Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №746

То есть вы полагаете, что отрасль все же прогрессирует?

- Я бы не сказал, что именно сейчас она топчется на месте. У нашей фирмы есть подвижки вперед, приятные для нас, но ситуация в целом все же непростая.

В России существует аппарат генеральных конструкторов по важнейшим направлениям техники. Теперь есть и генеральный конструктор беспилотных комплексов[Генеральный конструктор - это основной координатор проектов, которых, по словам Шебакпольского, становится все больше.] - это говорит о том, что к нашему направлению повернулись лицом, у самой отрасли намечается рост. Полагаю, будет расширяться кооперация, в том числе и международная, что может дать толчок и технологическому развитию.

Инициативные работы по созданию боевого беспилотного летательного аппарата класса фронтового бомбардировщика российская корпорация "МИГ" начала в 2005 году. Через два года на авиасалоне "МАКС-2007" был продемонстрирован полноразмерный нелетающий технологический макет этого БПЛА и объявлено его название - "Скат".

Массогабаритные характеристики "Ската" внушают уважение. Максимальный взлетный вес 10 тонн, размеры как у "взрослого" истребителя: размах крыла - 11,5 метра, длина фюзеляжа - 10,25 метра; стоя на шасси, над землей он возвышается на 2,7 метра. Самолет способен брать на борт до 2 тонн вооружения. Штатными средствами поражения являются, например, две ракеты "воздух-поверхность" (обычные или предназначенные для поражения РЛС) или пара высокоточных корректируемых авиабомб калибра 250 и 500 кг. Все вооружение находится на внутренней подвеске, что обеспечивает отличные аэродинамические показатели и снижает радиозаметность аппарата. "Скат" способен лететь на высоте до 14 километров на расстояние до 4 тысяч километров.

Аппарат построен по статически неустойчивой аэродинамической схеме, что влечет за собой необходимость динамически стабилизировать полет силами бортовой системы управления. Вообще, комплекс задач, возложенный на бортовую компьютерную сеть, весьма широк: автоматический взлет и посадка, прием данных целеуказания, выход на цель, применение оружия, поддержка функций боевого взаимодействия, возврат на базу, автоматическая посадка. Обилие режимов функционирования и сложность динамики аппарата приводит к беспрецедентно большому объему работ по созданию и проверке корректности работы ПО системы управления и отработке всего программно-аппаратного комплекса.

Боевые задачи "Скат" будет способен решать как в одиночку, так и во взаимодействии с находящейся в воздухе группировкой беспилотных и пилотируемых аппаратов, что, по оценкам зарубежных аналитиков, является оптимальным с точки зрения эффективности боевого применения.

Разработка любого летательного аппарата, предназначенного для решения каких-то задач, а не "просто полетать", начинается с технического задания.

До недавних пор главными "читателями" согласованного с заказчиком технического задания были конструкторы да инженеры… Однако времена меняются.

По некоторым оценкам, от 80 до 90% функциональности современных автономно летающих (не радиоуправляемых) БПЛА реализуется трудами специалистов по информационным технологиям: цифровой обработке данных, включая изображения, цифровым защищенным каналам передачи информации, автоматическому геопозиционированию по информации навигационных спутников и цифровым картам местности, системам адаптивного управления, распознаванию образов…

Только 10–20% - это реализация "в железе" требований по массе полезной нагрузки, дальности и времени полета, поддержка режимов эксплуатации вооружения и спецоборудования.

Возьмем, к примеру, техническое задание на проектирование беспилотного разведывательно-ударного комплекса (БРУК) для осуществления боевых действий с применением стандартных типов авиационного вооружения: управляемых и неуправляемых бомб, ракет "воздух-земля" (общей массой до 2 т) плюс аппаратура фото и радиоразведки.

Итак, читаем."…БРУК должен допускать эксплуатацию на базе необорудованных (полевых) аэродромов, возможно с грунтовой ВПП длиной до 1000 м". Стоп. Две тонны бомб и коротенькая "грунтовка". Это значит - три режима взлета и посадки: старт однозначно с ракетными ускорителями с мобильной пусковой установки, посадка "по-самолетному" на грунт после боевого применения или разведки (без бомб) и посадка "по-самолетному" на запасной аэродром с длинной ВПП в случае отмены боевого применения или отказе систем вооружения (с бомбами). Реализация каждого из этих режимов требует разработки соответствующих алгоритмов системы управления. "Ракетный" старт - это, возможно, необходимость изменения балансировки самолета после сброса ускорителей; проработка программ аварийного завершения старта при отказе одного из ускорителей…

"Самолетная" посадка - это задачи автоматического приведения на базу, точное автономное позиционирование относительно ВПП и автоматическое построение маршрута захода на посадку и режима снижения - и тоже в нескольких вариантах: штатном и в условиях противодействия ПВО (тогда снижение осуществляется по крутой спирали, и расчет посадки меняется). Вариант ухода на запасной аэродром влечет за собой необходимость автоматического штурманского расчета с учетом многих факторов… Исходными данными для таких расчетов могут быть данные GPS/ГЛОНАСС-навигации, цифровые карты местности, заложенные в память бортового компьютера, информация о параметрах полета, поставляемая системой воздушных сигналов, бортовыми радиосистемами измерения высоты и скорости и наземными радиолокационными средствами измерения. Поскольку мы проектируем боевое средство, нужно учесть, что сигналы спутников могут быть подавлены, и нам следует проработать алгоритмы автономного позиционирования по данным обзорного бортового радиолокатора или даже распознавания объектов на картинке бортовой телекамеры с последующей привязкой к электронной карте местности.

Читаем дальше: "…в режиме работы "по вызову" время готовности БРУК должно быть не более…" Режим работы "по вызову" означает, что БПЛА с ускорителями и боевой загрузкой находится на стартовом устройстве, системы включены и работают, осуществляя автоматическую самопроверку функционирования; целеуказания нет, оно ожидается… Огромный пласт вопросов! Алгоритмы приема и обработки данных целеуказания, алгоритмы проверки возможности выполнения боевой задачи, алгоритмы построения маршрута с учетом данных разведки о наличии огневых средств ПВО и их расположения, алгоритмы блокировки несанкционированного пуска…

Дальше: "…иметь возможность обнаружения групп живой силы и техники на местности в условиях маскировки и предварительной идентификации объектов с целью подготовки быстрого принятия решения на боевое применение по команде…"

За этими словами - отдельный программный комплекс цифровой фильтрации изображений и распознавания образов. Причем, скорее всего, адаптивный - с настройкой на оптические параметры конкретной подстилающей местности.

"Вскрытие" оптической маскировки зачастую решается совместным применением бортовых видеосистем и радиолокационных средств.

Отсюда: алгоритмы обработки данных радиолокатора, алгоритмы комплексирования и калибровки средств обнаружения… Алгоритмы предварительной идентификации объектов по их обобщенным характеристикам из базы данных… Алгоритмы расчета задания на боевое применение…

Довольно? А ведь это не более четверти задач, решать которые приходится не специалистам "по самолету и двигателю", а именно нам - разработчикам бортового программноинформационного обеспечения беспилотных летательных аппаратов.

Лев Анохин, специалист по разработке алгоритмов бортовых систем управления БПЛА.

Чемпион в легком весе

Автор: Александр Бумагин

Ижевская компания "Беспилотные системы" известна на международном рынке благодаря марке A-Level Aerosystems. Компания производит беспилотные летательные аппараты размером от сорока сантиметров до четырех метров. О том, каково делать беспилотники в России, мы говорили с руководителем компании Александром Захаровым.

Между российскими и зарубежными разработками часто ставится знак равенства:дескать, ничего своего у нас нет…

- Несколько лет назад, когда мы поставляли в МВД РФ первые комплексы БПЛА, наша система автоматического управления еще не прошла все испытания, и пришлось использовать автопилот канадской фирмы-разработчика. Но в течение полугода был доработан и испытан наш собственный автопилот, и мы заменили систему даже в тех комплексах, которые были поставлены ранее.

Вы одни такие в России или есть еще негосударственные компании, которые заслуживают внимания?