ВЕТРОНИКА - МИРНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ ДЛЯ БРОНИРОВАННЫХ МАШИН

Йэн Бастин

Тем читателям, которые знакомы с работой внутри боевой бронированной машины, будет прият­но узнать, что небольшая, но значительная революция осуществляется в области электронной аппа­ратуры машины (ветроники), что окажет существен­ное влияние на ведение боевых действий при исполь­зовании боевых бронированных машин (AFV) в будущем. В принципе ветронику можно рассматривать как применение технологии, подобной той, которая используется в авиационном электронном оборудова­нии современного боевого самолета. Хотя военным начальникам потребовалось некоторое время для осознания потенциальных возможностей интегрирован­ных электронных систем (всегда говорилось, что ВВС лидируют, ВМС идут следом, а где-то сзади тянутся СВ), современное состояние трех особых программ в области ветроники является интересными стадиями разработки.

Ветроника - термин, данный объединению всех электронных систем машины - цифровых, аудио- , видеосистем, распределения электроэнергии и вычислительных средств в единую систему. Фак­тически путем объединения этих систем можно реконструировать внутреннее рабочее пространство бронированной машины, что при­ведет, вероятно, к уменьшению всех габаритов бронированной ма­шины или даже к сокращению количества членов экипажа, необходи­мого для укомплектования данной машины. Кроме того, ветроника повысит эффективность использования боевых бронированных машин путем автоматизированного исполнения многих из текущих служеб­ных задач членов экипажа (таких как представление донесения о материально-техническом состоянии машины в районе боевых дейст­вий), позволяя, таким образом, членам экипажа успешно выполнять свои основные задачи по боевому использованию машины.

Принципы ветроники применимы к любой боевой бронированной машине и для иллюстрации этого положения рассмотрим здесь три программы, осуществляемые в настоящее время в США, Великобритании и Франции, которые продемонстрируют потенциальные возможности этого типа технологии и неизбежность ее применения.

Инициатива Великобритании

Первой программой, которую следует рассмотреть, является программа Великобритании VERDI (Инициатива по исследованию и разработке электронной аппаратуры машины). Программа VERDI начиналась с этапа уточнения, который закончился летом 1989 г . и который объявил об "окончательном принятии" промышленных вкладов и пределах конструктивного содержания будущей машины - демонстрационного макета ветроники. За этим быстро последовала организация группы военных подрядчиков и правительственных научно-исследовательских учреждений, которая должна была осу­ществить интеграцию машины - демонстрационного макета. Эта ма­шина должна определить основу для будущих комплектующих элемен­тов в области ветроники Великобритании и решить общие проблемы. связанные с разработкой ветроники. Программу VERDI должен был возглавить научно-исследовательский центр вооружений Великобри­тании (RARDE), ныне научно-исследовательское управление МО (DRA), размещенное в Чертси. В течение многих лет специальные программы, подобные исследованиям по ветронике, гарантирова­лись министерством обороны Великобритании как часть фундаментальных "необходимых" технологий. Однако из-за финансовых ограничений, в последние годы эта гарантия была применима лишь к немногим важным программам, и министерство обороны пыталось поощрять развитие сотрудничества между военной промышленностью и военными научно-исследовательскими учреждениями. Программа VERDI должна была быть примером того, как соглашение такого рода может быть выгодно обоим партнерам.

С самого начала программа VERDI должна была продемонстри­ровать современные и потенциальные технологии, имеющиеся в ком­мерческом секторе для применения к интегрированной системе для машин. По этой причине последняя машина - демонстрационный ма­кет характеризовалась целым рядом оборудования, от датчиков до процессоров, которое по существу поступило из "имеющегося в про­даже". В свою очередь это подчеркивает необходимость стандарти­зации большого количества элементов электронного оборудования для системы ветроники будущих машин, а также для осуществления все более и более важной роли (если не ведущей), которую начинают играть компоновщики в разработке следующего поколения боевых бронированных машин.

Как упоминалось ранее, ветроника применима к любому типу боевых бронированных машин и в британском случае было принято осознанное решение направить усилия на демонстрационный обра­зец разведывательной машины. Этому особому выбору предшествова­ло мнение, что разведывательной машине требуется объединение почти всех систем, которые могут находиться в других машинах в большем или меньшем составе. Сюда включаются сенсорная систе­ма, комплекс управления огнем и комплекс систем/вспомогатель­ного оборудования. И при показе разрабатываемой технологии на разведывательной машине было доказано, что эта технология может быть легко приспособлена к любой другой машине. К тому же, в перечне закупаемого армией Великобритании имущества, хотя еще и на этапе уточнения, находится новая разведывательная машина TRACER, предназначающаяся для замены имеющихся машин "Симитар" и "Скорпион".

Рис. 1. Базовый демонстрационный макет, создаваемый по программе VERDI , будет использовать имеющуюся коммерческую технологию: 1 - органы управления мачтой; 2 - тепловизоры (v); 3 - лазерный дальномер (LRF); 4 - платформа и аппаратура; 5 - поднимающаяся мачта; 6 - система защиты от вредного воздействия окружаю-щей среды и ОМП; 7 - панорамный тепловизионный прибор (v); 8 - прибор обнаружения светового излучения ядерного взрыва; 9 - бортовой приемник системы предупреждения о лазерном облучении; 10 - датчик системы автоматического обнаружения лета-тельных аппаратов (ADAD); 11 - датчики обнаружения ОМП; 12 - процессор дисплея 1; 13 - видеосистема 1; 14 - процессор на рабочем месте члена экипажа 1; 15 - оборудование рабочего места члена экипажа 1; 16 - оборудование рабочего места члена экипажа 2; 12 - процессор на рабочем месте члена экипажа 2; 18 - видеосистема 2; 19 - процессор дисплея 2; 20 - оборудование запасного рабочего места в башне; 21 - радиостанции; 22 - сочле-нение вращающейся башни и находящихся в ней элементов системы с корпусом машины; 23 - прицел с усилением изображения; 24 - система управления оружием; 25 - тепловизионный прицел и лазерный дальномер (v); 26 - дипольные отражатели, средства управления дымовыми приборами; 27 - оборудование рабочего места водителя; 28 - прибор водителя с усилителем яркости изображения; 29 - датчик перемещения корпуса; 30 - тепловизионный прибор водителя (v); 31 - органы управления машиной; 32 - командно-управляющая волоконно-оптическая шина данных; 33 - контроллер основного генератора; 34 - блок управления энергией; 35 - контроллер вспомогательного генератора; 36 - аккумуляторные батареи; 37 - шина вспомогательного оборудования; 38 - система управления вспомогательным оборудованием; 39 - дистанционные контроллеры мощности; 40 - шина связи; 41 - система связи и управления; 42 - шлюзовой процессор С3I (командный, управляющий, связной и информационный); 43 - глобальная (спутниковая навигационная) система определения местонахождения; 44 - наземная навигационная система определения местонахождения; 45 - векторные генераторы карт (v) (V) = источник видеосигналов

Основные вехи осуществления программы VERDI были связаны с демонстрацией на выставках техники британской армии. Во время выставки ВАЕЕ'90 была продемонстрирована технология интеграции элементов системы на модели, а вслед за ней в 1992 г . предпо­лагался показ полностью оснащенной машины - демонстрационного макета, способного пройти полевые испытания. Так как это меро­приятие было отменено, демонстрационный макет VERDI должен был быть показан на специальных выставке и симпозиуме по ветронике, проводимых в управлении dra в июне 1992 г .

Рис. 2. Разведывательная машина TRACER является очередной в перечне разрабатываемых боевых бронированных машин Великобритании для замены находящихся на вооружении машин "Симитар" и "Скорпион". Система VERDI сможет обеспечить базу для любой спецификации по ветронике, раз­рабатываемой по этому заданию

Основные элементы программы VERDI направлены на обес­печение создания базовой машины, которую министерство обороны смогло бы исследовать и использовать как базу для любых буду­щих разработок в пределах парка боевых бронированных машин. Это особенно относится к тем, кто связан с разработкой требова­ний и определением состава системы для отдельных видов боевых бронированных машин следующего поколения.

Общее представление о системе VERDI

В общих чертах архитектура системы VERDI состоит из четырех основных компонентов: шины видеосигналов, шины командо­вания и управления, шины вспомогательного оборудования и канала связи. Все четыре компонента должны быть связаны через стандарт­ную шину данных, в рассматриваемом случае волоконно-оптическую систему ZTR-500 фирмы "Хантинг коммьюникейшнз", связывающую все пять рабочих мест членов экипажа, расположенных в стандартных местах компоновки базовой машины типа "Уорриор". Рабочие места членов экипажа являются взаимозаменяемыми, что обеспечивается возможностью дублирования действий любого члена экипажа, вклю­чая водителя и командира (на любом рабочем месте). Демонстра­ционный макет, как ожидается, должен показать такую полную взаи­мозаменяемость всех рабочих мест членов экипажа и в то же время продемонстрировать способность четырех основных систем работать одновременно в согласованном режиме. Целью демонстрации будет также показ, что этот тип техники может использоваться в качест­ве носителя датчиков и носителя оружия, способного к полной свободной связи с тыловыми подразделениями и рядом других машин, обеспечивая в то же время командиров машины и подразделений све­дениями в реальном масштабе времени о том, что происходит в бою в отношении собственных машин, техники и о противостоящем про­тивнике.

Основным элементом в этой проблеме является общее рабочее место членов экипажа (CCS). Во время показа модели на выставке ВАЕЕ в 1990 г . общее рабочее место было представлено в виде устройства с двумя экранами визуального отображения информации, составными элементами которого являлись индикатор данных датчиков/системы управления огнем и индикатор данных по системам/ вспомогательному оборудованию, которые приводятся в действие посредством многофункциональных клавиш и штурвальной колонки. Возможно, это устройство может быть в дальнейшем модернизиро­вано путем использования одноэкранной технологии или технологии большого объединенного экрана (LIS), находящейся в настоя­щее время в стадии разработки для боевых самолетов.

В отношении блока датчиков системы VERDI, разработчики настаивали на стандартизированном устройстве их сопряжения с основной архитектурой, что позволит осуществить включение целого ряда систем датчиков, от приборов обнаружения применения ОМП до ИК и ТВ систем и. вероятно, в какой-то момент в будущем, канала передачи видеоданных по всем рабочим местам членов экипажа. Однако важно помнить, что в примере с системой VERDI рассмат­риваемая машина является лишь демонстрационным макетом, который подвержен жестким финансовым ограничениям, и, таким образом, почти во всех случаях блок датчиков, принятый для этой разработки, является действительно "отработанным". Хорошим примером являет­ся прицел OSPREY, который недавно установлен на машину "Уорриор". Другие системы, включенные в систему VERDI, пред­ставляют некоторые технические новинки, например, предлагае­мая установка блока датчиков на мачте, которая представляет интерес для будущих разработок в области датчиков, так как разработка самого блока не будет завершена до окончания компо­новки системы. Этот вид проблем, однако, не является решающим для осуществления основной цели создания системы VERDI.

В разрабатываемой по программе VERDI системе каждое рабочее место членов экипажа будет иметь возможность получения отображения сформированной с помощью ЭВМ системы карт, связанных с аппаратурой глобальной (спутниковой) системы определения местонахождения (GPS), которая будет непрерывно корректировать координаты собственной машины и всех машин, подчиненных коман­диру подразделения. Разрабатываемая система имеет очевидные преимущества и для общего командования и управления отдельными подразделениями и. как ожидается, окажет большое влияние на материально-техническое снабжение танковых частей, так как обеспечит возможность выработки информации и постоянной ее кор­ректировки о точном состоянии отдельных машин, запасов имущест­ва и материальных средств в подразделении (топлива, боеприпа­сов и т.д.). Эта информация может быть получена непосредственно специалистами службы тыла по свободному каналу передачи данных.

Кроме "канала передачи данных по материально-техническому обеспечению" (log-link ), все системы датчиков машин от шины видеосигналов до шины командования и управления будут непосредст­венно связаны, чтобы обеспечить на каждом рабочем месте доступ к данным аппаратуры разведки. Эти данные будут передаваться также в канал связи для обеспечения непосредственного контакта с другими машинами и пунктами управления с помощью каналов пере­дачи речевых сигналов и данных. Средства непосредственного обра­щения обеспечат вышестоящим формированиям доступ к разведыва­тельным данным, записанным экипажем. Этого можно достичь авто­номно, по вызову с пункта управления или путем регулярных коррек­тировок, передаваемых бортовыми системами обработки данных. Во всех случаях нагрузка экипажа по сбору и передаче данных о стандартизированном тыловом и материально-техническом обеспе­чении значительно снижается, так как канал связи будет иметь второе сопряжение непосредственно с шиной командования и управ­ления.

Шина командования и управления имеет назначение координа­ции и интеграции всех данных от разведывательных датчиков и датчиков всех других систем. Поэтому она является центром сис­темы. В шину командования и управления поступают непосредствен­но данные о состоянии системы вооружения и системы управления огнем (включая положение с боеприпасами и т.д.), системы опре­деления местонахождения и навигации для согласования с генера­тором картографических и графических изображений общего дисплея членов экипажа, системы обнаружения применения ОМП и определения состояния окружающей среды, а также о функциях управления всех систем, обеспечивающих движение.

Устройство управления шиной вспомогательного оборудования действует как мост для шины командования и управления и шины вспомогательного оборудования. Это устройство управления обеспе­чивает экипажу доступ (либо постоянный, либо по требованию) к данным, характеризующим состояние всех систем и средств управле­ния. В некоторых случаях по шине вспомогательного оборудования пропускаются повторяющиеся сигналы для снижения рабочей нагрузки на членов экипажа, когда каждому члену экипажа требуется лишь корректировка данных или сообщение для ознакомления с текущим состоянием функций вспомогательного оборудования. Второй канал резервирования передачи данных шины командования и управления обеспечивается системой управления энергоснабжением, которая предназначена для контроля всех систем машины в отношении вы­ходной мощности и потребления мощности.

Современное состояние

Ожидалось, что результаты работы по программе VERDI будут соответствовать намеченным целям и задачам уже в 1992 году, од­нако это не смогло быть осуществлено без некоторой рационализа­ции целей, поставленных перед системой, и некоторого изменения первоначального ее состава. Например, выявились трудности в управлении информацией, обеспечиваемой шиной видеосигналов, для постоянного доступа к ней экипажа на всех пяти рабочих местах, а также в обеспечении этой линии передачи каналом связи. Тех­нология для ликвидации этих затруднений имеется. Если бы она потребовалась, она могла бы быть внедрена, но в объеме проводи­мого эксперимента вариант выбора был опущен.

Более того, работа над оборудованием общего рабочего места экипажа включала большие исследования действий членов экипажа и их способности использовать систему в полной мере в трудных ус­ловиях, например, в условиях с применением ОМП или во время бое­вых действий. В результате этих исследований окончательного ре­шения о будущем взаимодействии в звене "человек-машина" (MMI) еще не принято. В этом отношении значительный интерес представ­ляют разработки в других родах войск, в частности, в области использования авиационных дисплеев или использование системы с сенсорным экраном, которая является лишь одним из нескольких возможных решений, рассматриваемых в настоящее время. На более поздних моделях, конечно, будет реальным использование системы, управляемой голосом, которая также предусматривает речевой ответ систем, или других наиболее современных систем.

Многие из фирм, вовлеченных в осуществление программы VERDI, являются официальными поставщиками министерства обороны и несомненно, что каким-то образом их частный вклад является средством определения основного направления Великобритании в ветронике, которая составит сердцевину разработки и интеграции любой будущей системы. Это подтверждается в отношении волоконно-оптической шины данных, которая была разработана фирмой "Хантинг коммьюникейшнз". Эта фирма давно пытается установить систе­му ZCR в качестве идеального стандарта для военного использования, включая формирование шины данных для интеграции систем в ВМС (хотя ВМС еще должны принять решение, которое позволит осуществить полную интеграцию всех систем таким способом), и программа VERDI дала возможность доказать, что использование технологии волоконно-оптической шины данных лежит в основе пред­лагаемого фирмой рынка сбыта. Фирма "Хантинг" уже продемонстри­ровала преимущества использования волоконно-оптической техноло­гии путем опытного переоснащения проводной машины серии FV-430 в так называемом демонстрационном макете hiway. Рационализа­ция общепринятого плана проводки (кабельных соединений) многих боевых бронированных машин (AFV) в качестве части программы модернизации, как полагают, предлагает обеспечение более безо­пасной защищенной связи, а также обеспечение лучших возможностей обнаружения повреждений в линии связи и ее дублирования, если возникнет проблема.

Следует также помнить, что программа VERDI предусмат­ривает создание только демонстрационного макета, который опре­делит главные моменты будущей разработки системы ветроники для британской армии. Нет сомнений в том, что эта цель достигнута, хотя остается нерешенным ряд технических вопросов относительно определенных аспектов объединения системы с платформой машины. решение которых выходит за пределы объема программы VERDI Будущая разработка системы ветроники возлагается в настоящее время на промышленность и основана на главных моментах, уста­новленных программой VERDI, что несомненно будет отражено в документах по техническим условиям создания будущих боевых бронированных машин. Одним из важных вопросов, поднятых этим демонстрационным макетом, является перераспределение ролей в производстве машин в том, что в будущей боевой бронированной машине, включающей систему ветроники. комплекту электронной аппаратуры будет, вероятно, принадлежать большая часть затрат, чем производству собственно бронированной машины. Маловероятно, что в Великобритании какая-нибудь одна фирма способна взять на себя роль изготовителя и компоновщика такой системы, которая сама по себе подсказывает ряд интересных решений на будущее.

Стандартизация в США

В США революцию в области ветроники осуществляет автоброне­танковое управление сухопутных войск США (US TACOM), Управление ТАСОМ намеревалось сфокусировать внимание на областях, необхо­димых для полного объединения военных машин на поле боя буду­щего. Оно нацеливалось главным образом на боевые бронированные машины следующего поколения, которые должны быть созданы, в ко­нечном счете, по программе модернизации бронированных систем (ASM) на те, что оказались включенными в программу в настоящее время (танк, разрабатываемый по программе "Блок III", на этот раз ока­зался на "обочине дороги"). Из трех видов вооруженных сил США ВВС были особенно дисциплинированы в применении и принятии объединенной архитектуры систем из совместимых систем, таких как распространенная архитектура систем PAVE pillar*), которая является отличительной чертой ATF и программы lh сухопутных войск США. ВМС со своей стороны установили даже более ранний стандарт "Стандартный электронный блок-Е" (SEM-E), разработан­ный в 1970-е годы, он обеспечил основное направление развития для поколения взаимозаменяемых электронных систем, и будет продолжать устанавливать норму для компонентов всех трех видов вооруженных сил, так как этот модуль SEM-E в настоящее время имеет наименьший обобщенный показатель объема 5,8х6,7х0,6 дюйма (147х170х15 мм).

Управление перспективного планирования МО (DARPA) пред­приняло исследования в области современных электронных тех­нологий, ведущих к основным успехам в конструкции систем, причем новые цифровые процессоры исследовались и разрабатывались с ис­пользованием сверхскоростных интегральных схем (VHSIC) и интегральной схемы (MMIC) миллиметрового диапазона волн. В боль­шинстве случаев эти технологические успехи значительно легче было приспособить к следующим одно за другим поколениям самолетов, чем к новым с незначительными изменениями поколениям бронирован­ных машин, что, вероятно, лучше всего видно на разработке конст­рукции систем для танков, таких как танки от M-1AI до M-1A2.

*) PAVE pillar - архитектура: трехуровневая система аппаратуры, построенная на сверхвысоко скоростных элементах, образующих первый ее конструктивный уровень VHSIC chip set. Из этих элементов собирается семейство общих модулей (процессоров, интерфейсов, элементов памяти), образующих второй уровень архитектуры. Третий уровень - типичные системы, комплектуемые из модулей второго уровня (например, многоцелевой радар, сис­тема управления огнем и т.п.)

Можно отметить, что хотя танк M-IA2 содержит смешанный блок ветроники, эта разработка еще не достигла будущих требований и может рассматриваться в качестве опытной для военных (для апробирования) системы, позволяющей произвести оценку возмож­ностей управления системой и действий с ее помощью (см. журнал MT 2/92, р.84).

В CША понимают, что боевой режим, в котором, как ожидают, будет работать система ветроники танка, заметно отличается от режима боевого самолета с высокими летными качествами. Наземные машины не испытывают постоянной потребности в данных быстро­действующих датчиков с передачей информации в реальном масштабе времени для выполнения своей задачи, тогда как при управлении самолетом необходимо иметь непрерывную корректировку данных в соответствии с быстроменяющейся обстановкой.

Одним из показателей, требующих непрерывного измерения, является фактор скорости, на котором функционируют эти разные платформы. Наземная машина, передвигающаяся со скоростью 30 миль/ч ( 48,280 км/ч ), обстреливаемая в бою на дальности 2 км , действует в двухплоскостном пространстве и. следовательно, ей требуется информация и специальные системы датчиков, действую­щих на другом уровне по сравнению с уровнем системы авиационно­го электронного оборудования современных самолетов-истребителей. Например, датчики передачи информации в реальном масштабе вре­мени, но с задержкой функций внутреннего оборудования, или очень быстро реагирующая система управления огнем, но свободный по времени блок тылового обеспечения.

Работа США в области ветроники направлена на обеспечение структурности системы, в которой основные модули системы назем­ной машины могут быть объединены для обеспечения экипажам и под­разделениям ряда машин более эффективных действий. Стремясь к стандартизации этой архитектуры в следующем определенном поко­лении бронированных машин, разработчики надеются, что может быть установлено основное направление будущего развития, которое поз­волит развивать и разрабатывать архитектуру наземных систем таким же образом, как развивались в течение этих лет самолетные системы.

SAVA - прорыв в технологии

Ответом США на требование стандартизации в будущем являет­ся стандартная архитектура бронированных машин (SAVA), разра­батываемая в настоящее время управлением ТАСОМ. Выражаясь просто, электронные системы наземной машины должны содержать ряд "чер­ных ящиков", каждый из которых имеет в своем составе процессор ЭВМ с запоминающим устройством, низковольтный блок питания, устройство ввода-вывода (1/0), средства управления и дисплей. аждый комплект ящиков в общей системе связан с отдельной под­системой машины, а вытекающее из этого их множество ведет к существенному дублированию электронных функций между "ящиками", а также к огромному количеству органов управления и дисплеев на рабочих местах экипажа, которые требуют управления в стесненных предельных условиях башни боевой бронированной машины/основного боевого танка или других отсеков машины.

Одним из решений такой проблемы является пересмотр назна­чения различных подсистем и разделение их по назначению. При этом можно обеспечить объединение ряда общих функций, таких как обработка, память, ввод-вывод информации, подвод электропитания; многофункциональные органы управления и дисплеи в единые блоки, ко­торые могут быть распределены по нескольким подсистемам машины. Это в свою очередь уменьшает габариты и массу электронной аппаратуры машины и упрощает взаимодействие с ними со стороны экипажа. Объединение общих функций, на более высоком уровне подсистемы ма­шины, обеспечивает гораздо большую интеграцию, чем при структуре отдельных "черных ящиков". Это "разделение ресурсов" считается основным преимуществом, которое может обеспечить архитектура SAVA, позволяя добавить или устранить отдельные функции "черных ящиков" без фактического увеличения их количества в сис­теме. Такой подход стал особым первоочередным требованием в течение последних лет, когда от боевых бронированных машин, нап­ример, основных боевых танков, требуются Действия в бою с мак­симальным использованием их боеспособности.

В процессе проводимых работ руководители программы старают­ся расширить состав систем и объем их функций для совершенствования боевых свойств машины, но в какой-то момент это расшире­ние должно быть сбалансировано с возможностями эффективного использования этих свойств экипажем с учетом роли и задач бое­вой машины. С этой целью архитектура SAVA предусматривает объединение целого ряда систем, которыми можно эффективно управ­лять внутри машины или посредством свободного дистанционного ка­нала передачи данных. Естественно, что с введением дополнительных функций пространство, остающееся для экипажа и других основных систем внутри данной машины, постоянно сокращается, тем более, что большинство современных программ по бронированным машинам факти­чески требует уменьшения габаритов машин, что дополнительно углуб­ляет эту проблему. Без принятия базовой электронной архитектуры определенного вида бронированная машина будущего будет находиться в опасности выхода за пределы возможности выполнять работу, для которой она создана.

Рис. 3. Технология ветроники, включенная в танк M-1A2. обосновала повышенную боеспособность боевых бронированных машин. Результаты достижений в области ветроники должны включаться в требо­вания, предъявляемые к машинам с этапа проек­тирования.

Решение программы SAVA

Что касается самой архитектуры SAVA, то она представляет собой открытую (с возможностью расширения), с функциональным разделением, модульную структуру компоновочных блоков. Она обес­печивает четыре общих направления распределения работы всех под­систем: распределение и управление данными (цифровое, речевое и видео); распределение и управление электропитанием (28 В и 270 В постоянного тока); управление ресурсами ЭВМ; сопряжение с многофункциональными органами управления экипажем и дисплеями. Четыре общие "распределенные функции" обеспечиваются комплектом общих/стандартных модулей: сменными печатными платами (РСВ), электронными блоками (коробками, в которые вставляются сменные печатные платы), кабельным комплектом подводки питания к блокам и шинами данных (I553B), которые все вместе составляют стержень архитектуры.

Современные опытные модели системы разработаны для проверки требуемых спецификаций, которые в настоящее время включают:

стандартные модули, которые соответствуют двойному размеру двусторонней печатной платы Eurocard/на 300 милов (7.62мм) шире обычной для обеспечения фиксации платы/отвода тепла/;

системную монтажную шину (SBBUS), которая состоит из 32-битовой монтажной шины среды параллельной виртуальной машины (VME) и расширенной реализации соединителей/объединительной платы VME через дополнительный ряд штырьков (256 штырьков против 192 - в стандартной модели). В блоке будут использованы стандарт­ные трехрядные соединители или четырехрядные соединители моду­ля, разработанного по программе SAVA;

четырехштырьковую шину проверки и обслуживания ветроники (VTM) (на дополнительном ряду штырьков);

шину собственной памяти для модуля универсального процес­сора (также на дополнительном ряду штырьков);

универсальный процессор (в настоящее время используется мо­дуль Motorola 68020);

процессор с высокими эксплуатационными данными (в настоя­щее время используется модуль Motorola 68040), сигнальный про­цессор с высокими эксплуатационными данными (в настоящее время используется ti tms 320С30), дистанционные терминалы, исполь­зующие размер 2 сменных печатных плат диапазона стандартного электронного модуля - В (SEM-B Span) (используемые главным образом для переключения питания).

Кроме того, каждый стандартный модуль имеет встроенные воз­можности проверки (BIT) до трех уровней: для запусковой провер­ки, непрерывной проверки фоновой работы и инициированной опера­тором проверки.

Основой при разработке SAVA будет определение согласова­нии системной шины и стандартных интерфейсов. Это должно быть документировано с помощью военного стандарта MiL-STD-344, кото­рый определяет особенности архитектуры и правила реализации по сложности системы. Дополнения к этому военному стандарту будут включать дополнительные уровни спецификаций и спецификации уровня С по форме, монтажу, функции и интерфейсу (F3I) для создания блочных модулей. Кроме того, будет издано руководство по применению, которое будет в основном объяснять "как жить и работать с системой, разработанной по программе SAVA". Ру­ководство по применению, как и вся другая документация по SAVA, будет доступно лишь ограниченной части правительственных чинов­ников США и их подрядчикам. Однако руководство будет включать некоторые примеры применения, которые будут представлять интерес для более широкого круга, как программы, имеющиеся в настоящее время в других странах, пригодные для обмена и торговли и со­держащие обилие информации.

Принципы, позволившие продолжать разработку программы SAVA, заключены в том факте, что участники разработки в конце концов пришли к согласию, что эта технология стала ясной по конструк­ции. Верно, что тогда как высшая рабочая характеристика системы зависит от технологии, определение этого предела вопреки технологи­ческим успехам будет "управляться" с помощью тщательного опреде­ления спецификаций F3I и документов по управлению интерфей­сом (ICD). Во всех случаях разработки системы по программе SAVA пытались привести к одному уровню базу имеющейся коммер­ческой технологии, которая приведет некоторым образом к снижению всех затрат на разработку и будет содействовать будущей стандар­тизации электронных систем и компонентов посредством унифицирован­ности базовой линии, подходящей для всех систем машины. По мере того, как будут разработаны новые ценные технологии, которые пригодны для использования на военных машинах, они смогут быть интегрированы в существующую архитектуру системы. Это обеспечит возможность непрерывно подвергать совершенствованию и модерниза­ции модули электронной системы без осуществления дорогостоящей реконструкции машины. Дополнительная улучшенная характеристика малины может быть также достигнута путем добавления технических средств и в некоторых случаях может возникнуть необходимость обеспечения дополнительного слоя или системы для особых машин. Во всех случаях это может быть относительно легко выполнено путем контроля за протоколами, управляющими интерфейсом и формой модулей.

Программы SAVA и ASM

Требование системы SAVA для программы ASM направлено на унификацию шести вариантов машин, хотя будущее некоторых из них в настоящее время находится под вопросом. Однако с самого начала система SAVA была предназначена для основного боевого танка "Блок III", передовой артиллерийской системы (AFAS), бое­вой мобильной машины (CMV), БМП будущего (FIFV), противо­танкового средства поражения в пределах прямой видимости (наво­димого по линии визирования) (LOSAT) и машины подвоза боепри­пасов в передовой район (FARV), хотя, в условиях текущего бюджета не все из этих программ будут разрабатываться, базовая архитектура электрической системы останется неизменной, если над ними снова будут работать в более поздний период.

Нынешние контракты, приспособленные к программе SAVA, разрабатываются для промежуточного демонстрационного макета перспективной технологии общего шасси (CCATTD), за который отвечает фирма TI, промежуточного демонстрационного макета перспективной технологии боевой мобильной машины, промежуточного демонстрационного макета перспективной технологии передовой артиллерийской системы (промежуточные демонстрационные макеты перспективной технологии (attd) являются испытательными машинами - устройствами демонстрации технологии, которые пред­шествуют разработке опытного образца) и для опытной машины с системой losat. Предполагается, что система SAVA станет обязательным стандартом для всех будущих наземных машин СВ США как боевых, так и тактического назначения.

С промышленной точки зрения, основными участниками совре­менных разработок являются две группы: фирмы "Дженерал дайнэмикс" и FMC.объединившиеся в консорциум, известный как "Эдванст виикл текнолоджи асоушиитс", и фирма "Теледайн континентал моторз". В середине 1991 г . фирма TI получила контракт в 18 млн. долларов США от командования вооружений СВ США на исследование в течение 39 месяцев демонстрационной системы управления огнем на увели­ченной дальности (ERGPCS), в котором видится показ перс­пективной технологии управления огнем, основанной на системе SAVA как части программы ASM.Субподрядчиками в этой программе участвуют также фирмы DY-4, MOOG. "Мартин Ма­риэтта" и " Рокуэлл".

Рис. 4. Представление художника о СУО на увеличенные дальности, которая должна быть разработана фирмой TI на основе технологии SAVA. Программа США по ветронике тесно связана с тем, что осталось от программы ASM

Система SAVA является стандартом СВ США для распределенной, модульной электрической/электронной архитектуры. Архитек­тура ее базы обеспечивает эффективное объединение и гибкость для осуществления изменений без чрезмерной потери машинного времени - включая усовершенствование систем машины за счет исследования и разработки ценной технологии. Благодаря функции BIT (встроен­ного контроля) и возможности автоматического изменения компоновки система SAVA может справиться с проблемами поиска и устра­нения отказов системы в результате поломок и боевых повреждений. Предусматривается также, что в будущем система SAVA значитель­но сократит время и затраты на разработку для внедрения как ап­паратного оборудования, так и программного обеспечения. Хотя остается много неясностей относительно будущего финансирования программы ASM, нет сомнений в том, что будущие поколения бронированных машин должны включать эту важную главенствующую технологию, основанную на зафиксированных соглашениях, или США рискуют отстать от европейцев.

Рис. 5. Улучшения боеспособности, основанные на двух важных областях работы: подсистемы навигации/ определения местонахождения и командования и управления основным боевым танком: I - боеспособность подразделений, оснащенных танками M-IA2; 2 - позволяет танку/подразделению действовать более эффективно; 3 - усовершенство­вания боеспособности являются значительными; 4 - система IVIS; 5 - данные блока; 6 - данные датчиков; 7 - данные экипажа/системы; 8 - датчик системы POS/NAV; 9 - кнопки внутреннего управ­ления; 10 - объединенный дисплей командира (CID); II - дисплей командования и управления: а - планы/приказы; б - навигация; в - вызов огня; г - доне­сения; д - определение местонахождения; 12 - неза­висимый тепловизионный прибор командира ( CITV ): сокращает время обнаружения дели (оно составляет 45% обычного); позволяет осуществить на 50% больше обстрелов целей на танк в минуту

Ветроника и танк "Леклерк"

Из всех боевых бронированных машин/основных боевых танков, находящихся в настоящее время на вооружении или в стадии оконча­ния разработки, лишь о французском танке "Леклерк" можно ска­зать. что он действительно имеет названную систему ветроники, которая была включена в его конструкцию с самого начала разра­ботки. По этой причине французы имеют передовые взгляды на всю проблему, подчеркивая, что они фактически опережают всех и в бу­дущем, вероятно, именно французские достижения составят основу соглашения по базовому направлению будущего европейского сотруд­ничества в этой области.

Работы французов по ветронике с самого начала были направ­лены на внедрение этой интегрированной системы в конструкцию танка "Леклерк". В отличие от современных поколений танков США и Великобритании, во Франции при переходе от танка АМХ-40 к тан­ку "Лекдерк" осуществлен явный скачок в технологии (согласно проводимой политике Франция заменяет при принятии на вооружение новых машин свой парк машин полностью в противоположность планам США и Великобритании заменять лишь половину парка танков).

Рис. 6. Танк "Леклерк" является единственной современной боевой бронированной машиной, находящейся на воору­жении, которая включает комплект ветроники, интег­рированный на этапе проектирования. Будущая опера­тивная концепция французских танковых войск будет отражать улучшенные возможности командования и управления танковыми формированиями, позволяющие более эффективно вступать в бой

Эти достижения обеспечили "полный прорыв" в требованиях, необходимых для радикальных изменений в основной конструкции, что в свою очередь позволило ввести специализированную систему ветроники, целью которой является обеспечение ведения боя в "реальном масштабе времени".

Таким образом, танк "Леклерк" является первым в мире танком, который имеет программируемую систему ветроники, работающую в цифровом режиме, выстроенную вокруг цифровой шины данных. Эти технологии вводились не ради них самих или в целях показа/под­тверждения, а из-за существенных преимуществ, которые могут быть получены при их использовании в боевых условиях.

Прежде всего, цифровая форма обработки данных и програм­мируемая технология дают стабильные характеристики стрельбы, которые существенно расширяют боевую зону досягаемости. Кроме того, программируемость предусматривает автоматическую рекон­фигурацию в случае частичного или даже полного отказа/повреж­дения данной аппаратуры, подкрепляемую схемными решениями с самоконтролем, что может быть использовано также в целях обслу­живания. И, наконец, архитектура, построенная на шине данных, упрощает монтаж (по сравнению с ней обычная проводка является трудной и сложной) и предусматривает постоянный обмен данными между различными подсистемами и компонентами общей системы, причем данные обрабатываются процессором в реальном масштабе времени. Все эти технические особенности открывают новые боевые возможности. Наиболее значительными являются: возможность ведения стрельбы с ходу по движущимся целям при очень высокой скорострельности (конечно, благодаря принятию эф­фективного автомата заряжания), что ведет к реальной возможности ведения стрельбы по нескольким целям;

новая организация функций командования и связи и, в част­ности, интегрированной навигационной функции и автоматической системы передачи данных. Эта возможность позволяет командиру сосредоточиться на своих основных задачах и реагировать со зна­чительно меньшими затратами времени на действия противника;

обширная автоматизация функций подвижности, например, полностью автоматическая последовательность запуска двигателя или контроль ЭВМ за тормозами, коробкой передач и бортовой системой, выработкой и распределением электроэнергии. Эти нововведения позволяют водителю полностью использовать превос­ходные особенности подвижности машины.

Взаимодействие в звене "человек-машина" осуществляется с помощью пультов, оснащенных интерактивным экраном. Пульты свя­заны с цифровой шиной данных, что обеспечивает члену экипажа непосредственный доступ ко всем подсистемам танка. Например, командир может непосредственно наблюдать данные, такие как состояние запаса топлива, номер и тип боеприпаса, находящегося в автомате заряжания или географические координаты своей машины.

Последний момент достоин внимания. Основные боевые танки современного поколения, оснащенные автоматическими системами управления огнем, уже обладают необыкновенной боевой эффектив­ностью - при условии, что они находятся на удачно выбранной, отвечающей требованиям огневой позиции. Проблема заключается в том, чтобы быстро найти такие позиции и менять эти позиции так часто, как только возможно. Все те, задачей которых является наблюдение и управление маневром, в частности командиры танко­вых подразделений, нуждаются в непосредственном доступе к дан­ным, которые обычно трудно собрать с требуемой быстротой и точностью. Эти данные включают главным образом местонахождение своих войск и войск противника, которое должно по возможности быстро корректироваться с учетом быстро меняющегося характера действий и необходимости сохранять очень высокий темп перемеще­ния и рассредоточения боевых машин.

В этих рамках танк "Леклерк" проектировался по базовому методу, что от экипажа танка нельзя и не следует ожидать са­мостоятельного сбора всех этих данных. Предпочтительнее, чтобы танк был включен в совершенно новую систему, которая должна осуществлять сбор данных по этапам, обрабатывать и распределять все важные данные во время боя абонентам. Такой подход приближает к системе "управление полем боя" и танк "Леклерк" является первым танком, разработанным под эту систему. Аппаратура и конфигурация ветроники танка "Леклерк" - произво­дительность обработки данных, программируемость, речевая связь и связь для передачи данных между различными машинами - в ко­нечном счете, позволяют ему получать и автоматически обрабатывать в реальном масштабе времени все полученные боевые данные.

Однако это не значит, что экипаж танка в настоящее время не способен собирать большую часть информации, которая необходима ему для "внутреннего потребления". Например, уже возможно фикси­ровать местонахождение самой машины и синтезировать данные по материально-техническому обеспечению благодаря соответствующей обработке (центральной ЭВМ) вводов данных от различных датчиков. Все эти сведения, в том числе и о местонахождении машины, могут сосредотачиваться на КШМ и наноситься на цифровую карту.

Основываясь на этих автоматически получаемых сведениях о своем собственном местонахождении, танк, который опознает цель, может также экстраполировать свои (цели) координаты и передавать их на КШМ по каналу той же системы. Это следует рассматривать как первое звено системы, в конечном счете вырастающей в систему помощи командованию, основанную на сборе данных и рассылке при­казов. Передача сообщений от КШМ на данный танк и цифровая об­работка таких сообщений (позволяющая, например, использовать предварительно форматированные сообщения) приведут к значи­тельной экономии времени и большей точности.

Достаточно ясно, будущее направлено на автоматическое или полуавтоматическое взаимодействие (выбор здесь скорее является вопросом оперативных концепций, а не технологий) между танком (танками) и другими передовыми сетями обработки/распространения информации. Архитектура системы танка "Леклерк" разрабатывалась с учётом этой возможности.

Рис. 7. Введение централизованного комплекта ветроники позволит осуществлять значительно более тщатель­ный контроль за неисправностями и учет мероприятий по обслуживанию, что приведет к лучшему уровню годности (состояния). На снимке показано обна­ружение неисправности на танке "Леклерк"

Ветроника и будущее

Наступление эпохи ветроники является неизбежным даже в период строгого финансового контроля и сокращенных бюджетов. Конечно, с точки зрения европейской перспективы, интереснее всего будет взглянуть, как принятие этой технологии и интеграции ветроники может (или должно) управляться международными соглаше­ниями и стандартами, которые должны обеспечивать будущее взаи­модействие парков бронированных машин в соответствии с современны­ми политическими и военными концепциями. Если в этом направлении появится элемент сотрудничества СМ, то это следует рассматри­вать как добавочный стимул. Центральным вопросом в этой проблеме является реакция промышленности на изменяющуюся роль производи­телей бронированных машин и принятие звания "объединителя сис­темы (компоновщика системы). Сама по себе эта роль уже исполня­лась в малом масштабе в течение нескольких последних лет на неофициальной основе. В настоящее время имеются явные признаки того, что какой бы ни была программа производства (разработки) машин, ветроника станет областью технологии, которую заказчики бронированных машин будут стремиться использовать на этапе проек­тирования для оснащения современного парка в качестве встроенного фактора "умножителя силы". Вопрос заключается в том, являются ли традиционные изготовители бронированных машин подходящей ба­зой, соответствующей этому требованию и для руководства будущими программами по машинам.

Локальная сеть HIWAY ZCSR

Локальные сети (LAN) используются как в гражданских, так и в военных системах в качестве средства связи терминалов ЭВМ и рабочих мест. В предшествующих системах одной из основных проб­лем, с которыми встречались военные пользователи при принятии локальных сетей, было ограничение или блокировка доступа к сети благодаря неэффективному использованию ее пропускной способности. Хотя эта задержка составляла лишь секунды и, вероятно, являлась вполне допустимой для большинства гражданских сетей, при исполь­зовании для управления носителями оружия, где прохождение данных часто происходит в критическом режиме, эта задержка может привести к катастрофическим результатам.

Конструкция системы ZCSR предусматривает увеличение эф­фективности передачи данных и доступна по всей распределенной сети данных с 10 примерно до 90 процентов. Работая так локаль­ная сеть ZCSR, созданная на волоконной оптике, обеспечивает практически постоянный доступ пользователя на всех рабочих местах к шине данных и прохождение программы и важных данных без задерж­ки. На примере системы VERDI это может быть продемонстрировано на соединении локальной сетью пяти рабочих мест членов экипажа, где каждое будет иметь относительную степень важности в зависи­мости от рабочего состояния машины в пределах боевой обстановки.

Например, во время движения и марша двумя основными рабо­чими местами, вероятнее всего, будут места водителя и командира. Следовательно, разумно ожидать, что информация, связанная с вы­полнением задач этими двумя членами экипажа, будет первоочеред­ной на шине данных. Однако, если во время этого движения навод­чик обнаруживает противника, его рабочее место требует немедлен­ной первоочередности для передачи данных для управления огнем и данных соответствующих датчиков на места командира и других чле­нов экипажа для обеспечения положительной их реакции на угрозу противника. В системе ZCSR база несущей "имеет щелевое испол­нение" для обеспечения прохождения такой информации в пределах локальной сети в любое время. Это в свою очередь предусматривает полное использование локальной сети во всеобъемлющей информацион­ной сети, которая может переносить информационную нагрузку всех систем, находящихся в машине, вместо использования системы первоочередного доступа, которая не может опознать важность потребностей пользователя. Эта информационная нагрузка передается через смесительную каретку речевых сигналов, сигналов данных, сигналов управления и видеосигналов без помех и перекрестных искажений.

Рис. 8. На снимке показан пример так называемых "щелей", имеющихся в локальной сети ZCSR. Показано распределение пространства, которое предусматри­вает постоянный доступ по всему диапазону инфор­мационных вводов/выводов по сравнению с одним общим "запираемым выходом" в каналах стандартных сетей. Обратите внимание на собирающий "блок", который переносит информацию относительно тре­буемого адресата информации и критериев доступа для информационной "щели": 1 - наглядное типичное распределение "щелей"/ каналов пользователя; 2 - двухфазная кодированная несущая; 3 - сборник; 4 - радиосеть; 5 - РТТ ; 6 - сеть с пакетной коммутацией; 7 - сигналы уп­равления; 8 - данные от датчиков; 9 - каналы системы внутренней связи; 10 - данные RS-232; 11 - видеосигналы; 12 - телеграфная связь; 13 - спутниковая связь

Основным для конструкции системы ZCSR является требование непрерывной работы в случае частичного разрушения локальной сети посредством повреждения или активности радиоэлектронного подав­ления. Тот факт, что система основана на волоконно-оптической технологии, делает ее менее склонной к разрушению средствами радиоэлектронной борьбы, а включение передаточных блоков по всей системе предусматривает некоторое дублирование в пределах системы. Так как локальная сеть ZCSR не опирается на неразрывную кабель­ную цепь, можно изолировать различные части системы (из-за пов­реждения или отказа), сохраняя в то же время полную целостность шины данных. Полная шина системы ZCSR управляется централь­ным распределительным пультом управления (DMC), который контролирует и управляет производительностью и рабочей нагрузкой всей локальной сети. В случае отказа части локальной сети из-за повреждения управление DMC запустит один из многих блоков доступа к терминалам (TAU), чтобы действовать в "точке пре­рывания" и перераспределить поток данных по жизнеспособным сое­динениям, сокращая посредством этого разорванные каналы. В усло­виях работы в пределах некоторых ограничений это обеспечит непре­рывную функцию и целостность основных элементов локальной сети даже после обширного повреждения отдельных частей электронной системы машины.

Основным фактором для принятия локальной сети ZCSR для программы VERDI является несомненная "прозрачность" локаль­ной сети. Она позволяет добавить многие неспециальные модули и интерфейсы, базирующиеся на согласованных выходах системы к интерфейсам шины данных.

В настоящее время в Германии министерством обороны Великоб­ритании проводятся испытания полевого демонстрационного макета системы, установленного на борту машины. Демонстрационный макет объединяет связь между машинами и распределяет между ними информацию (VICDS), в нем используется локальная сеть HIWAY ZCSR. Испытания проводятся в пределах командного пункта бронированными машинами (части штабной секции 1-го британского корпуса по оперативно-тактическому, командному, артиллерийскому и инженерному управлению). Целью этих испытаний является опреде­ление возможности введения в британских сухопутных войсках радиосистемы боевых машин BOWMAN, которой потребуются перс­пективные локальные системы для обеспечения прохождения данных по всей командной сети. Принятие системы VICDS, использующей волоконную оптику, является решающим моментом для повышения за­щиты сети боевой радиостанции, позволяющим ей действовать без перехватов в пределах штабной сети. Кроме того, решение проблем системы VICDS с помощью волоконной оптики уже продемонстриро­вало существенное сокращение пространства, необходимого для мон­тажа кабельной проводки и общего снижения объема обслуживания и безопасности использования, по сравнению с требуемыми ранее для стандартного кабельного монтажного комплекта из медных проводов. Это в свою очередь, как ожидают, упростит обнаружение неисправ­ностей, обеспечивая в то же время увеличение "пространства за броней" для других систем. Программа VICDS продемонстрирует, как информационная система HIWAY может быть приспособлена для модернизации имеющихся бронированных машин, таких как ма­шины серии FV-430, широко используемые в настоящее время штабными подразделениями СВ Великобритании. Окончательным тре­бованием по программе VICDS, как ожидают, будет заключение контракта на сумму 300 млн. фунтов стерлингов. В текущем показе соперничают фирмы HCTL и RACAL.

IAN BUSTIN

VETRONICS-THE QUIET REVOLUTlON ТОК ARMOURED VEHICLES.

MILITARY TECNOLOGY, 1992, №5