ЗВО - 12'1988
БОЕВОЙ ПОЛЕТ ИСТРЕБИТЕЛЯ И ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
Полковник Ю.КАРТЕНИЧЕВ, кандидат военных наук;
майор А.ПЕТРОВ, кандидат военных наук
Военные эксперты США и других стран НАТО считают, что при полете на современной сложной авиационной технике летчик (экипаж) работает, как правило, на пределе своих интеллектуальных возможностей. Чтобы эффективно применять бортовое оружие, он должен правильно и своевременно воспринимать и анализировать огромные объемы информации, поступающей от бортовых и наземных технических средств. При нынешней технической оснащенности летчик отчасти имеет дело не с самими процессами обнаружения, перехвата и поражения воздушных целей, а лишь с их моделями, представленными на специальных устройствах отображения в виде буквенно-цифровых и других данных, полученных, обработанных и накопленных автоматизированными комплексами. Чем полнее эта информация, тем точнее представления летчика о процессе боя, тем более рациональное решение он может принять.
Исходя из этого, американские военные эксперты обосновали проблему совершенствования информационного обеспечения боевых действий авиации. Одним из путей ее решения стало создание специальных автоматизированных систем сбора, обработки и распределения данных. Так, например, в начале 80-х годов была разработана объединенная тактическая система распределения информации ДЖИТИДС (JTIDS - Joint Tactical Information Distribution System). В настоящее время для ВВС США создается ее усовершенствованный вариант - EJS (Enhanced JT1D System). Внедрение новой системы планируется на начало 90-х годов.
Другим направлением решения этой проблемы явилась разработка и создание бортовых комплексных автоматизированных систем управления полетом и оружием (АСУПО), позволяющих полнее использовать потенциальные возможности самолетов. Так, уже ведутся летные испытания экспериментальных образцов систем, представляющих собой реализацию двух различных концепций создания комплексных АСУПО: аналоговой <Файрфлай>, предназначенной для истребителя F-15 <Игл>, и цифровой, которой оснащен специально переоборудованный самолет AFTI/F-16. Зарубежные военные специалисты утверждают, что истребители, имеющие на борту подобные системы, получат существенные тактические преимущества перед теми, на которых такой аппаратуры нет. В частности, значительно повысится точность ведения огня при действиях как по воздушным, так и по наземным целям.
Аналоговая АСУПО <Файрфлай> разрабатывается фирмами <Макдоннелл Дуглас> и <Дженерал дайнэмикс>. При ведении воздушного боя она обеспечивает вывод самолета в зону применения оружия (на основе данных о положении и угловых скоростях цели, дальности до нее и скорости сближения). По оценке американских экспертов, при стрельбе из пушки с использованием этой системы вероятность попадания в цель увеличивается втрое.
Комплексная цифровая АСУПО разрабатывается фирмой <Дженерал дайнэмикс> в рамках исследовательской программы AFTI/F-16. Специалисты фирмы считают, что она обладает большими возможностями, чем <Файрфлай>, и может стать основой при создании АСУПО для истребителей 90-х годов.
Однако, по взглядам западных экспертов, одного информационного обеспечения деятельности экипажей тактических истребителей и оснащения последних системами АСУПО явно недостаточно. Для облегчения процесса выработки, принятия и реализации решения летчиком (экипажем) в боевом полете необходимо, по их мнению, создать специальные автоматизированные технические средства, включающие элементы искусственного интеллекта. Это требование обосновывается следующим образом.
В ходе выполнения задачи по поражению той или иной цели летчику (экипажу) приходится мгновенно принимать решения в сложной тактической обстановке. Своевременность и правильность их выработки оказывают существенное влияние на результат выполнения задачи.
С развитием авиационной техники и тактики воздушного боя поток информации, которую должен воспринять и оценить летчик, прежде чем принять решение, непрерывно возрастает. В перспективе, как считают американские специалисты, боевой полет будет настолько сложным, что летчик без посторонней помощи не сможет своевременно справиться с огромным количеством информационных данных и правильно их использовать для принятия оптимального решения. Как подчеркивается в журнале <Эр форс мэгэзин>, для этого необходимо иметь специальное устройство отображения информации, которое помогло бы летчику маневрировать, идентифицировать цели, выбирать и применять оружие, контролировать положение самолета в пространстве. Одновременно отмечается возможность создания бортовых устройств, построенных на основе быстродействующих ЭВМ с большим объемом памяти и соответствующим математическим обеспечением, которые помогали бы своевременно принимать наиболее рациональные решения в боевом полете.
По мнению американских специалистов, органы управления истребителей и их вооружение хорошо сочетаются с автоматизированными системами управления полетом и оружием, что позволяет без особых трудностей использовать их совместно со специальным бортовым оборудованием, предназначенным для оказания помощи экипажу при принятии им решений на основных этапах боевого полета в различных условиях обстановки. В печати такое оборудование часто называется устройством выработки решения - УВР. Отмечается, что этой тематикой в настоящее время занимаются практически все авиастроительные корпорации США, в том числе и <Локхид> (рис. 1).
Ниже, по данным, опубликованным в зарубежной прессе, рассматривается методика подхода к проблемам создания УВР для истребителя, которой руководствовались некоторые американские авиационные эксперты на начальном этапе разработок.
Американские специалисты прежде всего исходили из того, что боевой полет истребителя складывается из следующих относительно самостоятельных этапов: взлет, набор высоты, полет в зону, дежурство в зоне (патрулирование), полет на перехват цели, воздушный бой, выход из боя, возвращение на аэродром и посадка (рис. 2). Основными из них, в ходе которых летчик (экипаж) особенно нуждается в интеллектуальной поддержке, считаются дежурство в зоне (патрулирование), перехват цели и воздушный бой. Так, при патрулировании летчик истребителя, наблюдая на экране отображение тактической обстановки, должен самостоятельно принять решение на перехват какой-либо цели (если на это нет указания командного пункта) или продолжать барражирование. Решение зависит от результатов опознавания целей и оценки обстановки. Оборудование современного истребителя позволяет летчику опознавать цели, но вместе с тем он не имеет информации на отображающих устройствах о возможности их успешного перехвата. Поэтому оценка обстановки и принятие решения базируются пока на знаниях, опыте и интуиции человека.
Если принято решение на перехват, летчик выбирает профиль полета, режим работы двигателя и определяет все другие детали выполнения задачи, включая маневр для выхода в атаку под ракурсом, гарантирующим успешный пуск ракеты (стрельбу из пушек). То есть он должен принять ряд (цепочку) последующих решений, имеющих конечным результатом вступление в бой с воздушным противником и его поражение. Процессы выработки этих решений довольно сложны, поэтому для оказания помощи экипажу на таком сложном этапе полета может использоваться УВР.
При разработке первых образцов УВР в США применялись иерархические модели, в которых рассматривались подзадачи как составные части основной боевой задачи, а также модели выбора способа ее выполнения по правилам перехвата воздушной цели. При этом бортовая ЭВМ должна моделировать последовательность выполнения маневров, выдавать рекомендации по их выполнению, выбирать и отображать на экране оптимальный способ действий.
Наиболее эффективный план решения боевой задачи может быть выработан, если рассматривать результаты каждого варианта в конкретной тактической ситуации. Поскольку при ведении воздушного боя у экипажа чрезвычайно мало времени для оценки различных вариантов, в УВР необходимо ввести результаты предварительного анализа, сделанного ЭВМ, работающей в автономном режиме с использованием экспертных систем *.
По мнению американских экспертов, результат боевого воздушного патрулирования истребителя складывается из решения трех ключевых задач: обеспечение максимальной безопасности охраняемого объекта (w1), достижение максимального тактического успеха (w2), минимальный расход средств, например, топлива (w3). Каждая из них обладает большим количеством признаков и представляет собой комплекс конкретных подзадач, которые либо сами по себе являются измеримыми признаками, либо наделены ими. Оценка комбинации признаков обеспечивает показания к выполнению ключевых задач, а оценка сочетания степеней достижимости последних - определение возможности успешного выполнения боевой задачи в целом. Логическая последовательность ее решения (иерархия успеха) показана на рис. 3.
Первая ключевая задача, судя по материалам западной прессы, может быть разложена на две основные подзадачи: охват максимального количества целей и снижение до минимума глубины прорыва самолетов противника. При этом под охватом понимается отношение атакуемых истребителями целей к общему количеству самолетов, участвующих в прорыве. Глубина последнего определяется расчетным расстоянием (дальностью) от центра обороняемого объекта до ближайшей прорвавшейся цели, или до атакуемой цели первоочередной важности, или до середины боевого порядка самолетов противника (группы целей).
Вторая ключевая задача - достижение максимального тактического успеха, го есть увеличение предполагаемой вероятности поражения группы целей (Ey). Она определяется решением трех основных подзадач: максимальным количеством обстрелянных самолетов противника, временем облучения целей бортовой РЛС или головкой самонаведения УР, расстоянием между истребителем и целью. Последний фактор определяет время сближения истребителя (его ракеты) с прорывающимся самолетом противника (ближайшим или первоочередной важности).
Третья ключевая задача - минимальный расход средств. Ее заранее установленным признаком является остаток топлива после выполнения каждого маневра и боезапаса (ракет, снарядов) при выходе из атаки.
Степень важности признаков, определяющих успех выполнения боевой задачи, изменяется в зависимости от тактической обстановки. Так, американские военные специалисты выделили шесть возможных вариантов (способов) выполнения боевой задачи:
1. Наступление - максимальное увеличение количества сбитых самолетов противника, имеющее вторичной целью максимальное увеличение безопасности обороняемого объекта, а также сохранение запасов топлива и боеприпасов (w2>w1, w2-w3).
2. Оборона - максимальное обеспечение безопасности объекта, имеющее вторичной целью достижение максимального тактического успеха и сохранение запасов топлива и боеприпасов (w1>w2, w1>w3).
3. Сохранение и наступление - максимальное увеличение Ey, сохранение запасов топлива и боеприпасов, фактическое игнорирование безопасности объекта (w2>w1, w3>w1).
4. Сохранение и оборона - максимальное обеспечение безопасности объекта, сохранение запасов топлива и боеприпасов, фактическое игнорирование Ey (w1>w2, w3>w2).
5. Безопасность обороняемого объекта - только максимальное обеспечение его безопасности (w1=l, w2=w3=0).
6. Максимальное поражение - максимальное увеличение предполагаемой вероятности поражения самолетов противника Ey и только (w2=l, w1=w3=0).
Каждый из этих вариантов имеет свою группу признаков, отличающихся друг от друга по своей значимости. Первые четыре являются <компромиссными> и отличаются различными комбинациями признаков. Два последних - <чистые>, в которых предпочтение отдается решению одной задачи, либо обеспечению максимальной безопасности объекта, либо достижению наибольшей вероятности поражения группы целей.
Все шесть вариантов соответствуют различной тактической обстановке. Они классифицируются в зависимости от условий, связанных со следующими переменными: дальность прорыва - удаление цели от центра обороняемого объекта или от рубежа применения противником оружия класса <воздух - поверхность>; остаток топлива (боеприпасов), количественное преимущество - количество ракет на истребителе в сравнении с количеством целей; поражающая способность - соотношение количества выпущенных ракет и сбитых целей. Исчерпывающий ряд взаимосвязей между вариантами выполнения задачи и условиями, определяющий критерий перехода от одного к другому, описывается сложными математическими зависимостями.
В боевой обстановке УВР осуществляет автоматический переход от одного варианта к другому по мере изменения <воспринятой> информации. В то же время летчик может делать это вручную, то есть самостоятельно и независимо от решения УВР.
Процесс взаимодействия экипажа и УВР в ходе выполнения боевой задачи начинается после обнаружения и опознавания целей. Информация, полученная с помощью бортовых и наземных средств, отображается на дисплее в виде совокупности меняющихся по времени данных, характеризующих сложившуюся тактическую обстановку. УВР предлагает вариант, подходящий для решения поставленной задачи, оценивает степень необходимости выполнения маневра по занятию выгодного положения и, если это необходимо, выдает рекомендации о порядке его выполнения.
Экипаж может не следовать рекомендации УВР, а принять свое решение и выполнить его, особенно если обнаружена цель первоочередной важности.
Особая ситуация складывается в том случае, когда с самого начала на экране системы отображения информации появляется больше целей, чем может обработать ЭВМ. Наиболее важные она сводит в подгруппы, которые затем и обрабатываются УВР.
Рекомендации по выбору подгруппы целей для атаки отображаются на экране. Предложения по выбору определенной подгруппы и соответствующему маневру индицируются надписью: <Рекомендация по подгруппе целей> (Subset Recommendation) и путем движения символа управляющей команды на экране тактической обстановки.
Что касается органов управления УВР, то западные эксперты, учитывая главное назначение устройства (снятие интеллектуальной нагрузки с экипажа и перевод ее на бортовую автоматизированную систему), считают, что они должны быть элементарным сочетанием минимального числа кнопок. В частности, на пульте управления одного из первых образцов УВР, разрабатываемого в США для истребителя F-14, было всего шесть основных кнопок, соответствующих шести способам (вариантам) выполнения задачи, с помощью которых летчик (оператор) мог вручную выбрать один из них. Если он этого не производил, то вариант действий выбирается автоматически с помощью ЭВМ по заранее заданной программе.
Для выбора цели на пульте имеются две кнопки: одна <Первоочередная> (Priority), а другая <Выбор подгруппы целей вручную> (Manual Subset Select). После нажатия первой летчик может удерживать цель на экране тактической обстановки. Она выделяется среди всех других целей, которые предназначаются для последующей оценки. Нажатие на вторую кнопку позволяет выводить на экране всю подгруппу. О завершении выбора подгруппы летчик сообщает системе повторным нажатием на ту же кнопку.
Кнопка <Возврат в исходное положение> (Reset) позволяет повторно включать часть логической схемы УВР по автоматическому переходу от одного варианта решения задачи к другому. Как только эта часть программного обеспечения будет задействована, рекомендации по выбору подгруппы целей, соответствующие данному варианту, автоматически выдаются устройством выработки решения на экран тактической обстановки вместе с необходимыми изменениями курса, которые указываются перемещениями символа управляющей команды. Летчик может использовать эту кнопку в трех случаях: когда он решил изменить выбранный вручную способ выполнения задачи; если после нажатия кнопки <Первоочередная> он не выделяет эту цель или изменяет свое решение после выделения более важной цели; если он сомневается в правильности выбора вручную подгруппы целей либо решит, что одна или несколько из них выбраны неправильно.
Кнопка <Переход на ручное управление> (Override) позволяет сбрасывать рекомендованные маневры по курсу в связи с атакой выбранной подгруппы целей.
Когда выдается рекомендация по выполнению маневра, символ управляющей команды движется на экране тактической обстановки, и рекомендованный ракурс появляется на экране с надписью ASPEST MAN (<Маневр по занятию ракурса>). При нажатии кнопки <Переход на ручное управление> (после выдачи рекомендации по выполнению маневра) символ возвращается на прежнее место и надпись исчезает, а программа УВР немедленно начинает обеспечивать выбор подгруппы целей. Во время выдачи рекомендации по выбору подгруппы целей эта подгруппа на экране высвечивается более ярко, символ движется по экрану тактической обстановки и появляется надпись LAR ACQ MAN (<Маневр по выходу в зону захвата цели>). Если кнопка <Переход на ручное управление> нажимается в то время, когда выдастся рекомендация по подгруппе целей, на экране отображается ближайшая подгруппа целей с выдачей данных для соответствующего маневра.
Если летчик (оператор) считает, что рекомендация, выданная УВР, неудовлетворительна, он может выбрать цели вручную путем <удержания> их на экране тактической обстановки после нажатия кнопки <Выбор подгруппы целей вручную>. Как сообщается в иностранной печати, УВР в будущем может быть использовано для оказания существенной помощи экипажу истребителя в ходе выполнения боевой задачи без изменения обычного порядка его действий. При этом отмечается, что полученные в США и других странах НАТО результаты теоретических исследований показали, что уже на современном уровне возможно создание аффективных автоматизированных систем так называемой интеллектуальной поддержки летчика (экипажа) в ходе выполнения им боевого полета.
HTTP://ATTEND.TO/COMMI
