БОРТОВОЙ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЙ КОМПЛЕКС МНОГОЦЕЛЕВОГО ДВУХМЕСТНОГО САМОЛЕТА Российский патент 2001 года по МПК G06F19/00 G06F165/00 

Изобретение относится к бортовому оборудованию, обеспечивающему навигацию, управление, индикацию, применение средств поражения и радиоэлектронного противодействия многоцелевых двухместных самолетов.

Известен комплекс бортового оборудования многоцелевого двухместного самолета, описанный в сборнике [1] "Новости зарубежной науки и техники". Серия: "Авиационная и ракетная техника", ЦАГИ, N 19 (1593), 1988 г., стр. 1-9, который является наиболее близким аналогом данного изобретения.

В данном комплексе, содержащем взаимосоединенные по каналу информационного обмена систем, первую индикационную - управляющую систему, вторую индикационно-управляющую систему, систему формирования параметров состояния самолета, систему обзорно-прицельных средств, систему управления самолетом и двигателем, систему управления средствами поражения, систему средств противодействия, бортовую цифровую вычислительную систему, включающую взаимосвязанные по ее каналу информационного обмена, вычислительно-логические модули ввода-вывода - управления информационным обменом, объединенной базы данных, отображения синтезированной информация, навигации и пилотирования, прицельного применения средств поражения, применения средств противодействия, обеспечивается решение задач навигации и пилотирования, управления самолетом и двигателем, целеуказания, подготовки и пуска средств поражения и средств противодействия.

Реализуемая на данном самолете концепция решения одной боевой задачи двумя членами экипажа (летчик и оператор), выполняющими специализированные функции; например при работе по выбранной цели, оператор по второй индикационно-управляющей системе управляет работой системы обзорно-прицельных средств и работой системы управления средствами поражения, а летчик по первой индикационно-управляющей осуществляет пилотирование самолета и пуск средств поражения (см. [2] "Новости зарубежной науки и техники", "Системы авиационного вооружения", N 21, 1984 г., стр. 8). В сложных боевых ситуациях, например при атаке важной наземной цели и одновременной обороне от атакующего истребителя, последовательное решение боевых задач ведет к снижению боевой эффективности применения самолета.

Задачей изобретения является независимое параллельное выполнение боевых задач в сложных тактических ситуациях и, как следствие этого, повышение боевой эффективности применения многоцелевого двухместного самолета.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в бортовом информационно-управляющем комплексе, содержащем взаимосвязанные входами-выходами по каналу информационного обмена систем, первую индикацнонно-управляющую систему, вторую индикационно-управлявщую систему, систему формирования параметров состояния самолета, систему обзорно- прицельных средств, систему управления самолетом и двигателем, систему управления средствами поражения, систему средств противодействия, бортовую цифровую вычислительную систему, при этом выходы первой индикационно- управляющей системы и второй индикационно-управляющей системы подключены соответственно к первым и вторым входам системы формирования параметров состояния самолета, системы обзорно- прицельных средств, системы управления самолетом и двигателем, системы управления средствами поражения, системы средств противодействия и бортовой цифровой вычислительной системы, включающей взаимосвязанные по ее каналу информационного обмена вычислительно-логические модули объединенной базы данных, отображения синтезированной информации, навигации и пилотирования, прицельного применения средств поражения, применения средств противодействия, ввода-вывода - управления информационным обменом, первый и второй входы которого соответственно соединены с первым и вторым входами бортовой цифровой вычислительной системы, вход- выход которой подключен ко входу-выходу вычислительно-логического модуля ввода-вывода - управления информационным обменом, дополнительно снабжен вычислительно-логическими модулями координированного управления, комплексного целераспределения, комплексного противодействия, комплексной атаки целей, введенными в бортовую цифровую вычислительную систему и взаимосвязанными с вышеупомянутыми вычислительно-логическими модулями по ее каналу информационного обмена.

На фиг. 1 представлена блок-схема комплекса, в который входит:
1 - первая индикационно-управлящая система ПИУС,
2 - вторая индикационно-управляющая система ВИУС,
3 - система формирования параметров состояния самолета СФПС,
4 - бортовая цифровая вычислительная система БЦВС,
5 - система обзорно-прицельных средств СОПС,
6 - система средств противодействия ССПД,
7 - система управления самолетом и двигателем СУСД,
8 - система управления средствами поражения СУСП,
9 - канал информационного обмена систем КИОС.

На фиг. 1 взаимные информационные связи (входы-выходы) КИОС9 обозначены тонкими линиями без стрелок; направленные связи (входы, выходы) обозначены тонкими линиями со стрелками.

На фиг. 2 представлена блок-схема БЦВС4, как вычислительно-информационной системы, содержащей вычислительно-логические модули (ВЛМ):
10 - отображения синтезированной информации ОСИ,
11 - навигации и пилотирования НИП,
12 - прицельного применения средств поражения ППСП,
13 - применения средств противодействия ПСПД,
14 - ввода-вывода - управления информационным обменом ВВУИО,
15 - координированного управления КУП,
16 - комплексного целераспределения КЦР,
17 - комплексного противодействия КПД,
18 - комплексной атаки целей КАЦ,
19 - объединенной базы данных ОБД,
20 - канал информационного обмена КИО.

ВЛМ ВВУИО 14 является стандартным блоком, обеспечивающим ввод-вывод и управление информационным обменом систем по КИОС9, управление информационным обменом между всеми ВЛМ БЦВС4 по КИО20, прием сигналов по первому и второму входам БЦВС4.

ОСИ10 выполнен по стандартной схеме на стандартных вычислительных элементах, например, взаимосоединенных процессоре, запоминающем устройстве, формирователе изображений с выходом на КИО20.

НИП11, ППСП12, ПСПД13, КУП15, КЦР16, КПД17, КАЦ18, ОБД19 выполнены по стандартной схеме на стандартных вычислительных элементах - взаимосоединенных процессоре и запоминающем устройстве с выходом на КИО20.

При этом процессоры и запоминающие устройства ВЛМ могут быть частью более общих устройств - объединенного процессора, объединенного запоминающего устройства.

Средства противодействия, как объекта применения входят в состав ССПД6.

Средства поражения, как объекты управления и применения входят в состав СУСП8.

Самолеты и двигатель, как объекты управления, входят в состав СУСД7.

Комплекс работает следующим образом.

СФПС 3 содержит пилотажно-навигационные датчики, измеряет параметры состояния самолета и воздушной среды - координаты местоположения, составляющие путевой и воздушной скорости, углы и угловые скорости эволюций самолета, составляющие перегрузок, углы атаки и скольжения, составляющие скорости ветра, сигналы исправностей, контрольные сигналы, которые с выхода-входа СФПС3 через КИОС9 поступают на входы-выходы взаимодействующих систем комплекса. На первый и второй входы СФПС3 соответственно с выходов ПИУС1 и ВИУС2 поступают управляющие сигналы на включение и выключение, переключение режимов работы датчиков СФПСЗ.

СОПС5 содержит обзорно-прицельные средства, обеспечиващие обнаружение и сопровождение воздушных, наземных и надводных целей в радиолокационном и оптическом спектре (инфракрасном и видимом) диапазонах локации и формирует параметры относительного движения целей - дальности, скорости изменения дальностей до целей, углы визирования целей, сигналы идентификации целей, сигналы исправности, контрольные сигналы, которые с выхода-входа СОПС5 через КИОС9 поступают на входы-выходы взаимодействующих систем. На первый и второй входы СОПС5 соответственно с выходов ПИУС1 и ВИУС2 поступают управляющие сигналы на включение и выключение обзорно- прицельных средств, переключение режимов их работы.

ССПД6 содержит пассивные средства противодействия (дипольные отражатели радиолокационного излучения, ложные цели в инфракрасном и видимом спектре излучения) и активные средства противодействия (станции постановки помех и подавления помех противника). Параметры координат и характеристики источников излучения, сигналы исправностей, контрольные сигналы, сигналы, подтверждающие факт пуска средств пассивного противодействия, сигналы включения средств активного противодействия с выхода-входа ССПД6 через КИОС9 поступают на входы-выходы взаимодействующих систем.

На первый и второй входы ССПД6 с выходов ПИУС1 и ВИУС2 поступают сигналы на включение и выключение средств активного противодействия, переключение режимов их работы, команды на подготовку и пуск средств пассивного противодействия.

СУСД7 содержит устройства управления режимами работы самолета и двигателя и обеспечивает автоматическое управление по сигналам автоматического управления, поступающим на вход-выход по КИОС9 и полуавтоматическое или ручное управление по сигналам и командам, поступающим на первый и второй входы соответственно с выходов ПИУС1, ВИУС2.

Сигналы исправности, контрольные сигналы, сигналы подтверждения режимов работы с выхода-входа СУСД7 поступают через КИОС9 на входы-выходы взаимодействующих систем.

СУСП8 обеспечивает подготовку и применение средств поражения по сигналам, поступающим на вход-выход через КИОС9 и по сигналам, поступающим на первый и второй входы соответственно с выходов ПИУС1 и ВИУС2.

Сигналы исправностей, отказов, контрольные сигналы, сигналы состояния средств поражения, сигналы, подтверждающие факты пуска средств поражения с выхода-входа СУСП8 через КИОС9 поступают на входы-выходы взаимодействующих систем.

ПИУС1 и ВИУС2, выполненные на соответствие концепции наиболее полной взаимозаменяемости членов экипажа, содержит индикатор на лобовом стекле и цветные многофункциональные индикаторы отображения информационных кадров с кнопками-клавишами вызова и назначения режимов, многофункциональные пульты управления режимами работы сопрягаемых систем с табло подсказок членам экипажа оперативной тактической информации, органы оперативного управления самолетом, двигателем и сопрягаемыми системами.

По данным информационных кадров на многофункциональных индикаторах, на табло подсказок многофункциональных пультов управления один и другой члены экипажа воздействием на клавиатуру многофункциональных пультов управления и на органы управления, обеспечивают формирование сигналов ручного и полуавтоматического управления, команд на управление сопрягаемыми системами, которые с выходов ПИУС1 и ВИУС2 поступают соответственно на первый и второй входы СФПС3, БЦВС4, СОПС5, ССПД6, СУСД7, СУСП8.

БЦВС4 является вычислительной системой верхнего уровня.

По КИОС9 через вход-выход БЦВС4 осуществляется взаимный обмен со всеми взаимодействующими системами.

В ОБД19 хранятся введенные перед полетом исходные данные, необходимые для организации функциональных вычислительных процессов в остальных ВЛМ БЦВС4: характеристики маршрута полета, характеристики средств поражения и средств противодействия, вариант загрузки, характеристики типовых целей и противодействующих средств противника, характеристики и режимы работы бортового оборудования, данные по состоянию целей и средств противодействия на момент боевого взаимодействия.

В ВЛМ ОСИ10 векторно-растровым способом формирования изображений формируются заданные кнопками-клавишами назначения режимов в ПИУС1 и ВИУС2 массивы изображений, которые в заданном времени через КИО20, ВВУИО14, КИОС9 поступают на входы-выходы ПИУС1, ВИУС2 для отображения информационных кадров на индикаторе на лобовом стекле и на цветных многофункциональных индикаторах.

В вычислительно-логических модулях БЦВС4 ОСИ10, НИП11, ППСП12, ПСПД13 с использованием данных ОБД9 по поступившим сигналам формируются:
- сигналы автоматического управления самолетом и двигательной установкой, сигналы автоматического переключения режимов работы, контрольные стимулирующие сигналы, которые с выхода-входа БЦВС4 (через ВВУИО14) поступают на вход-выход СУСД7;
- корректирующие сигналы комплексной обработки информации, контрольные стимулирующие сигналы, сигналы автоматического переключения режимов работы, которые с выхода-входа БЦВС4 поступают на вход-выход СФПС3;
- корректирующие сигналы комплексной обработки информации, контрольные стимулирующие сигналы, сигналы автоматического переключения режимов работы, которые с выхода-входа БЦВС4 поступают на вход-выход СОПС5;
- сигналы на автоматическое переключение режимов работы, подготовку пассивных средств противодействия, автоматическое переключение режимов работы активных средств противодействия, контрольные стимулирующие сигналы, которые с выхода-входа БЦВС4 поступают на вход-выход ССПД6;
- сигналы автоматической подготовки к пуску и применению средств поражения, сигналы передачи целеуказания и предварительного наведения самонаводящихся головок ракетного вооружения, контрольные стимулирующие сигналы, которые с выхода-входа БЦВС4 поступают на вход-выход СУСП8;
- сигналы индикационных кадров, сигналы информационных подсказок, сигналы заданного и текущего состояния для полуавтоматического и ручного управления самолетом и двигательной установкой, контрольные стимулирующие сигналы, которые с выхода-входа БЦВС4 поступают на вход-выход ПИУС1 и ВИУС2.

Например, при полете на заданную точку цели в режиме полуавтоматического или ручного управления один член экипажа осуществляет пилотирование по индикационным кадрам многофункционального цветного индикатора или индикатора на лобовом стекле подачей команд с ПИУС1 на первый вход СУСД7, другой член экипажа с ВИУС2 выдает команды на второй вход СОПС5 на включение бортовой радиолокационной станции (РЛС) и тепловизионной станции (ТВС) обнаружения и сопровождения цели, одновременно подачей сигналов с БЦВС4 или команд с ВИУС2 на СУСП8 осуществляется подготовка средств поражения; первый член экипажа обеспечивает пилотирование подачей команд с ПИУС1 в СУСД7 и держит нажатой боевую кнопку, чем обеспечивается оброс средств поражения. После сброса первый член экипажа подачей команд с ПИУС1 в СУСД7 обеспечивает выполнение отхода самолета от цели, а второй член экипажа подачей команд с ВИУС2 в СОПС5 обеспечивает продолжение слежения с помощью ТВС за целью для оценки результатов атаки.

При обнаружении СОПС5 (РЛС) атакующего истребителя противника, параметры движения самолета относительно цели с выхода-входа СОПС5 поступают в БЦВС4, где формируются параметры целеуказания, назначается информационный кадр "воздушный бой", отображаемый на ПИУС1 и ВИУС2, подачей команд с ВИУС2 в СУСП8 осуществляется подготовка средств поражения "воздух-воздух", подачей команд с ПИУС1 в ССПД6 осуществляется подготовка и пуск средств пассивного противодействия, подачей команд с ВИУС2 в СУСП8 осуществляется пуск средств поражения, при этом управление самолетом и двигателем осуществляется в автоматическом режиме по сигналам с выхода-входа БЦВС4 на вход-выход СУСД7. Таким образом осуществляется работа одного и другого членов экипажа соответственно с ПИУС1 и ВИУС2 при выполнении одной боевой задачи, где в едином процессе управления системами комплекса операции, выполняемые другим членом экипажа, взаимодействующего с ВИУС2 функционально зависимы от операций, выполняемым другим членом экипажа, взаимодействующим с ПИУС1.

В БЦВС4 дополнительно реализован вычислительно-логический модуль КЦР16.

По команде с ВИУС2 СОПС5 включается режим одновременного обзора воздушного пространства и земной поверхности, по поступившим параметрам множества обнаруженных целей в КЦР16 во взаимодействии по КИО20 с ОБД19 осуществляется выбор наиболее опасной воздушной цели (атакующий истребитель противника) и наиболее важная наземная цель (железнодорожный узел), назначается обзорно-прицельное средство из состава СОПС5 и индикационно-управляющая система по выполнению боевой задачи по каждой цели. Например, один член экипажа через ПИУС1 обеспечивает управление РЛС, и соответственно формируется целеуказание по выбранной наземной цели, а другой член экипажа через ВИУС2 обеспечивает управление ТВС, и соответственно формируется целеуказание на выбранную воздушную цель. При этом заданные команды управления РЛС и ТВС формируются в КЦР16 во взаимодействии с ОБД19, ОСИ10, НИП11 и через ВВУИО14 с выхода-входа БЦВС4 поступают на вход-выход ПИУС1 и вход-выход ПИУС2, что обеспечивает независимое одновременное двумя членами экипажа управление разными обзорно-прицельными средствами из состава СОПС5.

В БЦВС4 дополнительно реализован вычислительно-логический модуль КПД17.

Например, в боевой ситуации, когда самолет обнаружен и сопровождается средствами (РЛС) объектовой системы противовоздушной обороны (ПВО) противника, что фиксируется ССПД6, в это же время самолет может быть обнаружен и сопровождаться средствами (ТВС, РЛС) атакующего истребителя противника, что также фиксируется ССПД6, соответствующие команды с выхода-входа ССПД6 поступают на вход-выход БЦВС4 и через ВВУИО14 и КИО20 эти команды поступают в КПД17.

В КПД17 назначаются средства противодействия, например станция активных помех (САП) против РЛС объектовой ПВО и дипольные отражатели и ложные тепловые цели против РЛС и ТВС атакующего истребителя противника, команды управления формируются в КПД17 совместно с ОБД19, ОСИ10, НИП11, ПСПД13 и по КИО20 через ВВУИО104 с выхода-входа БЦВС4 поступают на входы-выходы ПИУС1 и ВИУС2.

По взаимодействию одного члена экипажа с ПИУС1 команды управления с выхода ПИУС1 поступают на первый вход ССПД6, по которым ССПД6 (САП) формирует активное помеховое изучение, направленное на подавление РЛС объектовой ПВО и противодействующее прицельному пуску ракет объектового ПВО по самолету. В это же время по взаимодействию второго члена экипажа с ВИУС2, команды управления с выхода ВИУС2 поступают на второй вход ССПД6, по которым осуществляется пуск дипольных отражателей и ложных тепловых целей, противодействующих точному применению ракет с радиолокационными и тепловизионными головками самонаведения с атакующего истребителя по самолету. Таким образом реализуется режим одновременного применения средств радиоэлектронного противодействия при независимом одновременном управлении от ПИУС1 и ВИУС2 системами СОПС5 и ССПД6.

В БЦВС4 дополнительно реализован вычислительно-логический модуль КУП15.

В вышеупомянутой боевой ситуации целеуказания по воздушной и наземной цели в КУП15 совместно с ОБД19, ОСИ10, НИП11 формируются команды управления на выполнение прицельного маневра на наземную цель и прицельного (или оборонительного маневра) по воздушной цели, которые с КУП15 через КИО20, ВВУИО14 с выхода-входа БЦВС4 поступают соответственно на вход-выход ПИУС1 и ВИУС2.

Сформированные команды формируются как следствие оптимизации функционала - собственные потери, ущерб противнику.

Один член экипажа с ПИУС1 формирует управляющий сигнал, который с выхода ПИУС1 поступает на один вход СУСД7, чем обеспечивается, например, прицельный маневр по наземной цели с одновременным слежением за воздушной целью.

Или другой член экипажа с ВИУС2 формирует управляющий сигнал, который с выхода ВИУС2 поступает на другой вход СУСД7, чем обеспечивается прицельный маневр по воздушной цели с одновременным слежением за наземной целью.

В БЦВС4 дополнительно реализован вычислительно-логический модуль КАЦ18. В вышеупомянутой боевой ситуации одновременного целеуказания по воздушной и наземной цели в КАЦ18 совместно с ОБД19, ОСИ10, НИП11, ППСП12, осуществляется выбор средств поражения, формируются команды на подготовку и пуск средств поражения. С выхода КАЦ18 через КИО20, ВВУИО14 эти команды с выхода-входа БЦВС4 поступают соответственно на вход-выход ПИУС1 и вход-выход ВИУС2.

При соблюдении условий пуска один и другой члены экипажа по командам пуска средств поражения, независимым (и возможно одновременным) нажатием боевых кнопок в ПИУС1 и ВИУС2 формируют команды пуска средств поражения, которые с выходов ПИУС1 и ВИУС2 поступают соответственно на первый и второй входы СУСП8, осуществляющей пуск (сброс) средств поражения.

На примере технической реализации показана возможность одновременного осуществления двумя членами экипажа одного самолета параллельного, одновременного выполнения двух функционально независимых боевых задач, что существенно повышает эффективность применения многоцелевого двухместного самолета в сложных ситуациях реальных боевых действий.

Изобретение относится к бортовому оборудованию самолетов. Бортовой комплекс содержит две взаимосвязанные входами-выходами по каналу информационного обмена систем индикационно-управляющие системы. Выходы упомянутых систем подключены соответственно к первым и вторым входам системы формирования параметров состояния самолета, системы обзорно-прицельных средств, системы управления самолетом и двигателем, системы управления средствами поражения, системы средств противодействия и бортовой цифровой вычислительной системы. Последняя включает взаимосвязанные по ее каналу информационного обмена вычислительно-логические модули объединенной базы данных, отображения синтезированной информации, навигации и пилотирования, прицельного применения средств поражения, применения средств противодействия, ввода-вывода - управления информационным обменом. Первый и второй входы, а также вход-выход последнего модуля соединены соответственно с первым и вторым входами и входом-выходом бортовой цифровой вычислительной системы. Комплекс дополнительно снабжен введенными в бортовую вычислительную систему и взаимосвязанными с вышеупомянутыми вычислительно-логическими модулями по ее каналу информационного обмена вычислительно-логическими модулями координированного управления, комплексного целераспределения, комплексного противодействия и комплексной атаки целей. Предложенный комплекс повышает эффективность применения многоцелевого двухместного самолета в боевых условиях. 2 ил.

Бортовой информационно-управляющий комплекс многоцелевого двухместного самолета, содержащий взаимосвязанные входами-выходами по каналу информационного обмена систем две индикационно-управляющие системы, выходы которых подключены соответственно к первым и вторым входам системы формирования параметров состояния самолета, системы обзорно-прицельных средств, системы управления самолетом и двигателем, системы управления средствами поражения, системы средств противодействия и бортовой цифровой вычислительной системы, включающей взаимосвязанные по ее каналу информационного обмена вычислительно-логические модули объединенной базы данных, отображения синтезированной информации, навигации и пилотирования, прицельного применения средств поражения, применения средств противодействия ввода-вывода - управления информационным обменом, первый и второй входы, а также вход-выход которого соединены соответственно с первым и вторым входами и входом-выходом бортовой цифровой вычислительной системы, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен введенными в бортовую цифровую вычислительную систему и взаимосвязанными с вышеупомянутыми вычислительно-логическими модулями по ее каналу информационного обмена вычислительно-логическими модулями координированного управления, комплексного целераспределения, комплексного противодействия и комплексной атаки целей.