15:20 04.04.2016

В современном мире боеспособность авиации определяет в первую очередь электронная «начинка». Именно ее создают в Раменском приборостроительном конструкторском бюро (РПКБ), которое является одним из ведущих разработчиков бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) для всех типов военных самолетов, вертолетов и беспилотников. Об этом в интервью сайту телеканала «Звезда» рассказал президент, генеральный конструктор РПКБ Гиви Джанджгава.Справка:
Гиви Ивлианович Джанджгава – президент и генеральный конструктор АО «РПКБ», член бюро Центрального совета Союза машиностроителей России, член Бюро НО «Ассоциация «Лига содействия оборонным предприятиям Российской Федерации», член научно-технического Совета ВПК при правительстве РФ, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, действительный член Академии технологических наук РФ, Международной академии информатизации, Академии инженерных наук им. А. М. Прохорова, автор 450 научных трудов, монографий и более 300 изобретений. За активное участие в создании новых образцов авиационной техники удостоен званий лауреата Государственной премии СССР, Государственной премии РФ, Государственных премий правительства РФ и премий РАН имени академика Б. Н. Петрова и академика А. Н. Туполева, национальной премии имени Петра Великого, Международной премии им. Сократа. Награжден орденами «Слава России», имеет звание «Человек года – 2012», почетный гражданин Раменского района. РПКБ начиная с 1992 года под Вашим руководством действовало как частная компания и являло собой пример корпоративного строительства снизу, объединяя предприятия по созданию авионики в одну структуру задолго до того, как государство взяло курс на создание холдингов и корпораций. Почему в конце концов Вы все же решили вернуться под крыло государства? Созданные нами на базе РПКБ структуры (концерн «Авионика» и НПЦ «Технокомплекс») позволяли делать свое дело в тот период, пережить трудные времена 1990-х. Но сейчас стало понятно, что без помощи государства дальнейшее конкурентное развитие просто невозможно. Кто будет вкладывать средства в такие проекты, как ПАК ФА? Авионика – это все-таки не парикмахерская, в нее нужно вливать длинные деньги, причем процессы идут очень тонкие и сложные. Так происходит во всем мире: у американцев, которые традиционно делали ставку на рыночную экономику, государство сегодня имеет главенствующую роль в производстве боевой авиации.

В 2012 году вся авионика, и в том числе РПКБ, была включена в состав концерна «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ), который в свою очередь входит в состав Госкорпорации «Ростех». Помогает ли такая структура отрасли делать свое дело? Это продиктовано жизнью: высокотехнологичная продукция создается десятками, сотнями, а то и тысячами предприятий, при этом управлять ими всеми параллельно и каждым в отдельности без управляющей структуры просто невозможно. Поэтому и появились холдинги, концерны и корпорации. При этом таким головным предприятиям, как РПКБ, в этой схеме отводится роль интегратора.Ключевое направление деятельности РПКБ – модернизация авиационной техники. Что нового происходит в этой сфере? Одним из основных нововведений стало постепенное внедрение модульной системы с открытой архитектурой. Причем не только в России, но и по всему миру. Так, в США находятся в эксплуатации технологии, начиная со времен войны и заканчивая самыми современными, от B-52 до новейших беспилотников. Они посчитали эксплуатационные расходы и пришли к выводу, что такое положение дел неприемлемо, так как содержать эту разнородную технику очень дорого. Выходом стало предложение реализовать модульную унифицированную систему, при которой, если модернизируется один модуль, то он будет модернизироваться во всех вооружениях. Во многом мы тоже идем по этому пути. К примеру, на Ми-28 мы унифицированно перевели многое из оборудования с Су-27. Потом с Ми-28 многое перешло на Ка-52. Эта модульная унификация дает большой выигрыш и в обучении, и в производстве, и в обслуживании.

Но в России модернизируется довольно много техники, которая поступила в войска еще в СССР. На сколько лет, по Вашему мнению, хватит ее модернизационного ресурса? Мое мнение такое: модернизировать можно сколько угодно, пока это целесообразно. B-52, к примеру, летает уже больше 50 лет, и его продолжают модернизировать. У нас тоже есть такие самолеты, к примеру Ту-95.А зачем тогда нужно разрабатывать ПАК ФА, ПАК ДА и другую современную авиатехнику? Потому что для традиционных задач вполне подходит старая техника. Для задач особенных, назовем их «спецоперациями», для выполнения боевых задач в тактической глубине нужны современные самолеты с технологией «стелс».

Настолько ли эффективна эта технология? Скажем так: лететь и светиться на радарах противника действительно глупо. Но большой вопрос, имеет ли смысл жертвовать в угоду малозаметности боевой мощью самолета, ведь для одних задач нужна невидимость, для других – большая полезная нагрузка. Поэтому не стоит думать, что технология «стелс» – это такой идол, на который молятся разработчики современной авиатехники при выполнении разнородных задач. И у ПАК ФА, и у F-22, и у F-35 есть возможность и внешней подвески ракет и бомб.Для каких же именно задач предназначен ПАК ФА? Это многофункциональный самолет, который сможет, помимо завоевания превосходства в воздухе, решать тактические задачи. Из-за своей малозаметности он сможет проникать вглубь территории противника и наносить точечные удары.А почему не нанести эти удары крылатыми ракетами? Во-первых, часто все меняется слишком быстро, и нужно действовать по ситуации, а во-вторых, бывает нужно ликвидировать цель если не с первого, то с последующих заходов. С крылатой ракетой это не всегда можно сделать.Но если для «обычных» задач нужен только носитель, то почему тогда не взять грузовой самолет, нагрузить его ракетами и не отправить патрулировать, скажем, море? А такие проекты есть. В США это Lockheed C-130, который раньше не был патрульным самолетом. Теперь на него навешивают и ракеты, и торпеды. Раньше боялись, что патрульный самолет попадет в зону противодействия и его «снимут», а это стоит дорого. Сейчас стало понятно, что при наличии беспилотников и спутников разведки и связи ему в зону противодействия входить не нужно, а запустить торпеду он может с безопасного расстояния. Теперь представьте себе, сколько этих самых торпед и ракет может вместить в себя транспортный самолет.А в России такие проекты были? В России такой самолет предлагалось создать на базе, например, Ил-76. Причем он может быть не только разведчиком и носителем вооружения, он может быть в том числе и заправщиком для беспилотников, а при необходимости эти беспилотники даже можно содержать на борту.

Как Вы считаете, почему появление Су-35 в Сирии вызвало такой ажиотаж? Не только в Сирии. На авиасалоне Ле-Бурже его еще несколько лет назад называли showstopper, потому что когда начинались его показательные полеты, все бросали свои дела и бежали на него смотреть. Но интерес связан, конечно, не только с фигурами высшего пилотажа. Дело в том, что Су-35, хоть и не является самолетом 5-го поколения и «невидимкой», но при этом он может быть эффективнее F-35. Не говоря уже о том, что он в несколько раз дешевле последнего.Недавно появилась информация о начале работ по созданию нового перехватчика на базе МиГ-31. Что из себя будет представлять эта машина, и сможет ли российский авиапром потянуть такой сложный проект? Сможет, потому что это не новый самолет с нуля, а продолжение идей и технологий МиГ-31: немного увеличат скорость, радиус действия радара, дальность вооружения. Но дело в том, что он и без модернизации является современным: его главная особенность в том, что он уже изначально был сетевым самолетом, а это сегодня очень важно. В современном мире самолеты не летают в одиночку: это именно комплексы, которые включают в себя десятки машин, и это позволяет значительно повысить боевую эффективность. Так вот, МиГ-31 еще в то время, когда никто не говорил про сетевые группы, имел БРЭО, которое позволяло координировать группу.Но в условиях средств радиоэлектронной борьбы высока опасность того, что сообщения между участниками группы могут перехватить. Одно из основных направлений работы в этом смысле – защита не систем, а информации. Сегодня все склоняются к тому, что самый лучший способ – это кодирование информации. Даже если противник и расшифрует код, это будет сделано далеко не сразу, то есть не в процессе выполнения боевой операции.Недавно был подписан контракт, согласно которому в Египет будет поставлено 62 вертолета Ка-52, а Алжир заказал 12 Су-34. Будет ли БРЭО этих машин отличаться от того, что установлено на российские самолеты и вертолеты? Набор БРЭО для экспортных машин мы делаем по желанию заказчика. Египет пожелал иметь оптико-электронную систему наведения и комплекс обороны, и мы их поставим. Если они захотят сделать выставку на корабле (том же «Мистрале»), мы сделаем и это. По Алжиру мы делаем несколько экспортных летательных аппаратов и хотим их заинтересовать в первую очередь комплексным подходом при координации операций и обслуживанием: туда планируется поставить Ми-8 АМТШ, Ми-28. Заказчик должен в первую очередь понимать, что это единый комплекс вооружения, который связан именно однотипностью в обслуживании, ремонте, боевом применении.

Как Вы относитесь к тому, что в прошлом году Чехия и Болгария подписали соглашение о модернизации МиГ-29? Я считаю, что модернизировать самолет без создавшего его предприятия нельзя, потому что авиация – это штука довольно тонкая, и в самолете все взаимосвязано, как в человеческом организме: тронул одно, поползет другое. Поэтому, если кто-то без ведома «родителя» начинает что-то менять в машине, то можно снимать гарантии.Участвует ли РПКБ в работах по беспилотникам? Если говорить о маленьких беспилотниках, то нет, мы не ведем таких разработок. По тяжелым мы сотрудничаем с ОКБ Сухого и другими разработчиками.Станет ли в будущем боевая авиация полностью беспилотной? Сегодня существует два подхода к этому вопросу. Первый – создание именно беспилотных летательных аппаратов. Второй – классических аппаратов, но в которых есть опция, когда автоматика способна заменить пилота. В США, к примеру, любой современный самолет имеет такую функцию. В РПКБ мы работали над подобным проектом еще в 1970-е годы, когда создали беспилотник на базе МиГ-21, и эта машина успешно совершала полеты. Я считаю, что будущее тяжелой техники именно за этим направлением, потому что есть задачи, в которых пилот необходим, а есть задачи, где рисковать им бессмысленно. И дело не только в том, что человеческая жизнь – самое ценное, что есть на Земле, а еще и в том, что стоимость обучения и содержания пилота за всю его жизнь примерно сопоставима со стоимостью самого летательного аппарата. Самолет в военное время при необходимости можно быстро воспроизвести, а опытный пилот рождается за десятилетие. Эта мысль принадлежит бывшему Главнокомандующему ВВС П. С. Кутахову.В последние годы для России ключевой стала тема импортозамещения. Каким образом этот процесс проходит в области БРЭО? Это очень сложная тема. Если вначале стали говорить о том, что мы заменим вообще все иностранное, то вскоре оказалось, что порядка 7% элементной базы мы заменить не можем. Однако эту задачу мы решаем системным путем: где-то идет удвоение отечественных комплектующих, где-то находим технологические решения. Кроме того, нередко рационально идти по пути упрощения, и в этом нет ничего страшного. Ведь суперсовременный процессор нужен далеко не всегда. Надо искать пути снижения требований к системам, созданным на критических технологиях. Такие методы существуют.

Но что делать с теми иностранными компонентами, которые уже установлены на российские самолеты и вертолеты? Это тоже довольно большая проблема, и заключается она не только в том, чтобы эти компоненты заменить. К примеру, в Су-35 около 3 000 иностранных компонентов. Если их заменить, то нужно будет заново проводить все испытания, в том числе и летные. Но я считаю, что, в общем-то, все это к лучшему, в том смысле, что одновременно можно будет сделать модернизацию для достижения опережающих характеристик комплексов.Почему? Только сейчас стало понятно, что мы потеряли даже не производство, мы потеряли культуру электронной промышленности. У электронщиков не хватает банальных вещей. Скажем, нет материалов, а когда налаживается их производство, оказывается, что нет приборов для их аттестации. Когда все можно было покупать за рубежом, эта проблема не ощущалась. Сегодня она встала в полный рост. А значит, она будет решена – другого пути нет.Сколько лет понадобится на то, чтобы провести полное импортозамещение в российской авионике? Все будет идти поэтапно. В Су-30 мы в этом году сделаем полное замещение по ключевым вещам (не по элементам, а по системным компонентам). Также мы проводим большую научно-исследовательскую работу по замещению ядра – вычислителя с индикацией, преобразователями и т. д. с опережающими характеристиками. То есть мы вкладываем деньги в производство современной продукции, а не налаживаем производство элементов 20-летней давности. При этом эта современная продукция будет унифицирована со старыми изделиями. Такое новое оборудование расширит возможности Су-30 и, в частности, позволит самолету применять более эффективное вооружение. Если же говорить о сроках, то окончательное импортозамещение намечено на 2020– 2021 годы.

К этому времени мы не будем закупать за рубежом вообще ничего из элементной базы? Здесь главное не перегибать палку и не устраивать санкции самому себе. Есть элементы, которые действительно можно и нужно замещать. А есть такие, производство которых можно легко наладить, но зачем, если их никто не будет запрещать ввозить в Россию? Почему нельзя за рубежом покупать, например, конденсаторы, резисторы?РПКБ стало одним из первых предприятий в России, которое стало давать сотрудникам рассрочку на покупку жилья. Как с этой программой обстоит дело сейчас? В советское время была система распределения выпускников: человек, получивший бесплатное образование, должен был отработать какое-то время на предприятии. В 1990-е годы эта практика была прекращена, и встал вопрос, каким образом закрепить кадры? Мы в конце концов придумали такую систему строительства жилья: даем гарантии банку и заключаем с сотрудником тройственный договор. Если сотрудник увольняется, он теряет эту гарантию и должен выплатить заимствованные деньги за жилье банку. В случае если сотрудник затрудняется покупать жилье, мы, как правило, компенсируем ему стоимость аренды. Это дало свои плоды: каждый год в РПКБ на 2% увеличивается число 35-летних специалистов. Сегодня их на предприятии около 40%.Сколько нужно проработать молодому человеку, чтобы получить жилье? Здесь нет какого-то конкретного срока. Он должен успеть поработать хотя бы год в коллективе, показать себя и получить его характеристику. Если мы понимаем, что это тот человек, который нам нужен, то заключаем с ним договор.На сайте РПКБ есть Ваша цитата: «Наше предприятие имеет все возможности для того, чтобы в ближайшем будущем стать инновационным центром в сфере высокотехнологичного приборостроения и расширить сферу своей деятельности». Что Вы имели в виду? У нас есть фонд по инновациям, главная цель которого – развитие науки в сфере, в которой мы работаем. К сожалению, сейчас для страны довольно сложные времена, и у нас не хватает средств на то, чтобы развернуть работу в полной мере, но мы ее все же ведем для укрепления кадрового потенциала. Например, сотрудникам оплачиваются командировки для поездок на конференции, да и сами их проводим. Мы финансируем выпуск учебников, ведем работу с кафедрами, в частности, создали лабораторию в МГТУ им. Н. Э. Баумана. Те, кто будет заниматься в этой лаборатории, будут привлекаться и к работе в РПКБ. Относительно МАИ мы планируем сделать что-то похожее. Это необходимо потому, что в данный момент научно-технические связи между предприятиями и вузами потеряны. Выпускник приходит на предприятие и начинает учиться заново. Если мы не начнем такую работу, то работать у нас вскоре будет просто некому. А в высокотехнологичном производстве главное не столько станки и элементная база, сколько человеческий потенциал.Беседовал Кирилл Яблочкин.Фото: Минобороны РФ/РСК "МиГ"/РПКБ/Кирилл Яблочкин

Авионика (от авиация и электроника, оно же БРЭО - бортовое радиоэлектронное оборудование) - совокупность всех электронных систем, разработанных для использования в авиации в качестве бортовой электроники. На базовом уровне это системы коммуникации, навигации, отображения и управления различными устройствами - от сложных (например, радара) до простейших (например, поискового прожектора полицейского вертолёта). В отечественной системе гражданского воздушного флота принято деление на специалистов АиРЭО (Авиационное и радиоэлектронное оборудование) и на специалистов по самолёту и двигателю (СиД).

Термин «авионика» появился на Западе в начале 1970. К этому моменту электронная техника достигла такого уровня развития, когда стало возможно применять электронные устройства в бортовых авиационных системах, и за счет этого существенно улучшать качественные показатели применения авиации. Тогда же появились и первые бортовые электронные вычислители (компьютеры), а также принципиально новые автоматизированные и автоматические системы управления и контроля.

Первоначально основным заказчиком и потребителем авиационной электроники были военные. Логика развития военной авиации быстро привела к ситуации, когда военные ЛА не могут не только выполнять боевые задачи без использования электронных технических средств, но даже и просто летать на требуемых режимах полёта. Сейчас стоимость систем авионики составляет большую часть общей стоимости летательного аппарата. К примеру, для истребителей F-15E и F-14 стоимость авионики составляет около 20 % от общей стоимости самолёта. В настоящее время электронные системы широко применяются и в гражданской авиации, например, системы управления полетом и пилотажно-навигационные комплексы.

Системы, обеспечивающие управление самолётом[править | править вики-текст]

Системы связи

Системы навигации

Системы индикации

Системы управления полетом (FCS)

Системы предупреждения столкновений (TCAS)

Системы метеонаблюдения

Системы управления самолётом

Системы регистрации параметров полета (средства объективного контроля, или бортовые самописцы)

7.Структура и состав авионики

8.Новые технологии в авионике и авиастроении

9. Физические свойства объектов с ограниченным количеством атомов и молекул. Интегральные технологии.

До последнего времени технология основывалась на удалении лишнего материала из заготовки подобно тому, как скульптор удаляет куски мрамора, создавая задуманный образ. На смену такому процессу пришла молекулярно-инженерная технология, которая позволит строить приборы атом за атомом по аналогии с тем, как дом складывают по кирпичику. Уже сейчас молекулярно-инженерная технология находит применение, например, в производстве приборов на основе молекулярных пленок, молекулярно-лучевой эпитаксии, ионно-зондовой и электронно-стимулированной управляемой имплантации. Для того чтобы молекулярно-инженерная микротехнология стала реальностью, следует развивать соответствующие методы.

Использование в технологическом производстве лучевых методов (электронно-лучевых, ионно-лучевых, рентгеновских) совместно с вакуумной технологией позволяет получать приборы с размерами элементов до 10–25 нм. Переход в этот диапазон требует решения фундаментальных вопросов, связанных с новыми физическими принципами работы приборов и ограничениями, свойственными планарным процессам.

Вследствие большой напряженности электрического поля, возникающего в приборах с такими малыми размерами, механизмы переноса дырок и электронов принципиально изменяются Скорость электронов становится очень большой. Время между двумя столкновениями сильно уменьшается. Появляется возможность открытия новых физических явлений и построения приборов на их основе. Естественно, что эволюция технологических методов будет способствовать широкому проникновению научных принципов в разработку интегральных схем и поиску физических эффектов для их построения.

С развитием новых технологических процессов размеры рукотворных структур становятся соизмеримыми с бактериями, вирусами, макромолекулами.

В результате взаимодействия ускоренных пучков ионов с веществом можно направленно изменять их физико-химические и электронно-физические свойства, что позволяет получать приборы с заданными характеристиками.

Сфокусированные ионные потоки – это уникальный инструмент для прецизионной обработки всех известных материалов. Такой метод позволяет создавать принципиально новые конструкции приборов. Разрабатываются различные ионно-лучевые установки. Рентгеновские установки позволяют реализовать тиражирование изображений с субмикронными размерами элементов, недоступных световой оптике. Современная технология осаждения тонких пленок позволяет с точностью до 10 нм (это только на два порядка больше диаметра атома) выдерживать размер микроэлектронного прибора в измерении, перпендикулярном плоскости подложки. Формирование с такой же точностью рисунка на плоскости значительно сложнее. Оно обычно осуществляется с помощью процесса литографии на основе технологии печати.

С развитием микроэлектроники происходит усложнение схем и уменьшение размеров рисунка. Реализуется возможность получения линий шириной 0,5 мкм с допусками 0,1 мкм. Для выполнения этих требований необходима разработка систем формирования (синтезирования) рисунка с очень высокой разрешающей способностью. Рисунок синтезируется экспонированием (светом, рентгеновским излучением, электронным или ионным пучком с последующим проявлением скрытого изображения) соответствующих участков тонкого слоя резистивного материма, нанесенного на пластину, например, кремния.

Одновременно идет поиск новых применений субмикронной литографии. Обнаружено, что можно регистрировать световой поток не с помощью фотодиода или другого подобного прибора, а с помощью проводников, чередование которых идет с шагом, кратным длине волны света, а свет падает вдоль этой решетки. Прибор работает как антенна, в элементах которой наводится электрический ток. Размеры элементов такого приемника таковы, что они не могут быть изготовлены традиционным способом фотолитографии. На помощь приходит микролитография – электронная, ионная и рентгеновская.

Ожидается, что в ближайшее время промышленность освоит интегральные схемы с миниатюрными размерами отдельных деталей 0,2–0,3 мкм (200– 300 нм). Число таких элементов в схеме – полупроводниковой пластине площадью несколько квадратных миллиметров – достигнет десятков миллионов, т. е. увеличится по крайней мере в 1000 раз. Возможности интегральных схем при этом возрастут не в 1000 раз, а гораздо больше. Предполагается, что в ближайшие годы число элементов на кристалле достигнет 7 млрд, правда, такой прогноз называют осторожным.

Сейчас основной материал полупроводниковых приборов – кремний. Переход к наноэлектронике заставляет обратиться и к другим материалам: арсениду галлия, фосфиду индия, кадмий – ртуть – теллуру и др.

Бортовое оборудование - это совокупность приборов, систем и агрегатов, обеспечивающих:

управление летательным аппаратом, включая управление угловым положением ЛА и его траекторией при решении транспортных и боевых задач;
энергообеспечение ЛА;
обеспечение жизнедеятельности экипажа и пассажиров.

Оборудование, предназначенное для управления различными устройствами ЛА, а также обеспечивающее связь ЛА с системами организации воздушного движения и наблюдение за воздушной и наземной обстановкой носит название бортовое радиоэлектронное оборудование (БРЭО) или авионика . Оборудование, обеспечивающее энергоснабжение (гидравлические системы, системы электроснабжения), жизнедеятельность (системы кондиционирования), а также управление выпуском и уборкой шасси, торможением при посадке и прерванном старте называется общесамолетным оборудованием (ОСО) .

Процесс развития авиации в значительной мере обусловлен развитием бортового оборудования.

Эволюция воздушных судов

В 1903 году был совершен первый управляемый полет на машине тяжелее воздуха. С тех пор авиация прошла путь от простейших летательных аппаратов, предназначенных исключительно для демонстрации возможности перемещения в воздушном пространстве, до специализированных многофункциональных воздушных судов, решающих задачи по перевозке пассажиров и грузов, боевые и специальные задачи.

В 1912 году в мире насчитывалось около 1 тысячи самолетов, а к 2012 году - около 28 тысяч самолетов.

Начальный период развития авиации был связан с решением проблем аэродинамики, конструктивных материалов и повышением мощности двигателя. В дальнейшем, особенно с переходом на реактивную тягу и сверхзвуковой полет, роль бортового оборудования значительно возросла. Авиация 21-го века ориентируется на революционные изменения в бортовом оборудовании. Это связано, прежде всего, с бурным развитием радиоэлектроники и новационных процессов в информационных системах. >>>

>>> Эволюция кабины

По мере развития авиации человеческий фактор стал оказывать все большее влияние на безопасность полета. Основой безопасности полетов является полная и своевременная информированность экипажа об условиях полета и состоянии самолета. Интерфейс между экипажем и сложным комплексом бортового оборудования определяет эволюцию информационно-управляющего поля кабины экипажа.

В XX веке: 1940-1970 гг. используются электромеханические индикаторы, в 1980 гг. появляются отдельные электронные индикаторы.

В XXI веке: начало 2000 гг. - электронная индикация («стеклянная» кабина), прогноз на 2020-2040 гг. - интегрированная электронная индикация с трехмерной (3D) синтезированной системой индикации «реальной» обстановки.

Эволюция бортового комплекса

Увеличение количества и сложности функций бортового оборудования явилось причиной перехода от отдельных приборов и устройств к комплексу бортового оборудования, основу которого составили бортовые вычислительные системы.

Переход от простейших аналоговых вычислителей к бортовым цифровым вычислительным системам открыл широкую дорогу к процессам интеграции бортового оборудования и функций управления, что, в свою очередь, обеспечило рост надежности комплекса, несмотря на рост сложности. При этом стоимость комплекса стабилизировалась. >>>

>>> Интегрированная модульная авионика (ИМА) позволила перенести все функции управления на уровень программного обеспечения. Это обеспечило аппаратное построение вычислительной системы в виде набора ограниченного числа стандартных модулей.

Использование операционных систем реального времени, в свою очередь, позволило построить программное обеспечение в виде отдельных функционально-программных модулей.

Модульность аппаратной и программной части - это ключ к унификации, стандартизации и, как следствие, снижению затрат в разработке и производстве.

Простейший контур управления летательным аппаратом представлял собой совокупность тяг и качалок, непосредственно передающих отклонение рычагов управления на управляющие поверхности летательного аппарата. Электромеханические приборы позволяли отслеживать пространственное положение самолета.

Частичная автоматизация пилотирования была достигнута путем введения простейшего автопилота, осуществлявшего стабилизацию высоты полета и улучшающего управляемость летательного аппарата.

Тем не менее, доминирующая роль человека в управлении сохранялась, управление по-прежнему велось по отдельным приборам, а бортовой комплекс на данном этапе еще не был сформирован. >>>

>>> Появление бортового комплекса связано с введением в контур управления специальной вычислительной машины, формирующей траекторию полета и позволяющей решать задачи управления ЛА на траектории (система самолетовождения - FMS).

Под БК стали понимать совокупность управляющей вычислительной машины, приборов и систем, объединенных единой целью управления ЛА.

Первые бортовые комплексы имели одну вычислительную машину и были построены по централизованному принципу на базе аналогового вычислителя.

В дальнейшем бортовой комплекс стал строиться по федеративному принципу, предполагающему наличие нескольких отдельных специализированных вычислителей. При этом каждая функция управления реализуется в отдельных блоках с единым индикационным полем кабины экипажа (EFIS).

Первые федеративные бортовые комплексы были гибридными, так как содержали как аналоговые, так и цифровые вычислители.

Впоследствии аналоговые вычислители были полностью заменены цифровыми с использованием интерфейса связи по стандарту A-429.

Имея большие вычислительные ресурсы, бортовой комплекс стал решать не только задачи управления и индикации, но и интеллектуальной поддержки экипажа (EICAS). При этом роль бортового комплекса в управлении стала доминирующей. >>>

>>> Эволюция федеративного бортового комплекса привела к тому, что количество цифровых блоков, устанавливаемых на борту летального аппарата, за 20 лет возросло в 5 раз.

При этом существенно усложнилось программное обеспечение вычислительных машин. Это привело к проблемам в разработке и отладке программного обеспечения.

Следующая группа проблем была связана с объединением различного оборудования в единый комплекс. «Электронный борт» каждого самолета стал представлять собой уникальный продукт, требующий сложных технологий системной интеграции.

Всякое наращивание управляющих функций требовало повторения процессов системной интеграции и сертификации системы в целом.

Следствием такой архитектуры стало существенное удорожание всего бортового оборудования, увеличение сроков разработки, уменьшение надежности комплекса, и, как следствие, снижение уровня безопасности полетов. >>>

>>> Зарубежный опыт проектирования БК

Анализ удельных временных затрат на проектирование ВС показал, что на разработку оборудования затрачивается около 60% времени, хотя в середине прошлого века этот показатель был на уровне 20-30%.

Как следствие, изменилась и структура затрат на программное обеспечение, которая стала составлять порядка 80% стоимости разработки бортового комплекса. Назрела необходимость революционного изменения архитектуры комплекса.

В качестве решения проблемы была выдвинута идея построения бортового комплекса на принципах интегрированной модульной авионики.

Изобретение относится к авиационному приборостроению. В состав комплекса входят цифровая вычислительная система, система информационного обмена с тремя мультиплексными каналами, комплексная система управления самолетом, система управления вооружением, комплексная система электронной индикации, управления и прицеливания, система управления общесамолетным оборудованием, бортовая система объективного контроля, система электроснабжения, а также система управления силовой установкой. Комплекс также снабжен средством предварительной обработки сигналов датчиков для обеспечения единого информационного поля. При отказе вычислительной системы управление вычислительным процессом передается системе управления общесамолетным оборудованием. Многофункциональные цветные индикаторы взаимозаменяемы и обеспечивают летчика полной пилотажно-навигационной информацией при отказе одного из них и минимальным объемом информации, необходимой для безопасного пилотирования, при отказе двух из них. При отказе двух цифровых вычислительных машин вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием комплекс переходит в режим ручного управления. Комплекс характеризуется повышенной эксплуатационной надежностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и предназначено для использования при построении многоцелевых (боевых и/или учебно-боевых) самолетов. Современный уровень развития электроники, вычислительной техники, бортового оборудования и средств автоматизированной разработки и отладки программного обеспечения обеспечивает переход к качественно новому этапу проектирования комплексов бортового радиоэлектронного оборудования, при котором создание отдельных приборов и систем подчинено идее единого (интегрированного) комплекса бортового радиоэлектронного оборудования (ИК БРЭО), помогающего экипажу выполнять необходимые задачи и защищающего его от информационных и психологических перегрузок. Известен комплекс бортового радиоэлектронного оборудования, выполненный с использованием бортовой цифровой вычислительной системы управления полетом и учебно-боевыми действиями и системы информационного обмена, а также включающий в себя пилотажно-навигационную систему и системы управления вооружением и радиоэлектронным противодействием (RU 96123485 А1, В 64 С 30/00, 10.02.1999). Однако известный комплекс не удовлетворяет непрерывно возрастающим требованиям к современным боевым самолетам по таким важным характеристикам, как степень автоматизации полета, точность, многорежимность, многоцелевость и автоматизация применения оружия, всепогодность и полное суточное применение, комфортность работы экипажа, высокая эффективность выполнения полетного задания в условиях возможного противодействия, высокий уровень надежности, высокая степень готовности к вылету, низкая трудоемкость и малое время обслуживания при эксплуатации. Наиболее близким к предложенному является ИК БРЭО, в состав которого входят бортовая цифровая вычислительная система управления полетом и учебно-боевыми действиями, система информационного обмена и внешнее запоминающее устройство, аппаратура ввода информации, инерциальная система, радиотехническая система ближней навигации и посадки, ответчик системы управления воздушным движением и госопознавания, автоматический радиокомпас, радиовысотомер, маркерный приемник, комплексная система управления самолетом, система управления вооружением, комплексная система электронной индикации, управления и прицеливания, информационные табло аварийной сигнализации, система спутниковой связи, система управления общесамолетным оборудованием, бортовая система объективного контроля, связная радиостанция, модуль самолетного переговорного устройства, система электроснабжения, внешнее и внутреннее светотехническое оборудование, комплексная система аварийного покидания самолета, а также система управления силовой установкой (RU 2174485 С1, В 64 С 30/00, 10.10.2001). Недостаток известного ИК БРЭО связан с невысокой надежностью работы в сложных и меняющихся условиях работы, например в широком диапазоне температур. Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности подобного ИК БРЭО. Технический результат достигается тем, что ИК БРЭО легкого учебно-боевого самолета, содержащий бортовую цифровую вычислительную систему управления полетом и учебно-боевыми действиями, связанную с системой информационного обмена и состоящую из двух цифровых вычислительных машин, связанных между собой с возможностью резервирования, внешнее запоминающее устройство и аппаратуру ввода информации, связанные с бортовой цифровой вычислительной системой, инерциальную систему, радиотехническую систему ближней навигации и посадки и ответчик системы управления воздушным движением и госопознавания, связанные единой антенно-фидерной системой, автоматический радиокомпас, радиовысотомер с приемопередатчиком и антенным устройством, маркерный приемник, установленные в кабине летчика и оператора пульты комплексной системы управления самолетом, которая содержит четырехкратно резервированные вычислители с блоками питания, датчики линейных ускорений, датчик угловых скоростей, датчики положения органов управления и носков крыла и узел управления закрылками, датчики измерения углов атаки и скольжения, датчики измерения полного и статического давлений и приемники температуры торможения воздушного потока, установленные в кабине летчика и оператора пульты системы управления вооружением, которая содержит блоки управления управляемым и неуправляемым оружием и устройством выброса помеховых патронов, установленные в кабине летчика и оператора из состава комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания три многофункциональных цветных индикатора, многофункциональные пульты управления, прицельно-пилотажный индикатор и нашлемную систему целеуказания и индикации, включающую в себя нашлемное визирное устройство, электронный блок и сканирующее устройство, установленные в кабине летчика и оператора информационные табло аварийной сигнализации, систему спутниковой связи, двукратно резервированную систему управления общесамолетным оборудованием, включающим блоки сбора и обработки параметрической информации и исполнительные блоки, бортовую систему объективного контроля, включающую бортовую систему автоматического контроля, аппаратуру речевого оповещения, бортовые эксплуатационный и защищенный накопители и телевизионную систему объективного контроля с пультом управления, телекамерами и блоком видеозаписи, связную радиостанцию, модуль самолетного переговорного устройства, систему электроснабжения, включающую основную систему генерирования переменного тока, вспомогательную систему генерирования переменного тока, систему генерирования постоянного тока и аварийную систему постоянного тока на аккумуляторных батареях, внешнее и внутреннее светотехническое оборудование, комплексную систему аварийного покидания самолета, а также двукратно резервированную электронную систему управления силовой установкой, при этом система информационного обмена разделена на три независимых мультиплексных канала информационного обмена, первый из которых является каналом системы управления вооружением и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе упомянутых узлов системы управления оружием и обзорно-прицельных систем, второй канал является каналом автоматизированной системы управления самолетом и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе инерциальной системы, радиотехнической системы ближней навигации и посадки, радиовысотомера, бортовой системы объективного контроля, ответчика системы управления воздушным движением и государственного опознавания, комплексной системы управления, комплексной системы аварийного покидания самолета, системы управления общесамолетным оборудованием, электронной системы управления силовой установки, а третий канал является каналом комплексной системы управления электронной индикации, управления и прицеливания и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе электронных многофункциональных индикаторов, многофункциональных пультов управления и прицельно-пилотажного индикатора, - снабжен средством предварительной обработки сигналов, передаваемых датчиками первичной информации, для обеспечения единого информационного поля, и передачи сигналов потребителям по цифровым линиям информационного обмена, комплексной системой управления, связанной со средством предварительной обработки сигналов и бортовой цифровой вычислительной системой, между вычислительной системой и системой управления общесамолетным оборудованием выполнены радиальные связи с возможностью передачи последней управления вычислительным процессом при отказе обеих цифровых вычислительных машин вычислительной системы, многофункциональные цветные индикаторы комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания являются полностью взаимозаменяемыми и выполнены с возможностью обеспечения летчика полной пилотажно-навигационной информацией при отказе одного из них и минимальным объемом пилотажно-навигационной информации, необходимой для безопасного пилотирования, при отказе двух из них, между многофункциональными цветными индикаторами и комплексной системой управления выполнены радиальные связи с возможностью обеспечения перехода комплекса в режим ручного управления при отказе двух цифровых вычислительных машин вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием. Достижению технического результата способствуют частные существенные признаки изобретения. Цифровые вычислительные машины бортовой цифровой вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием, а также два многофункциональных цветных индикатора комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания соединены по цепям питания с аккумуляторной батареей и выпрямительными устройствами генераторов переменного тока основной или вспомогательной силовых установок с возможностью бесперебойного электроснабжения. Система управления общесамолетным оборудованием включает в себя две цифровые вычислительные машины, предназначенные для выполнения функций упомянутых бортовых цифровых вычислительных машин при их отказе. На чертеже представлена функциональная схема предложенного ИК БРЭО (составные узлы, расположенные в кабине оператора с целью упрощения чертежа не показаны). ИК БРЭО представляет собой комплекс функционально-связанных программно-аппаратных средств, объединенных мультиплексной системой информационного обмена. В бортовой автоматизированной системе управления (БАСУ) имеются: - бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС) 1 с бортовыми цифровыми вычислительными машинами 2, 3; - внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) 4; - комплексная система электронной индикации (КСЭИ), в которую входят: а) прицельно-пилотажный индикатор (ППИ) 5, б) многофункциональные индикаторы (МФЦИ) 6-8, в) многофункциональные пульты управления (МФПУ) 9, г) блок коммутации телевизионных сигналов (БКТС) 10; - речевая информационно-управляющая система (РИУС) 11; - система ввода информации (СВИ) 12;
- нашлемная система целеуказания (НСЦ) 13;
- системные мультиплексные каналы информационного обмена (СМКИО) 14-16. В навигационном комплексе (НК) имеются:
- бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), интегрированная со спутниковой навигационной системой 17, 18;
- радиотехническая система ближней навигации и посадки (РСБН) 19;
- автоматический радиокомпас (АРК) 20;
- маркерный радиоприемник (МРП) 21;
- ответчик госопознавания, интегрированный с самолетным ответчиком управления воздушным движением (ОГО и УВД) 22;
- радиовысотомер (РВМ) 24. В комплексной системе управления самолетом (КСУ = СДУ + СТУ) 23 имеются:
- цифровые резервированные вычислители;
- блоки питания;
- электрогидравлические рулевые привода поверхностей управления;
- датчики угловых скоростей;
- датчики линейных ускорений;
- датчики положения резервированные;
- датчики ПВД;
- приемники температуры торможения;
- ручка управления самолетом;
- пульт управления. В ИК БРЭО реализация функций СВС+СПКР+СППЗ интегрирована в КСУ. В бортовом радиоэлектронном комплексе (БРЭК) 25 имеются:
- радиолокационный прицельный комплекс (РЛПК), в который входят:
а) бортовая радиолокационная станция (РЛС) переднего обзора 26;
б) бортовая радиолокационная станция (РЛС) заднего обзора 27;
в) бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС) 28;
- оптико-электронный прицельный комплекс (ОЭПК) 29, в который входят:
а) оптико-электронная прицельная система (ОЭПС) передней полусферы в подвесном контейнере 30;
б) обзорно-следящий теплопеленгатор (ОСТП) задней полусферы 31;
в) малогабаритная тепловизионная система (ТПС) 32 в подвесном контейнере;
г) обнаружитель лазерного пятна 33;
- запросчик государственного опознавания (ЗГО) 34;
- локальный мультиплексный канал информационного обмена (ЛМКИО) 35;
В бортовом комплексе обороны (БКО) 36 имеются:
- комплекс радиоэлектронного противодействия (КРЭП), в который входят:
а) бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ) 38;
б) приемные модули радиотехнической разведки с антеннами (ПРМРР) 39;
в) передающие модули радиопомех с антеннами (ПМР) 40;
г) аппаратура заднего обзора (АЗО) 41;
- станция предупреждения о лазерном облучении типа (СПЛО) 42;
- технические средства постановки объемно-поглощающих завес (ОПЗ) и объемно-детонирующих систем (ОДС) 43. В интегрированном бортовом комплексе связи (ИБКС) 44 имеются:
- модуль радиотехнической связи в МВ-ДМВ диапазоне 45;
- модуль ТЛК связи в МВ-ДМВ диапазоне 46;
- модуль спутниковой связи 47;
- аппаратура засекречивания телефонных переговоров ЗАС-ТЛФ 48;
- аппаратура засекречивания ТЛК данных ЗАС-ТЛК 49;
- аппаратура внутренней связи и коммутации (АВСК) 50;
- специализированный цифровой вычислитель (СЦВ) 51;
- локальный мультиплексный канал информационного обмена (ЛМКИО) 52. В системе управления оружием (СУО) 53 имеются:
- бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ) 54;
- локальный мультиплексный канал информационного обмена 55;
- блоки сопряжения с ЛМКИО (ОУ СУО) 56;
- блоки исполнительные (БИ) 57, обеспечивающие разгрузку АСП, в том числе аварийную, и управление встроенной пушечной установкой;
- устройства выброса пороховых патронов (УВ) 58. Система управления общесамолетным оборудованием (СУ ОСО) 59 с блоком исполнительным (БИ). В системе объективного контроля (СОК) 60 имеются:
Бортовое устройство регистрации (БУР) 61 в составе:
- блок сбора и обработки цифровой и параметрической информации (БСПИ);
- защищенный бортовой накопитель (ЗБН);
- эксплуатационный бортовой накопитель (ЭБН);
- телевизионная система объективного контроля (Т-СОК) 62 в составе:
- телекамеры закабинного пространства;
- видеомагнитофон. В системе управления силовой установкой (СУ СУ) имеются:
- система автоматического управления и контроля силовой установки (САУ СУ) 63, 64;
- малоходовая ручка управления двигателем (РУД). Кроме того, в ИК БРЭО включены:
- система аварийного покидания самолета (КСАПС) 65;
- система электроснабжения (СЭС) 66;
- генератор на ВСУ 67;
- бортовые панели техобслуживания 68. Управляющий комплекс бортового радиоэлектронного оборудования современных легких многоцелевых самолетов в процессе своей работы решает широкий круг задач, которые неразрывно связаны между собой и подчинены одной цели - успешному выполнению боевой операции. По назначению и времени решения эти задачи можно разделить на две группы:
- общие, обеспечивающие эксплуатацию самолета во всем диапазоне летно-технических характеристик с помощью источников информации о целях на борту (РЛС, ОЭС), оборудования по управлению планером, работой двигателя и т.д;
- специальные, позволяющие осуществлять подготовку и применение средств поражения целей, радиоэлектронного противодействия им. Оборудование для реализации первой группы задач, как правило, функционирует или находится в состоянии дежурной готовности к применению в течение всех этапов полета, т.е. от взлета до посадки. Специальные задачи решаются с помощью оборудования, которое работает эпизодически: при преодолении зоны противовоздушной обороны противника, при контакте с целью и т.д. Специальное оборудование подразделяется на оборудование, обеспечивающее работу системы управления оружием (СУО), оборудование комплекса радиоэлектронного противодействия (КРЭП). По выполняемым функциям СУО и КРЭП являются подсистемами (нижний уровень) в структуре УКБО и находятся в тесном взаимодействии информационном, логическом, энергетическом с центральной БЦВМ и остальными подсистемами. Выполняемые оборудованием функции и режимы его работы могут изменяться с учетом реальной ситуации, возникшей при выполнении боевой задачи, так, например, аппаратура связи и передачи информации при ведении групповых действий самолета несет гораздо большую информационную нагрузку, чем при действиях одиночного самолета, а использование аппаратуры радиопротиводействия зависит от радиотехнической обстановки; аппаратура же опознавания государственной принадлежности, кроме дежурного ответа, имеет режим запроса и т.д. В настоящее время наметилась отчетливая тенденция создания авиационных комплексов широкого применения на основе базовой конструкции самолета и базового состава аппаратуры общего назначения путем внесения изменений и дополнений в средства навигации, прицельные системы и системы управления оружием. Например, учебно-тренировочный и учебно-боевой самолеты; истребительный - ударный - штурмовой самолеты. Рассмотрим перечень задач, решаемых на борту истребителя-перехватчика (ИП) и легкого ударного самолета (ЛУС), которые по конструкции планера и силовой установки не имеют существенных отличий. Многие из задач для самолетов четвертого, пятого поколений достаточно сложны и решаются только с использованием средств современной вычислительной техники. Например, задачи точной навигации и управления полетом; обеспечения режимов сверхзвукового полета и полета на малых высотах с отслеживанием рельефа местности; решения задач адаптации и самонастройки систем управления. Расширение функций БВС в части контроля оборудования и систем по состоянию, с учетом данных встроенного контроля, потребует решения этого комплекса задач в процессе выполнения полетного задания и, следовательно, дополнительных электронных средств индикации (для контроля оборудования, оповещения и сигнализации о его готовности к выполнению своих функций и для выдачи рекомендаций летчику о последовательности его действий в той или иной аварийной ситуации). Архитектура ИКБО является открытой. Она позволяет наращивать состав бортового оборудования, состав вооружения и варьировать комплектацией прицельной системы с минимальными доработками аппаратурной части и соответствующими доработками модульной структуры программного обеспечения БЦВС и СУО. Таким образом, предлагаемая открытая архитектура интегрированного комплекса бортового оборудования позволяет в сжатые сроки создать комплексы бортового оборудования перспективных легких многоцелевых самолетов с приемлемыми массо-габаритными характеристиками. ИК БРЭО обеспечивает алгоритмическую реализацию системы "электронный летчик" с применением методов искусственного интеллекта и принципов построения экспертных систем, помогающих летчику в принятии решений при управлении самолетом и оружием в типовых боевых ситуациях. Система обеспечивает решение задач в реальном масштабе времени с возможностями активного управления самолетом и его системами в интересах решения следующих задач:
- накопления данных об обстановке, синтез обстановки на основе равнохарактерной информации с последующим анализом в реальном масштабе времени;
- выбора оптимальной траектории для облета зон ПВО противника;
- изменения и уточнения маршрута полета;
- выборки рекомендаций по применению тактических решений на различных этапах ведения воздушного боя;
- классификации и выбора целей (в части РЛПК) одновременного обнаружения не менее 10 целей, сопровождение не менее 8 целей, пуска ракет по не менее 2-4 целям;
- определения количества одновременно обстреливаемых целей, последовательности и наряда расходуемых средств поражения;
- организации управления режимами работы комплексов, входящих в ИК БРЭО;
- оптимального применения средств обнаружения и средств радиоэлектронного подавления;
- определения взаимодействия и распределение функций между самолетами группы;
- контроля работы ИК БРЭО и т.д. Характерной чертой перспективного ИКБО является наличие глобальной системы информационного обмена и интеграция подсистем (КСУ, НК, СУО, БРЭК, ИБКС, СУ ОСО) на основе локальных мультиплексных каналов информационного обмена, которые могут быть реализованы как с проводными, так и с волоконно-оптическими линиями связи в рамках логической организации комбинированных систем информационного обмена. Следует отметить, что проработка вариантов и степени автоматизации управления самолетом и алгоритмов деятельности летчика должна проводиться с одновременным внедрением новых концепций построения информационно-управляющих полей на рабочих местах членов летных экипажей, предусматривающих создание летчику комфортных условий для сознательного контроля ситуации и собственных действий, а также оперативного его включения в контур управления. Внедрение многофункциональных средств отображения информации и органов управления изменяет принцип "каждой бортовой системе свой индикатор (группа индикаторов) и орган управления (группа органов управления)", применяемый на самолетах третьего поколения, на современный принцип "интеграции средств отображения информации и органов управления, меняющих свою функцию по определенному замыслу, в информационно-управляющие поля". Поэтому в настоящее время к информационно-управляющим полям предъявляется целый ряд новых требований, обусловленных тем, что внедряются новые средства и формы отображения информации, которые, как и устанавливаемые органы управления, интегрируют возможности большого числа пультов. Новые требования обусловлены с одной стороны возможностью уменьшения габаритов приборных досок наряду с оптимизацией потоков информации в полете между членами экипажа, а также необходимостью представления полетной информации по этапам полета и при возникновении аварийной ситуации. С другой стороны, важное значение приобретает оперативное определение функционального значения минимального числа устанавливаемых органов управления. Как уже указывалось, индикационное обеспечение пилотажно-навигационных режимов, контроля работы общесамолетного оборудования и боевого применения реализовано с помощью трех МФЦИ на жидко-кристалической матрице, КАИ 8, МФПУ 9, которые объединены в единую интегральную систему информации с управляющей БЦВМ с мультиплексным и локальным каналами информационного обмена, что позволяет не только предъявлять возрастающий объем информации от различных средств на ограниченной площади приборной доски, но и оптимизировать условия для восприятия количественной приборной и естественной внекабинной информации, повысить ее наглядность. Связь МФЦИ, КАИ и МФПУ с управляющей БЦВМ осуществлена также резервными радиальными каналами информационного обмена. В целях повышения живучести два из МФЦИ 6-8 и управляющая БЦВМ подключены к системе энергоснабжения по первой категории, т.е., как уже указывалось, запитываются от аккумуляторной батареи и выпрямительных устройств генератора переменного тока, основной или вспомогательной силовых установок. Принцип взаимозаменяемости индикаторов позволяет при отказе одного из трех МФЦИ обеспечить практически полный объем информации для выполнения пилотажно-навигационной задачи, а для случая отказа двух из МФЦИ 5-7 разработан специальный информационный кадр "аварийный", обеспечивающий выдачу минимальной пилотажно-навигационной информации на одном не отказавшем МФЦИ, необходимой для безопасного пилотирования. Отказ от применения основных и резервных электромеханических приборов позволяет рационально использовать площадь приборной доски, уменьшая при этом степень насыщенности информацией оперативного поля восприятия. Таким образом, предложенный ИК БРЭО решает широкий круг задач и характеризуется повышенной надежностью в работе.

Формула изобретения

1. Интегрированный комплекс бортового оборудования легкого учебно-боевого самолета, содержащий бортовую цифровую вычислительную систему управления полетом и учебно-боевыми действиями, связанную с системой информационного обмена и состоящую из двух цифровых вычислительных машин, связанных между собой с возможностью резервирования, внешнее запоминающее устройство и систему ввода информации, связанные с бортовой цифровой вычислительной системой, инерциальную систему, радиотехническую систему ближней навигации и посадки и ответчик системы управления воздушным движением и госопознавания, связанные единой антенно-фидерной системой, автоматический радиокомпас, радиовысотомер с приемопередатчиком и антенным устройством, маркерный приемник, установленные в кабине летчика и оператора пульты комплексной системы управления самолетом, которая содержит четырехкратно резервированные вычислители с блоками питания, датчики линейных ускорений, датчик угловых скоростей, датчики положения органов управления и носков крыла и узел управления закрылками, датчики измерения углов атаки и скольжения, датчики измерения полного и статического давлений и приемники температуры торможения воздушного потока, установленные в кабине летчика и оператора пульты системы управления вооружением, которая содержит блоки управления управляемым и неуправляемым оружием и устройством выброса помеховых патронов, установленные в кабине летчика из состава комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания три многофункциональных цветных индикатора, индикатор на лобовом стекле, многофункциональные пульты управления, прицельно-пилотажный индикатор и нашлемную систему целеуказания и индикации, включающую в себя нашлемное визирное устройство, электронный блок и сканирующее устройство, установленные в кабине летчика и оператора информационные табло аварийной сигнализации, систему спутниковой связи, двукратно резервированную систему управления общеоамолетным оборудованием, включающим блоки сбора и обработки параметрической информации и исполнительные блоки, бортовую систему объективного контроля, включающую бортовую систему автоматического контроля, аппаратуру речевого оповещения, бортовые эксплуатационный и защищенный накопители и телевизионную систему объективного контроля с пультом управления, телекамерами и блоком видеозаписи, связную радиостанцию, модуль самолетного переговорного устройства, систему электроснабжения, включающую основную систему генерирования переменного тока, вспомогательную систему генерирования переменного тока, систему генерирования постоянного тока и аварийную систему постоянного тока на аккумуляторных батареях, внешнее и внутреннее светотехническое оборудование, комплексную систему аварийного покидания самолета, а также двукратно резервированную электронную систему управления силовой установкой, при этом система информационного обмена разделена на три независимых мультиплексных канала информационного обмена, первый из которых является каналом системы управления вооружением и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе упомянутых узлов системы управления оружием и обзорно-прицельных систем, второй канал является каналом автоматизированной системы управления самолетом и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе инерциальной системы, радиотехнической системы ближней навигации и посадки, радиовысотомера, бортовой системы объективного контроля, ответчика системы управления воздушным движением и государственного опознавания, комплексной системы управления, комплексной системы аварийного покидания самолета, системы управления общесамолетным оборудованием, электронной системы управления силовой установки, а третий канал является каналом комплексной системы управления электронной индикации, управления и прицеливания и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе электронных многофункциональных индикаторов, многофункциональных пультов управления и прицельно-пилотажного индикатора, отличающийся тем, что он снабжен средством предварительной обработки сигналов, передаваемых датчиками первичной информации, для обеспечения единого информационного поля и передачи сигналов потребителям по цифровым линиям информационного обмена, комплексной системой управления, связанной со средством предварительной обработки сигналов и бортовой цифровой вычислительной системой, между вычислительной системой и системой управления общесамолетным оборудованием выполнены радиальные связи с возможностью передачи последней управления вычислительным процессом при отказе обеих цифровых вычислительных машин вычислительной системы, многофункциональные цветные индикаторы комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания являются полностью взаимозаменяемыми и выполнены с возможностью обеспечения летчика полной пилотажно-навигационной информацией при отказе одного из них и минимальным объемом пилотажно-навигационной информации, необходимой для безопасного пилотирования, при отказе двух из них, между многофункциональными цветными индикаторами и комплексной системой управления выполнены радиальные связи с возможностью обеспечения перехода комплекса в режим ручного управления при отказе двух цифровых вычислительных машин вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием. 2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что цифровые вычислительные машины бортовой цифровой вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием, а также два многофункциональных цветных индикатора комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания соединены по цепям питания с аккумуляторной батареей и выпрямительными устройствами генераторов переменного тока основной или вспомогательной силовых установок с возможностью бесперебойного электроснабжения. 3. Комплекс по п. 1 или 2, отличающийся тем, что система управления общесамолетным оборудованием включает в себя две цифровые вычислительные машины, предназначенные для выполнения функций упомянутых бортовых цифровых вычислительных машин при их отказе.

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиационному приборостроению

БРЭО

У235 писал: По части БРЭО: по уровню новизны в этой части Суперджет можно сравнить разве что с Ту-4, когда наши промышленность разом вышли на новый уровень бортовой радиоэлектроники.

Новшество первое - единый бортовой цифровой шинный интерфейс. Эта технология позволяет вместо толстых жгутов многочисленных сигнальных проводов передавать все управляющие команды на многочисленные исполнительные механизмы по всему самолету по одному проводу(для надежности прокладывают 2-4 таких шины), что позволяет получить заметный выигрыш в весе и упростить проблему электрических наводок в сигнальных цепях. На последних военных самолетах (истребитель "Рафаль" к примеру) такие шины вообще делают на оптоволокне и в итоге они не боятся замыкания, а электромагнитных наводок там не бывает даже при ядерном взрыве.

Новшество второе - интеллектуальная и глубоко интегрированная со всеми системами самолета цифровая система управления. Такая СУ, внедренная впервые в полном объеме на пассажирских самолетах Эйрбасом и Талесом, позволяет реализовать множество ранее недоступных на отечественных самолетах функций:

1. Быстрое и удобное переключения режимов полета. Так, к примеру, уход на второй круг делается нажатием одной кнопки, посл чего включается соответствующая программа и система сама увеличивает тягу двигателей, выставляет закрылки и переключает индикацию МФИ в соответствующие режимы выводя на них схему ухода. Там, где раньше пилотам надо было бегать пальцами по кабине, переключая системы вручную, теперь требуется нажать одну-две кнопки задав нужный режим или программу и остальные рутинные переключения система сделает сама.

2. Защита от опасных режимов и помощь пилоту. Современные интеллектуальные цифровые ЭДСУ позволяют забить в них ограничения не позволяющие выйти на опасные режимы полета и программы ухода с этих режимах. При опасности сваливания самолет сам опустит нос и увеличит тягу двигателя, при превышении допустимой скорости самолет поднимет нос гася скорость. При превышении определенных скоростей система сама может убрать закрылки и шасси, если пилоты забыли это сделать. В Суперджете, к примеру, есть программная защита от касания хвостом полосы при взлете или посадке: самолет сам не позволить удариться хвостом о полосу.

3. Технология fly-by-wire, позволяющая получить простое и логичное управление самолетом и минимизировать индивидуальные особенности типа самолета. Пилот отклонением ручки задает угловую скорость поворота самолета по крену или соответствующую управляющую функцию по тангажу. Это позволяет легко переучивать летчиков на другие самолеты, выпущенные данной кампанией, т.к. все они совершенно одинаково реагируют на одинаковое отклонение ручки. Поэтому, к примеру, переучивание пилотов с А320 на громадный А380 может занять пару недель, т.к. в управлении они благодаря этой технологии очень похожи

Все это в полном объеме у нас раньше никогда не делалось, а у Талеса огромный практический опыт в этой части все это они обкатали на активно летающем по всему миру семействе 320ых.

Железо пока что стоит иностранное, но зато нас пустили делать под него софт причем с возможностью поучиться и перенять опыт у спецов из Талеса, что в этой сфере значит гораздо больше железяк.

Электронику сделать само по себе - дело не такое уж хитрое. Все на стандартных микросхемах и стандартных схемах включения делается. Основное ноу-хау там - алгоритмы и программы и именно это мы и учимся делать сами. Пока на готовом западном железе. Разберемся как это работает и научимся программы под такие системы писать - сможем потом сделать подобную систему сами из покупных деталей. Подтянутся микроэлектронщики - тогда и детали будут наши. Не все сразу.

Платы и схемотехника в цифровой технике - дело вторичное. В принципе ты без проблем можешь закупить нужные детали и собрать, к примеру, маршрутизатор CISCO. Все, из чего он состоит, в принципе есть в продаже и схему скопировать -тоже ничего мудреного. Но работающего маршрутизатора ты таким макаром не получишь, т.к. главное в нем - зашитые в него программы, без которых он всего лишь бесполезный хлам. Так же и с бортовой электроникой современных самолетов.

ЗЫ: Летчик уже не решает, на какой угол отклонить управляющую поверхность - а задает угловые скорости вращения самолета. А ЭДСУ сама решает, на какой угол отклонить эту самую поверхность. И это не изобретение Талеса - это мировая тенденция. Привыкайте что в кабине сидит не летчик - а оператор робота.

Безопасность, защиты

О безопасности такого подхода можно судить по такой логике: вероятность того что летчик намеренно, рискуя повреждением шасси, решил не убирать на большой скорости шасси ГОРАЗДО меньше, чем вероятность того, что летчик об этом просто забыл. (Как это недавно случилось с Ту-154 ЮТэйра, когда они до 8000 добрались с выпущенными шасси и падать начали, а диспетчер их спас)

В итоге среднестатистически безопасность полета возрастет, даже если в какойто очень и очень редкой ситуации это сможет привести к происшествию.

Просто "предупреждать" об опасной ситуации не всегда эффективно. Бывает, что летчик не всегда адекватен, невнимателен, в ступоре и т.д. Хотя, конечно, должно быть все сделано для информирования летчика и вмешательство автоматики должно быть только после этого (если время позволяет)

У235: Да, так все и работает. Сначала автоматика предупреждает пилота, а если он не реагирует - выводит самолет из опасного режима сама. Кстати тот же вывод самолета из сваливания или превышения скорости - это аналог поведения обычного самолета. Обычные самолеты ведь точно так же опускают нос при понижении скорости, или поднимают его в случае разгона. Тут просто это поведение максимально оптимизировано с точки зрения безопасности полета с помощью электроники. Реальный самолет ведь может опоздать с опусканием носа при срыве, или наоборот завалиться на хвост, как Ту-154, а самолет с управлением по типу "философии Эйрбас" сделает это вовремя и не допустит срыва.

В Суперджете ВСЕ новое. И сам принцип построения и взаимодействия комплекса БРЭО, и многие его компоненты в отдельности. Ну не было у нас раньше самолетов с полностью цифровым интегрированным БРЭО. Максимум - стояло несколько компьютеров в обрамлении аналоговой электроники.

Например, 204 и 154М. Нет там высокоинтеллектуальной цифровой ЭДСУ и интегрированного в единую систему БРЭО. ЭДСУ на обоих этих самолетах стоят аналоговые, при этом то, что стоит на Ту-154, и ЭДСУ в полном смысле назвать нельзя. Это САУ.

Ничего похожего на 320ые, где все БРЭО работает в одной связке как единый организм, там нет. И цифровых шинных интерфейсов там нет и все управление самолетными системами идет по жгутам слабосигнальных кабелей.

Не говоря уже о БРЭО уровня 380 и 787 (то же поколение, что и у SSJ, с AFDX)

Никакого практического опыта построения БРЭО такого уровня автоматизации и интеграции у России не было. Сейчас есть, благодаря SSJ. Если бы без Талеса замахнулись бы на такой уровень, то сейчас имели бы на выходе "не имеющее аналогов" сырое и глючное изделие, которое не полетело бы еще год-два-четыре и потом бы еще Бог знает сколько оттуда вылавливали бы глюки. Дай Бог, чтоб в испытательных полетах, а не по результатам расследования авиакатастроф. А за это время упустили бы рынок.

AFDX

Про стандарт AFDX (кроме суперджета применяется пока только на А380 и Б787).

Это не TCP/IP в чистом виде, он сделан на основе UDP но это и не совсем UDP. Исходный UDP там достаточно серьезно, что называется, "доработан напильником" под требования авиации. И судя по тому, что до сих пор из-за затыка в шине не упал ни один самолет, встроенные в протокол средства контроля и исправления ошибок работают вполне успешно.

AFDX это НЕ ethernet, вернее не чистый ethernet. Весь огород городили с этим AFDX именно для того чтобы обеспечить и детерминизм и гарантированную доставку данных с задержкой не более критической для наихудших условий.

Это самая последняя технология, много лучше, чем более старые стандарты вроде ARINC 429 или тем более механические приводы.

ARINC 429 был разработан более 30 лет назад и все ещё широко используется в индустрии (на западе).

в основе - шина, с одним передатчиком и до 20 приемников. Данные - 32-бита, передаются по витой паре. Две скорости передачи - 100 кбит/сек и низкая скорость 12.5 килобит/сек. Каждый передатчик требует непосредственной связи со своими приемниками (точка-с-точкой), из за этого требуется значительное количество передающих проводов, что добавляет много веса.

Боинг пытался внедрить новый стандарт, ARINC 629, на своей модели 777. Отличие 629-го в том, что скорость передачи увеличена до 2 мбит/сек, а количество приемников - до 120. Однако система требовала нестандартного и дорогого "железа" поэтому формат не прижился.

ARINC 664 - следующий шаг в развитии "локальной сети самолета". Скорость возросла в 1000 раз, до 100 мегабит/сек. Он базируется на IEEE 802.3 Ethernet и использует стандартные, дешевые и хорошо отлаженные компоненты, радикально уменьшая затраты и время на разработку.
AFDX строится на этом стандарте, формально называясь "Часть 7 спецификации ARINC 664". Он был разработан компанией Айрбас для самолета А380, но и Боинг решил применить его в новом 787 "Лайнер-мечты".

AFDX решает проблемы надежности и гарантирует пропускную способность сети и надежную доставку пакетов. AFDX - сетевая топология "звезда", до 24 систем соединяются в маршрутизатор (switch), где каждый из них может соединен с другими маршрутизаторами сети. Такая форма сети значительно уменьшает количество проводки, уменьшает вес и упрощает создание самолета.
AFDX предоставляет Качество Сервиса (QoS) и двухстороннюю избыточность пропускной способности.

AFDX превосходит ARINC 429, MIL-STD-1553 и другие архитектуры именно тем, что он базируется на стандартном UDP и маршрутизаторах. Благодаря этому, снижается стоимость систем; радикально упрощается их тестирование и отладка в комплексе; снижается количество необходимой проводки; снижается вес самолета; упрощается диагностика и поиск неисправных компонент. Все это повышает надежность самолета в целом, снижает затраты на ремонт и обслуживание, повышает летную готовность и, конечно же, доходы авиакомпаний.

Например, в более старой ARINC 429, витая пара должна была идти к каждому устройству. Отдельная шина для каждого коммуникационного пути. Если 5 систем хотят получать какой то сигнал - надо 5 проводов. Новое устройство? Новая проводка… Огромное количество проводов.

У AFDX - сигналы соединены с коммутатором(switch). Не важно, как много систем хотят получать информацию от какого то устройства - все равно это устройство соединено с коммутатором только одним проводом (ну для надежности их все же несколько)

У 429-й передатчик может иметь только 20 устройств, получающих сигнал. В AFDX - это практически не ограничено.

В AFDX можно наблюдать за трафиком в сети, эмулировать его, анализировать и оптимизировать, сколько душе угодно. Имеется огромное количество софта и библиотек. Провода могут быть и оптоволоконные. Благодаря сей системе отказавший прибор сам "скажет" о своем отказе - мечта для ремонтников.

В общем - это всё и есть самое острие технологии.

UDP там используется именно что стандартный. А вот исходный IEEE 802.3 доработан путём введения "виртуального канала", позаимствованного у ATM.
И если У235 - это U235 с Авиабазы, великий "инженер"-"связист", путающий протоколы канального, сетевого и транспортного уровня, то все его излияния надо делить на 16:-)