Корабельні автоматизовані системи управління

Ю.В. Алексєєв кандидат військово-морських наук, лауреат Державної премії, контр-адмірал, Ю.П. Блінов кандидат технічних наук

Розширення завдань ВМФ, вихід його в океан, збільшення просторового охоплення системами розвідки, освітлення обстановки і зв'язку висунули проблему якісного поліпшення системи управління силами і засобами ВМФ в бойових та повсякденних умовах. Рішення проблеми ускладнювалося необхідністю врахування особливостей сучасної збройної боротьби на морі, які полягали в активному радіоелектронної протидії, швидкоплинність бойових зіткнень на значній відстані протиборчих сторін і широкомасштабних діях сил у повітряному, надводному та підводному просторі.

Аналіз процесу управління силами і засобами ВМФ показав, що прийняття оптимального рішення в умовах мінливої обстановки, різкого збільшення потоків інформації і скорочення часу на її обробку можливо тільки при автоматизації процесу управління за рахунок створення і оснащення підводних човнів, надводних кораблів, морської авіації і берегових командних пунктів різних рівнів автоматизованими системами управління (АСУ).

Результати досліджень, виконаних 24-м ЦНДІ МО, дозволили зробити висновок, що в умовах активного вогневого та радіоелектронної протидії внесок корабельних АСУ в ефективність вирішення бойових завдань можна порівняти з внеском ударної зброї.

Необхідність створення АСУ зажадала дозволу складної наукомісткої проблеми, пов'язаної, з одного боку, з розробкою надійних. швидкодіючих засобів обчислювальної техніки, з іншого - з розробкою та реалізацією на цих коштах великого числа математичних моделей морських операцій, адекватних фактичним діям сил і процесу управління ними в бойових умовах. До вирішення цих важливих для ВМФ питань залучалися провідні вчені та фахівці в області теорії управління, інформатики, математики і радіоелектроніки ВМФ. АН, промисловості і вузів. Результати виконаних ними досліджень лягли в основу створюваних корабельних АСУ.

Перші роботи зі створення засобів автоматизації процесу управління підводним човном і надводним кораблем були виконані в 50-і роки в НДІ ВМФ. Тоді в інтересах підвищення ефективності управління на бойові кораблі стали встановлювати окремі радіоелектронні засоби автоматизації управління, проте це не дало значних результатів, тому що вони не були єдиною системою, мали низьку надійність і оперативність функціонування. Для вирішення цих питань вченими Академії наук академіками А. И. Бергом і Б. В. Гнеденко успішно проведені дослідження, результати яких дозволили істотно підвищити ефективність корабельних радіоелектронних засобів.

Поява елементів обчислювальної техніки і перших цифрових обчислювальних машин дозволило проводити дослідження по можливості їх використання в експериментальних зразках озброєння. Керували цими дослідженнями І. А. Семко і Б. Ф. Дубовий.

Цей період характеризується тісним науковим взаємодією з питань створення корабельних АСУ 24-м ЦНІ з 1-м, 9-му, 14-му, 28-м і 34-м НДІ МО, з Інститутом автоматики і телемеханіки АН, очолюваним академіком В. А. Трапезникова, Інститутом кібернетики Української АН, очолюваним академіком В. М. Глушкова, Інститутом точної механіки та обчислювальної техніки, очолюваним академіком С. О. Лебедєвим, і ін

Були визначені шляхи вирішення проблем підвищення оперативності та обгрунтованості прийнятих рішень, централізованого збору та обробки інформації, формування єдиної інформаційної обстановки на кораблі, роботи системи з розділенням часу, алгоритмізації задач управління і ін Виконані науково-дослідні роботи дозволили приступити до створення перших корабельних АСУ - бойових інформаційно-управляючих систем (БІУС).

У розробку першим для підводних човнів БІУС "Хмара" великий творчий внесок зробили вчені ВМФ: Л. Ф. Колишев, І. А. Семко, І. А. Чеботарьов, Г. Н. Бобков, Ю. А. Попов та М. А. Сінільніков. Активну участь у розробці БІУС "Хмара" взяли вчені Військово-морської академії та НІУВМФ - А. І. Чернозуб, А. А. Канарейкін, В. Н. Матвієнко, Д. С. рал та інші. БІУС "Хмара" дозволяла командиру централізовано керувати бойовою діяльністю підводного човна, вирішувати широкий коло завдань щодо збору, обробки інформації і відображення її на єдиному пульті, керувати зброєю, а також вирішувати завдання кораблеводіння і навігації. Розробка БІУС "Хмара" проводилася колективом ЦНДІ "Агат" під керівництвом Г. А. Астахова і головного конструктора Р. Р. Бєльського. Система успішно пройшла дослідну експлуатацію, а її творці були удостоєні Ленінської премії.

Цього ж період було розроблено технічне завдання на БІУС "Акорд" для комплексно-автоматизованої підводного човна проекту 705. Загальне керівництво за проведенням робіт по проекту автоматизації підводного човна здійснював академік А. П. Александров, а наукове керівництво створенням систем управління для неї -- академік В. А. Трапезников. Головним конструктором БІУС "Акорд" був призначений А. І. Буртов.

Обгрунтування БІУС "Акорд" вперше проводилося на основі аналізу діяльності всіх бойових частин та бойових постів підводного човна в різних бойових епізодах і поданні підводного човна як єдиної людино-машинної системи. Багато творчої праці у створення БІУС вклали вчені НДУ ВМФ - С. П. Чернаков, А. А. Чехальян, В. С. Нехай, П. П. Фрідолін, Л. С. Філімонов та інші. Велику допомогу в реалізації наукових ідей при проектуванні БІУС "Акорд" надавав академік Н. Н. Ісанін.

Роботи з створення перший БІУС дали новий імпульс розвитку корабельної обчислювальної техніки. Результати робіт дозволили вирішити проблему створення на базі впровадження мікроелектроніки БІУС "Вузол", яка знайшла широке застосування при оснащенні дизельних підводних човнів. Розробка системи здійснювалася Ленінградським конструкторським бюро Міністерства електронної промисловості (ЛКБМЕП), очолюваним Ф. Г. Старосом. Завдяки тісній взаємодії вчених ВМФ і промисловості, які пройшли школу створення перших БІУС, а також впровадженню низки принципово нових технічних рішень вже в1973г. БІУС "Вузол" була прийнята на озброєння і вже тривалий час є системою, що експортується до Індії, Алжир, Іран і ряд інших країн.

У зв'язку з вдосконаленням зброї, навігаційного та радіотехнічного озброєння з'явилася необхідність розширення обсягу завдань, що покладаються на кошти цифрової обчислювальної техніки (ЦВТ), і підвищення їх швидкодії, обсягів пам'яті, забезпечення діалогу оператор-машина. Реалізація цих вимог була здійснена в БІУС "Алмаз" і ракетної бойової керуючої системі "Альфа".

У ході виконання ряду НДР в період 1986-1993рр. був проведений великий цикл досліджень з розробки методології військово-економічних обгрунтувань автоматизованих систем управління підводним човном, визначення складу, структури та організації функціонування АСУ на принципах комплексної автоматизації процесів управління. Отримані результати стосовно перспективною підводному човні нового покоління отримали схвалення і визнання. В організації проведення досліджень за цим напрямком велика заслуга належить вченим ВМФ Г. С. Кубатьяну, Д. П. Зубкову, І. М. Задворнову, В. К. Буйко і іншим.

У зв'язку з розгортанням робіт з будівництва підводних човнів третього покоління було обгрунтовано під керівництвом В. С. Бабія технічне завдання на базовий ряд БІУС "Омнібус" для всіх проектів підводних човнів цього покоління.

Реалізація базового принципу дозволила на 90% уніфікувати як математичний апарат, так і технічний склад БІУС. Вперше БІУС "Омнібус" розроблена як система "Напіввідкритого типу" з включенням до се складу зовнішньої пам'яті на магнітній стрічці, що забезпечувало великі модернізаційні можливості завдань, необхідність яких диктується безперервним розвитком тактики дій і використання зброї підводних човнів.

У процесі проектування БІУС ряду "Омнібус" колективами НУО (кол. ЦНДІ) "Агат" МСП під керівництвом Е. В. Рикова, НІУВМФ під науковим керівництвом А. В. Лоскутова і В. С. Чернова було виконано великий обсяг робіт з розробки оперативно-тактичних постановок завдань, їх моделювання, узгодженню алгоритмів функціонування і розробці посібників з бойового використання. Великий внесок у створення БІУС вніс віце-адмірал І. І. Тинянкін.

Реалізація базового принципу побудови БІУС дозволила при обмежених витратах і в порівняно короткий термін оснастити підводні човни всіх проектів третій покоління сучасними корабельними АСУ.

Питання автоматизації управління силами, зброєю і технічними засобами з'єднань, тактичних груп і поодиноких надводних кораблів були розглянуті НДУ ВМФ в 1955-1957гг. в науково-дослідних роботах з вишукування технічних шляхів побудови та обладнання командних пунктів авіанесучих кораблів з управління літальними апаратами.

У 1957-1961гг. була обгрунтована, а НВО "Агат" створена система трансляції, целеуказа-ня та взаємного обміну інформацією між кораблями тактичної групи типу "Море-У". Головний конструктор системи - Є. Д. Єгоров.

При створенні системи були вирішені проблеми автоматизованого обміну інформацією між кораблями тактичної групи, видачі цілевказання зброї, що дозволило координувати дії окремих кораблів у складі тактичної групи в ході ведення бойових дій. Однак життя вимагало створення не тільки інформаційної системи, а і керуючої, що забезпечує вироблення рекомендації для командира із застосування зброї і особливо в такому динамічному процесі, як ППО.

У 1961р. в НДУ ВМФ була виконана робота з обгрунтування комплексної системи збору та обробки інформації для централізованого управління силами і зброєю кораблів тактичної групи, в результаті чого розгорнулися роботи зі створення першої БІУС для надводних кораблів типу "Корінь". Створення системи дозволило: вирішити проблему автоматизованого збору, обробки та обміну інформацією між кораблями та тактичними групами, рішення задач вибору та розповсюдження зброї ППО пло, завдань наведення винищувачів і вертольотів. БІУС сполучається з РЛС, що дозволяло вирішувати завдання в динаміці бойових дій. Великий внесок у створення БІУС "Корінь" внесли Ю. Н. комашка, Г. І. Максимов, С. Н. Кирилін, С. Д. Воронін і інші.

БІУС "Корінь" в 1967р. успішно пройшла державні випробування і була встановлена на протичовновий крейсер "Москва". Головний конструктор системи - В.3.Абрамов. У подальшому була розроблена модифікація БІУС типу "Корінь" в частині вироблення плану целераспределенія засобів ППО на самооборону. Нею були озброєні великі протичовнові кораблі. Все це, в остаточному підсумку, дозволило спростити роботу операторів і начальника ППО, підвищити оперативність і обгрунтованість в оцінці і аналізі обстановки при виробленні целераспределенія засобів ППО. Однак при реалізації виробленого плану целераспределеніе зенітних вогневих засобів (ЗОС) корабля, як і раніше було не автоматизовано. Тому відображення масованих нальотів залишалося важкою проблемою для тактичної групи кораблів.

Обчислювальні можливості БІУС типу "Корінь" навіть для свого періоду були явно недостатніми, що вимагало переходу до другого покоління корабельних систем автоматизації управління. З цією метою наприкінці 60-х і початку 70-х років НДУ МО виконали ряд комплексних НДР з проблем підвищення ефективності бойового використання зброї і радіоелектронних засобів (РЕЗ) кораблів у складі тактичних груп за рахунок автоматизації управління. За результатами робіт було розроблено технічне завдання на нове покоління БІУС "Алея-2" для важких авіанесучих крейсерів (ТАВКР), в якому вже технічно були об'єднані і значно розширені функції систем "Море-У" і "Корінь". Роботи велися НВО "Марс" під керівництвом Ю. М. Ковальського і головного конструктора В. І. кидалова. Наукове керівництво та супровід від ВМФ здійснювали В. А. Шилов, А. Б. Рожков, Н. Г. Нікітін та В. К. Коваль. Дослідний зразок БІУС "Алея-2", встановлений на ТАВКР "Київ", що успішно витримав випробування і в 1976р. був прийнятий на озброєння.

З появою низько протикорабельних ракет виникла нова наукова проблема вдосконалення контуру ППО в частині оптимального розподілу управлінських функцій між засобами управління, що входять в контур цей. Тому при створення чергової модифікації БІУС другого покоління особливу увагу було приділено вирішенню цієї проблеми. В результаті для головного ТРКР "Кіров" була розроблена БІУС "Алея-2М", яка успішно пройшла державні випробування в 1980р. За рахунок впровадження автоматизованого режиму роботи вдалося значно скоротити час від виявлення цілі до сходу зенітних керованих ракет (зур).

До початку 80-х років на озброєнні надводних кораблів перебувало кілька десятків БІУС першого та другого поколінь.

В основу розробки БІУС третього покоління для НК був покладений, так само як і для ПЛ, принцип базової. Технічна політика створення БІУС, а також військово-наукове супроводження їх в організаціях промисловості здійснювалися під керівництвом В. С. Бабія за участю Л. Б. Іванівського, В. А. Шилова, А. Д. Сорокіна та інших.

Базова БІУС "Лісоруб" створювалася в НВО "Марс" під керівництвом В. П. Тодурова. Вона була пред'явлена на державні випробування у 1980р. Перехід до елементної бази третього покоління дозволив значно поліпшити ТТХ БІУС, підвищити ступінь автоматизації процесів, обгрунтованість і оперативність прийнятих командуванням рішень при менших масогабаритних технічних характеристиках коштів. Проте досягти повної комплексності в автоматизації процесів ведення бойових дій кораблем у складі тактичних груп не вдалося.

На початку 80-х років в ряді комплексних НДР, що проводилися під науковим керівництвом Ю. В. Алексєєва в ВМФ і Б. С. Сиром'ятникова в промисловості, була показана системоутворююча роль корабельних АСУ та зроблено висновок про те, що досягти якісно нового рівня в автоматизації процесів управління корабельним зброєю та радіоелектронним озброєнням (РЕВ) можливо тільки шляхом інтеграції всіх корабельних систем і комплексів управління в єдину АСУ. Під науковим керівництвом Ю. П. Блинова була розроблена концепція створення єдиної АСУ надводного корабля. У роботі було показано, що тільки у разі створення АСУ можливо виключення необгрунтованого дублювання технічних засобів і спеціального математичного забезпечення, виключення або зведення до мінімуму системних прорахунків у проектуванні корабельних систем, які вирішують в єдиному циклі одну бойову задачу. Однак це вимагало зміни організації наукових обгрунтувань, структури замовлень, переходу до цільової комплексної програми, виконуваної головними підприємствами під керівництвом єдиного замовника. Тому на першому етапі пропонувалося перейти до формування на кораблях бойових контурів управління зброєю ППО, пло і ОРО. Цей напрям вперше реалізовано при створення ТАВКР "Адмірал Флоту Радянського Союзу Кузнєцов" і ТРКР "Петро Великий". Однак це не дозволило повністю забезпечити оптимальне функціонування корабельного зброї та РЕВ, так як ув'язка що встановлюються на корабель систем здійснювалася вже на заключних етапах їх побудови.

У ході подальшого вдосконалення корабельних АСУ були обгрунтовані пропозиції про виділення з БІУС функцій, пов'язаних з управлінням силами і зброєю корабельного з'єднання, поклавши на БІУС тільки завдання управління зброєю і технічними засобами корабля. Так з'явилися перші АСУ четвертого покоління - БІУС "Трон" і комплекс засобів автоматизації тактичної групи "Дипломант", встановлені на СКР. "Безстрашний". У цих системах вперше був реалізований принцип розподілу обробки інформації, що дозволило значно підвищити надійність управління. На 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 летательнимі апаратами з надводних кораблів виникла у зв'язку з необхідністю організації взаємодії між ними в процесі вирішення спільних бойових завдань. Науково-дослідні роботи з вирішення цієї проблеми були розпочаті в 1950-1952гг. і велися за напрямками створення системи автоматизації управління бойовими діями авіації, системи забезпечення навігації та посадки літальних апаратів. У роботах брали активну участь Д. Г. Регінскій, Е. Т. Ліпатов, М. Г. Барабаш та інші.

Проблема автоматизації управління корабельної авіації ВМФ загострилася в період створення ТАВКР, озброєних багатоцільовими літаками корабельного базування - Як-38, Су-27к. Вирішення цієї проблеми ускладнювалося рядом особливостей бойового використання корабельної авіації, до основних з яких відносяться: велика кількість одночасно керованих літальних апаратів в повітрі; обмежені можливості корабля з розміщення пунктів управління авіацією; рухливість корабля; одночасне використання корабельних РЛС для управління авіацією та іншими засобами.

До рішення питань з автоматизації управління корабельної авіацією були залучені: Московський НДІ приладів автоматики, Московський авіаційний інститут, НДІ авіаційних систем, ряд конструкторських бюро. Спочатку реалізація цих досліджень знайшла відображення у вигляді впровадження в БІУС окремих завдань наведення винищувальної авіації з надводних кораблів.

У зв'язку з будівництвом ТАВКР науковими колективами ВМФ (14-й НДІ МО, 24-й ЦНДІ і філія 30-го НДІ МО) була розроблена концепція створення корабельних АСУ авіацією ВМФ. Вже для четвертого корабля цього проекту були розроблені: автоматизований комплекс бойового управління "Тур", комплекс наведення винищувальної авіації "Газон" і радіотехнічна система ближньої навігації та посадки літальних апаратів "Резистор".

Автоматизований комплекс бойового управління літальними апаратами розробляло НВО "Марс" (головний конструктор В. Д. Бадаєв). Комплекс забезпечував: управління з ТАВКР штурмовою авіацією, корабельними вертольотами і літаками спеціального призначення, а також постановку задач пункту наведення винищувальної авіації.

Розробником комплексу наведення було НВО "Протон" - головний конструктор Ю. Ф. Алексєєв. Комплекс забезпечував наведення з корабля на повітряні цілі як корабельної, так і берегової винищувальної авіації.

Розробку радіотехнічної системи ближньої навігації посадки виконав НДІ вимірювальної техніки під керівництвом головного конструктора А. М. Брегіна. Система забезпечувала управління польотами в ближній зоні і керування посадкою корабельних літальних апаратів.

У розробці і науковому супроводі систем брали участь провідні вчені ВМФ: В. М. Ростіславскій, Г. І. Максимов, Ю. І. Артем'єв, В. А. Пегушін, Ю. А. Сараджім і інші.

Високі тактико-технічні вимоги, пропоновані до БІУС, можуть бути задоволені за умови створення ефективних засобів цифрової обчислювальної техніки, здатних функціонувати в корабельних умовах. Так виникла проблема мінімізації їх ваги і габаритів за умови дотримання вимог щодо обчислювальної потужності і забезпечення роботи БІУС в мультизадачності режимі в реальному масштабі часу.

Рішення проблеми пов'язано зі створенням базових засобів і систем ЦВТ. До 1970р. був розроблений перший базовий корабельний цифровий обчислювальний комплекс (ЦБК) "Азов", який з'явився ядром корабельних БІУС другого покоління. До кінця 1975р. розроблено та впроваджено в серійне виробництво корабельний ряд базових уніфікованих ЦПК третього покоління - "Арфа", "Атака", "Карат".

Подальше розвиток принципу базовість отримало у розробці корабельних засобів ЦВТ четвертого покоління і створення базових типових обчислювальних систем. При цьому базовість обумовлена гнучкістю обчислювальної системи, коли, змінюючи номенклатуру програмних і технічних засобів, можна отримати систему з якісно новими характеристиками. Даний принцип дає можливість адаптації структури обчислювальної системи до набору функціональних завдань, що актуально при обгрунтуванні вимог до перспективних засобів ЦВТ.

Значний внесок у вирішення проблеми створення базових засобів ЦВТ для автоматизованих систем управління підводних човнів і надводних кораблів внесли провідні фахівці та вчені НДУ промисловості і ВМФ, якими була розроблена і реалізована програма спеціальних електронних модулів (ПРОСЕМ): В. А. Буката, А. А. Мошков, І. І. Тинянкін, О. В. Щербаков, І. С. Новиков, В. С. Данилов, В. В. Каштанкін, В. Д. Склюев та інші.

Викладені вище спільні зусилля вчених ВМФ, Академії наук і промисловості дозволили обгрунтувати шляхи вирішення складної науково-технічної проблеми автоматизації управління силами і засобами ВМФ, відповідно до яких у порівняно короткі терміни були створені принципово нові зразки військової техніки -- корабельні БІУС. Їх освоєння та широке використання дозволили істотно підвищити бойові можливості ВМФ.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.navy.ru/