатов, А. А. Мошков, И. И. Тынянкин, О. В. Щербаков, И. С. Новиков, В. С. Данилов, В. В. Каштанкин, В. Д. Склюев і другие.

Изложенные вище спільні зусилля учених ВМФ, Академії наук і промисловості дозволили обгрунтувати шляхи вирішення складної науково-технічної проблеми автоматизації управління силами і коштами ВМФ, відповідно до якими порівняно стислі терміни було створено принципово нові зразки військову техніку — корабельні БИУС. Їх освоєння широке використання дозволили істотно підвищити бойові можливості ВМФ.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.