ПЕРВАЯ В МИРЕ НАЗЕМНАЯ БОЕВАЯ  СИСТЕМА ВООРУЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЕКА

Подполковник Джордж Паттен и Джимми У.Уайтли

Подполковник Джордж Паттен является руководителем программы разработки и производства танка М-1А2 “Абрамс“. Он был назначен на эту должность и занял её в декабре 1994г. Ему было присвоено офицерское звание в   1977 г. как окончившему с отличием Техаский университет в Остине.

Джимми У.Уайтли является старшим инженером по системам военных машин фирмы “Камбер корпорейшн“, штаб которой в Хантсвилле, шт. Аляска. Прослужив 13 лет начальником связи, он руководил объединением систем С4I в Форт-Гордоне, шт. Джорджия, в Форт-Монроуе, шт. Виргиния и в Германии. Ранее он служил также экспертом по вопросам систем С4 в общевойсковом центре в Форт - Ливенуорте, шт. Канзас.

Прим.редакции журнала Army RD& A.

 Введение

Современные малочисленные, ориентируемые на технологию сухопутные войска, приобретая новую форму для вступления в 21-й век, сталкиваются с проблемами, напоминающими 1920-е годы. Хотя и в другом контексте, задачи, которым должны отвечать ударные группы, такие же. Среди них вопросы:

Как должны бронетанковые войска вести бой в более обширном районе боевых действий в высоком темпе?

Как командир управляет распределенными войсками, которых он все в большей степени не может физически видеть?

Как должен танк взаимодействовать с растущим множеством датчиков и систем, не загружая солдата?

Какие задачи должен выполнять танк в будущем?

Основные решения многочисленны и предмет обсуждений так же широк, как и в  1920-е и 1930-е годы. Значительным отличием является то, что современные решения все строятся на возможностях микропроцессора, который фактически создал поле боя с использованием цифровых систем отображения информации. Таким образом, только путём обуздания возможностей ЭВМ и сопутствующих информационных технологий для выполнения повторяющихся функций танку и командиру, руководящему боевым маневрированием войск, будет обеспечена возможность выполнять расширенные задачи и удовлетворять требованиям поля боя. В этой статье рассматривается, каким образом основной боевой танк М-1А2 “ Абрамс”, первая основанная на применении ЭВМ бронированная система вооружения информационного века, преобразил системы наземных   боевых машин и прокладывает путь к сухопутным войскам 21-го века, использующим цифровые системы отображения информации и названным войсками XXI века (Force XXI).

При продолжающемся расширении боевых возможностей технологий, основанных на применении информации, сухопутные войска разработали план рабочей группы  XXI века для быстрого включения улучшений и обеспечения превращения техники из аналоговой в цифровую. Средством достижения этой цели без загрузки солдата является использование цифровой системы отображения информации благодаря автоматизации.

Основанная на применении ЭВМ архитектура танка М-1А2 установила стандарт для встроенных систем для преобразования промышленной “магистрали передачи данных” в военное ”использование цифровой системы отображения информации через автоматизацию на поле боя”. Фактически основным элементом “оцифровывания” поля боя является автоматизация - использование возможностей ЭВМ для формирования, сбора, передачи, хранения и отображения информации по вопросам ведения боевых действий.

Применения в танке электронно-вычислительной техники, необходимой для получения, обмена и своевременного использования цифровой информации, нацелены как раз на максимизацию автоматизации и соответственно снижение до минимума рабочей нагрузки солдата.

Система управления танка состоит  из нескольких основных подсистем, которые связаны  сетью распределенных микропроцессоров и групп блоков памяти. Это обеспечивает возможность одновременного выполнения многочисленных функций танка при совместном использовании данных, без необходимости ввода солдатом каждой единицы информации. Таким образом, система М-1А2 разработана для удовлетворения информационных потребностей командира, стрелка и обеспечивающих войск XXI века без дополнительной загрузки их данными или операциями.

Хотя уникальным аспектом системы М-1А2 является внутримашинная сеть связи, которая обеспечивает автоматизацию функций и отображение информации по вопросам ведения боевых действий в близком к реальному масштабу времени, наиболее широко обсуждаемый аспект научных усилий для войск XXI века фокусировался на создании надёжных средств связи между машинами для свободного обмена информацией по вопросам ведения боевых  действий. Главный целью является обеспечение войск, ведущих  боевые действия, горизонтально (по подразделениям и системам вооружения) и вертикально (между эшелонами) объединенной сетью передачи цифровой информации.

Как минимум, для сухопутных войск хотят обеспечить одновременное последовательное изображение поля боя от солдата до командира на каждой системе вооружения и в каждом эшелоне. Тогда как различные информационные системы командования и управления сухопутных войск, должны ещё достичь этой трудной цели, межмашинная информационная система (IVIS) танка М-1А2 обеспечила значительную степень этой желаемой возможности танковому батальону. В результате танковый батальон войск XXI века уже обладает представлением поля боя в близком к реальному масштабу времени, а также автоматизированными функциями танка, которые распространяются по сетям связи взводов, рот и батальона. Однако с появлением танка М-1А2 сухопутные войска продемонстрировали, что использование цифровой системы отображения информации можно оптимизировать посредством синергистического использования данных, формируемых в автоматизированном режиме в различных подсистемах в танке. Вследствие этого, сеть внутримашинной связи является самым важным элементом АСУ поля боя с использованием цифровой системы отображения информации, так как она обеспечивает ведение базы данных, из которой подсистемы, включая командование и управление (С2), получают информацию.

Фактически использование цифровой системы отображения информации, очевидно, имеет более далеко идущие влияния на внутренние процессы боевой  системы вооружения, чем оказывают система С2 и межмашинная система. Это происходит потому, что система С2 служит лишь только одному из пяти важных требований к танку как боевой системе. Все пять - поражающее действие, живучесть, подвижность, боеспособность/ С2 и способность к длительным действиям - должны учитываться при разработке подсистем для соответствия требованиям по ведению боевых действий в качестве полной системы (см.рис.1).

На основании понимания роли системы М-1А2 сегодня философия   “система систем” направляет каждый этап разработки для достижения полного развития всего танка “Абрамс”. Использование цифровой системы отображения информации для подсистем управления огнём, навигации, диагностики, связи, распределения мощности и С2 машины придаёт лингвистические характеристики танку и экипажу, кроме собственно вкладов каждой отдельной подсистемы. Это позволяет танку М-1А2  передавать информацию в пределах танкового экипажа и между танками как на английском языке так и на арабском, например, для танкистов Саудовской Аравии и Кувейта.

Рис. 1. Эксплуатационные требования к танку М-1А2:

1 - поражающее действие/боеспособность: усовершенствовать обнаружение, захват и поражение цели, повысить боевую эффективность против многочисленных групп целей;

2 - живучесть: объединить улучшенную баллистическую защиту и другие особенности конструкции для повышения живучести всей системы;

3- обоснование необходимости выполнения задачи одобрено в июле 1987 г.;

4- документы по эксплуатационным требованиям одобрены 14 марта 1994 г.;

5- подвижность: улучшить навигационные возможности  для высокоманевренных боевых действий в районе плохой видимости  или лишённом ориентиров;

6- способность к длительным действиям: удовлетворять или превышать современные требования к  танку М-1А1;

7- командование и  управление (С4 I): уплотнить и автоматизировать информационный поток, ускорить процесс принятия решений

Использование цифровой системы отображения информации на танке М-1А2 “Абрамс“ основано  на открытой системе, стержневой цифровой архитектуре, которая обеспечивает возможность объединения информационных  технологий в завершенную тактическую “систему систем” вооружения. Передовые технологии (см. рис.2) позволяют вести обмен информацией внутри танка М-1А2 и между машинами. Технологии обеспечивают использование возможностей локальной и глобальной сетей гражданского сектора. Синергистическое действие автоматизированных цифровых систем улучшает показатели машины на поле боя, позволяя ей превосходить любой известный танк как в техническом, так и в тактическом отношениях. Модульная архитектура машинной электронной аппаратуры (ветроника) и электронные датчики и подсистемы безусловно подготовили этап современных и будущих унифицированных платформ бронированных машин с использованием цифровой системы отображения информации.

Рис.2. Система танка М-1А2:

1- полный привод прибора управления огнём с основным  прицелом наводчика, стабилизированным в двух плоскостях;

2- командирский независимый тепловизионный  прибор наблюдения (СITV);

3 - электронный блок башни (ТЕU);

блок сопряжения радиостанции (RIU); 5- цифровой электронный  блок управления двигателем (DECU);

6 -  объединенный дисплей водителя (DID);

7- электронный блок управления  огнём (FCEU);

8- электронный блок корпуса (НЕU);

9 - встроенная диагностика (BIT/FIT);

10 - панель управления и дисплея наводчика (GCDP);

11 - датчик системы определения местоположения и навигации (POS/NAV);

12 - строенная система  С2(IVIS);

13 - датчик положения башни относительно корпуса (HTPS);

14 - объединенный дисплей командира (CID);

15 - усовершенствованный командирский пульт управления огнём (ICWS);

16 - комплект обеспечения наружной вспомогательной силовой установки (EAPU); 17- усовершенствования вооружения;

18 - связи “локальной сети” ветроники, основанной на сдвоенной шине данных 1553

Ветроника

Ветроника танка М-1А2 обеспечивает объединение высокоскоростной цифровой шины данных с взаимодействующей шиной электропитания, органы управления обработкой служебных операций и механического управления. Этот объединенный комплекс обеспечивает более надёжные и устойчивые функции управления и распределение мощности, передачу электронной информации и команд по всему танку. Дисплеи для командира, наводчика и водителя обеспечивают взаимодействие в звене “ оператор-машина”. Электронные датчики и системы улучшают вождение, навигацию, опознавание цели и передачу информации между управляемыми ЭВМ подсистемами и экипажем  и между танками и узлами командования и управления (С2).

Танк М-1А2 использует, в основном, цифровые информационные системы. Это будет на 90 процентов цифровая и на 10 процентов аналоговая машина. Многие функции, такие как диагностика и определение местонахождения, выполняются автоматически без ввода или действия экипажа. Цифровая технология повышает точность и своевременность синхронизации процессов. Цифровые подсистемы танка обеспечивают такие возможности, как оперативное командование и управление, включая обмен динамическими командами, донесениями и графическими данными в близком к реальному масштабу времени; глобальное определение местонахождения; распределение данных для стрельбы; состояние сети связи; доведение разведывательной информации, поступающей в реальном масштабе времени; быстрое и синхронизированное наведение на цель; электронное определение местоположения противника и своих войск; распределение  данных об обстановке; встроенная диагностика. Модульная концепция ветроники обеспечивает также высокую степень стандартизации, унификации и совместные ресурсы, что приносит пользу как члену экипажа бронированной машины, так и системе материально-технического обеспечения, которая обеспечивает его эксплуатацию.

Имея это в виду, можно представить себе высокоманевренный, интегрированный “цифровой” танк, передвигающийся по району боевых действий. Это танковая система, которая включает возможности перспективных прикладных систем, основанных на использовании ЭВМ,  в областях командования и управления, поражающего действия и боеспособности, способности к длительным действиям, живучести и подвижности. Она основана на сочетании процессов управления и боевого применения, которые дают ударной группе автоматизированную в высшей степени тактическую боевую систему на поле боя - основной боевой танк М-1А2 “Абрамс”, технологическую базу войск XXI века.

Для лучшего понимания дополнительного  оперативного значения необходимо рассмотреть подсистемы, которые составляют “систему систем”. Следует лишь вообразить танковый экипаж, имеющий отображенной на дисплее текущую и точную информацию о боевой обстановке, ясно показывающую  местоположение своих войск и противника с точной картографической приводкой, а также информацией о направлении движения к боевым позициям и пунктам назначения, чтобы понять значение и функции навигационной подсистемы.

Технология определения местоположения/ навигации (РОS/NAV) танка М-1А2 обеспечивает командирам точное определение местоположения отдельных машин с корректировками, передаваемыми на другие машины каждые 15 минут, когда машина неподвижна, и через каждые 100 м или 120 секунд, когда машина движется. Навигационные данные поступают также к другим датчикам и подсистемам танка М-1А2 “Абрамс” для совершенствования управления маневром, опознавания цели и передачи информации между подсистемами, управляемыми ЭВМ, и экипажем и между танками. В целом навигация улучшает опознавание и передачу цели, сокращает случаи поражения своих войск и экономит расход топлива и боеприпасов.

В подсистеме управления огнём для совершенствования поражающего действия и боеспособности включают независимый тепловизионный прибор командира (CITV) для улучшения возможности поиска и уничтожения противника. Прибор CITV обеспечивает командиру возможность ведения кругового наблюдения в любую погоду, днём или ночью в любой боевой обстановке. Эта возможность не зависит от прицелов наводчика. Средства поиска и уничтожения противника обеспечивают командиру возможность обнаружения и захвата цели, когда наводчик ведёт огонь по другой цели. Пока наводчик ведёт стрельбу по одной цели, командир может опознать другую цель и затем передать её наводчику путём нажатия одной кнопки. Наводчик может сразу же обстрелять эту очередную цель, а командир продолжает искать другие цели. Эта конструкция обеспечивает также значительное повышение возможностей системы управления огнём посредством взаимодействия привода системы управления вооружением и прицела наводчика, стабилизированного в двух плоскостях, на основе средств поиска и уничтожения противника. Это все внутримашинные цифровые функции.

Межмашинная информационная система (IVIS) танка М-1А2 обеспечивает никогда ранее не встречавшуюся передачу информации о ходе боевых действий для командования и управления (С2), дающую экипажу возможность быстрее реагировать, быстрее обстреливать цели, вести более длительные боевые действия и решительно наносить поражение противнику (внутримашинные функции). Система IVIS (подсистема С2 танка) автоматически обрабатывает и передаёт по каналу обратной связи информацию о ходе боевых действий командиру машины, другим машинам и на пункты командования и управления (межмашинные функции) посредством отображения на дисплее и передачи карты с координатной сеткой района боевых действий, местонахождения машин противника и  своих войск, отдельных донесений, состояния систем и диагностики. В настоящее время система  IVIS содержит 15 донесений и восемь схем, которые могут быть отправлены  более чем 20 другим танкам по одной сети связи.

В системе распределения ресурсов живучесть повышается посредством использования дублированных  шин ветроники.  Танк М-1А2 имеет две идентичные вычислительные машины, процессор корпуса и процессор башни. Имеются две шины данных и две шины адресации, которые обеспечивают дублированную обработку функциональных и обслуживающих программ и управление системой в целом. Следовательно, если одна шина ( или один процессор) будет повреждена или выйдет из строя, танк остаётся полностью боеспособным. Усовершенствованный командирский пульт управления огнём увеличивает сектор обзора командира почти до 360⁰ . Этот улучшенный обзор, подсистема IVIS и подсистема POS/NAV значительно повышают понимание и учёт командиром обстановки и значительно улучшают способность экипажа вести боевые действия (см. рис.3). Подсистема POS/NAV  отображает местонахождение машины и указания по направлению движения на дисплеях водителя и командира, обеспечивая правильное понимание местоположения в любое время.

Рис.3. “Первая система информационного века” М-1А2:

1 - независимый тепловизионный прибор командира (CITV): второй тепловизионный прицел и средство поиска и обнаружения противника - находит и поражает быстрее;

2 - аппаратура определения местонахождения/навигации:  более быстрый маневр, точное определение местонахождения и курса;

3 - объединенная система: усовершенствованная система С3 (командования, управления и связи), лучшая боеспособность подразделения, усовершенствованная диагностика;

4 - усовершенствованный командирский  пульт управления огнём: лучший обзор при задраенных люках, баллистическая защита и защита от оружия направленного действия;

5 - основные усовершенствования по боеспособности по сравнению с танком М-1А1:

а - обнаружение цели танком М-1А2 на 45% быстрее, чем танком М-1А1;

б - передача цели на танке М-1А2 на 50-70% быстрее, чем на танке М- 1А1; в- на танке М-1А2 на 32% точнее сообщение о  местоположении цели, чем на танке М-1А1;

г - танк М-1А2 на  96%   точнее танка М-1А1 в выходе  на ориентиры;

д - танку М-1А2  требуется на 42% меньше времени для завершения маршей по  дорогам, чем танку М-1А1;

е - танк М-1А2 проходит на 10% меньше расстояние, чем танк М-1А1,  между  ориентирами

Диагностическая подсистема значительно повышает возможность обеспечения работоспособности танка. Средства техобслуживания, такие как встроенные проверки и диагностическая локализация неисправностей, устраняют потребность в ранее используемом испытательном оборудовании. Устройство самопроверки работает непрерывно во время действия машины и обнаруживает аномалии в системе, обеспечивая экипажу индикацию неисправностей в виде визуального сообщения на блоках индикации. Программное обеспечение имеет возможность автоматической перекоммутации технических средств для обеспечения экипажу самого высокого уровня выполнения функционального назначения, возможного в условиях отказа. Это повышает также живучесть и боеспособность танка в бою.

Комплексное взаимодействие многочисленных подсистем обеспечивает необыкновенные боевые возможности в танке М-1А2, что делает его основной силой на современном поле боя. Например, данные о местонахождении автоматически подаются в подсистемы управления огнём и командования и управления (С2). Данные о противнике, поступившие в подсистему управления огнём, когда работает лазерный дальномер, посылаются  также в подсистему С2, где они используются для выполнения как межмашинных, так и внутримашинных функций.

Основываясь на чрезвычайно гибкой модульной  архитектуре системы танка М-1А2, танковые технологии использовали и в других наземных системах вооружения. Кроме того, танки  М-1А2 разрабатываются также для экспорта в Королевство Саудовской Аравии и Кувейт. В этих конструкциях используются простые и недорогостоящие модификации модульных электронных и программных систем для обеспечения ключевых требований этих государств. Эти танки имеют двойные языковые возможности, которые являются уникальными в мире.

При касании кнопки дисплеи данных тактической обстановки могут быть переключены с английского на арабский язык. Устанавливаются радиостанции, совместимые с радиостанциями вооружённых сил каждого государства, что сохраняет функциональные возможности системы IVIS. Кроме того, устанавливаются особые устройства внутренней связи, которые сводят до минимума стоимостные требования и требования к подготовке для соответствующих сухопутных войск.

Появление танка М-1А2 явно даёт возможность сухопутным войскам удовлетворить требованиям боевых действий информационного века 21-го столетия. Более того, оно установило стандарт, по которому в дальнейшем будут создаваться бронированные машины.

Потенциальные возможности развития

Основной боевой танк М-1А2 “Абрамс” возглавляет революционные перемены в области наземных боевых машин с использованием цифровых систем отображения информации. Однако технологии информационного века быстро развиваются и на передний план будут выдвигаться  другие проблемы, такие как наличие потенциальных возможностей развития имеющейся системы и возможности не отставать от изменений. Потенциал развития ЭВМ современного танка М-1А2 исчерпан почти до предела, что ограничивает модернизацию подсистем в будущем. Поэтому сухопутные войска начали работать над программой совершенствования системы (SEP) танка М-1А2 “ Абрамс” по программе ИК прицела переднего обзора (FLIR) второго  поколения. Первый танк М-1А2 с улучшенными возможностями поступит на вооружение в 2000г. Танк “Абрамс” М-1А2SEP будет готовой платформой для дальнейших усовершенствований. Кроме того, основной боевой танк М-1А2 “Абрамс” занимает твёрдую передовую позицию за счёт объединённых цифровых технологий информационного века.

Вывод

Оперативно-тактический уровень войны в обстановке использования цифровых систем отображения информации обещает потрясающие результаты в областях скорости, динамики боевых действий и манёвренности. В современных простых и малочисленных сухопутных войсках это обещание может быть выполнено только путём освобождения солдата от рутинных задач и автоматизации функций до оптимальных показателей, позволяя ему или ей сконцентрировать своё внимание на критических задачах. Цифровые технологии и подсистемы на танке      М-1А2 являются прообразами наземных боевых систем вооружения информационного века. Танк М-1А2 с его цифровой, автоматизированной, многодатчиковой архитектурой действительно обуздал возможности ЭВМ. Результатом работ является переданное на вооружение основное боевое средство сухопутных войск с цифровой системой отображения информации на поле боя для войск XXI века.

LTC George Patten and Jimmy W. Whiteley

Fhe World’s First Information Age Ground Combat Weapon System. Army RD & A, September-October. 1996