Деловая слава России


Новости


МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты



РАЗВИТИЕ НАУКИ В РОССИИ



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Наука » Бортовое радиоэлектронное оборудование

Наука: Бортовое радиоэлектронное оборудование - 23-01-2013, 10:27

Бортовое радиоэлектронное оборудование

 

Александр Борисович Бельский,

член программного комитета форума Optics-Expo`2012, главный конструктор ОАО «Вертолётный завод имени М.Л. Миля», академик РИА


Комплекс бортового оборудования (КБО) — это сложнейший набор систем, подсистем и элементов, объединенных в единый механизм функционирования. В данном материале не ставилась задача определить облик КБО для какой-то конкретной модели. Цель статьи — акцентировать внимание разработчиков функциональных элементов и систем КБО на значимости и «ответственности» комплекса в структуре вертолета, определить некоторые аспекты в части требований, направлений совершенствования и развития систем и функций бортовых комплексов для решения все более широкого диапазона задач при создании перспективных КБО вертолетов. Следует также отметить, что тенденции и направления развития КБО, рассмотренные в данном обзоре, актуальны не только для вертолетных комплексов, но и для всех остальных летательных аппаратов.

 

Эксплуатационный потенциал современных и перспективных вертолетов все в большей степени определяется не только их летнотехническими характеристиками, но и возможностями КБО по информационному обеспечению их действий, управлению полетом, а также защитой от различных внешних факторов. Повышение требований, расширение круга ставящихся задач и способов их решения определяют направления совершенствования структуры и архитектуры КБО, а также пути оптимизации и сокращения количества размещаемого на вертолете оборудования за счет многофункциональности и унификации отдельных элементов, а в конечном счете – к повышению эксплуатационной надежности вертолетных комплексов.

 

 

Направления научно-технического и технологического развития оптики и электроники позволяют создавать модельные ряды аппаратуры с ограниченной номенклатурой унифицированных единиц на уровне элементной базы, вычислительных блоков, сетей обмена данными, оптических, радио- и нерадиотехнических модулей. На модульную структуру должно ориентироваться и программно-алгоритмическое обеспечение КБО. Только программно-ориентируемые аппаратурные ряды за счет структурной и динамической реконфигурации позволят решить большинство задач в современных и перспективных КБО вертолетов и других летательных аппаратов.

 

 

Структура современного КБО вертолета базируется на развивающейся информационной системе при максимально возможном использовании ресурсов, оборудования и достижения оптимального соотношения между сложностью и эксплуатационной эффективностью. Составляющие КБО – элементная база, функциональные модули, вычислительная среда и алгоритм – обеспечивают функциональную структуру и интеграцию борта вертолета. Информационная модель КБО объединяет функционал экипажа и бортовых алгоритмов для решения следующих задач:

 

 

• организации навигационного и пилотажного информационного обеспечения

• построения всенаправленного бортового информационного поля

• формирования единого информационного пространства для группы вертолетов

• создания круговой активной защиты вертолета от внешнего воздействия

• противодействия «чужим» информационным каналам

• получения привычного для человека образа наблюдаемого объекта

• построения информационно-управляющего поля кабины вертолета.

 

 

Важным условием оптимизации структуры КБО является создание унифицированного ряда оптико-электронных, лазерных, радиоэлектронных и других систем и датчиков, объединенных единой схемой обмена и обработки информации. Входящая в состав КБО бортовая автоматизированная система управления (АСУ) позволяет решить ряд вопросов в области радиолокации, радиотехнической и оптико-электронной разведки, обзорно-прицельной сфере, радиоэлектронном и оптико-электронном противодействии, госопознавании, связи, навигации и управлении. Автоматизация и адаптивность систем и средств КБО существенно расширяет функционал вертолета и его возможности при применении в различных условиях эксплуатации.

 

 

К требованиям построения перспективного КБО вертолета относят открытость архитектуры, модульность, унификацию, интеграцию, многофункциональность, преемственность, применение новых технологий. Открытая архитектура обеспечивает адаптацию базового КБО к требованиям конкретного вертолета, преемственность аппаратных и программных средств. Расширение КБО с использованием унифицированных модулей должно соответствовать объему и типу решаемых задач. Значительное внимание должно уделяться повышению интеллектуальной составляющей «ядра» КБО – совершенствованию алгоритмов и систем, образующих «бортовой интеллект» и способных создавать функционально целостный бортовой комплекс, нацеленный на выполнение конкретных задач различных типов вертолетов.


 

Повышение «бортового интеллекта» – важнейшее направление развития КБО для перспективных вертолетов. Основными средствами информации, наблюдения и фиксации в структуре КБО являются оптико-электронные системы. Именно они определяют эффективность комплекса, и именно к ним предъявляются особенно жесткие требования по работоспособности. Оптикоэлектронные системы (ОЭС), входящие в КБО, обеспечивают выполнение задач поиска, обнаружения, опознавания объектов, быстро и точно определяют координаты объектов, преобразовывают их в информационный вид, удобный для передачи по каналам. В настоящее время базовые принципы при проектировании КБО вертолетов включают следующие требования к ОЭС:

 

 

• многоканальность (с комплексированием разноспектральных изображений)

• дистанционное управление работой системы

• интеграция (оптическая, механическая, электронная) отдельных подсистем и каналов

• автоматизация процессов взаимной юстировки каналов, встроенного

контроля и диагностики неисправностей

• автоматическое слежение за выбранным объектом

• стабилизация линии визирования

• модульность исполнения прибора

• сопряжение с датчиками получения информации (навигационной, радиолокационной и других бортовых систем)

• высокая степень использования цифровых методов обработки информации.


 

ОЭС должны быть работоспособны в любое время суток, в любых погодных условиях, при наличии искусственных помех, иметь несколько информационных каналов, работающих в разных диапазонах спектра электромагнитного излучения, отличающихся друг от друга принципами функционирования, спектральными характеристиками, качеством передачи изображения. Информационные каналы ОЭС включают устройства приема оптических сигналов, преобразователи оптических сигналов в электрические, аппаратуру обработки электрических сигналов и передачи их на устройства отображения данных. Многоканальность ОЭС отражает применение телевизионных, тепловизионных, оптических, лазерно-локационных и радиолокационных средств наблюдения. Информационными каналами ОЭС являются:

 

 

• пассивные каналы технического зрения в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн

• активные локационные каналы в видимом и инфракрасном диапазоне длин волн

• активные лазерные каналы дальнометрирования и целеуказания

• пассивные каналы обнаружения и пеленгации объектов, подсвеченных лазерным источником.

 

 

Кроме этого в структуру ОЭС могут входить также каналы наведения, системы стабилизации и управления. Именно функционально связанные информационные каналы и подсистемы смогут образовывать интегрированную адаптивную ОЭС, обладающую свойством перестроения структуры в целях рационального выбора и использования ее составных частей для решения задач поиска, обнаружения и опознавания объектов.

 

 

Следующим этапом будет создание интегрированных оптико-электронных комплексов, в которых объединятся несколько функционально взаимосвязанных систем, а степень сложности ОЭС определится уровнем интеграции приборов (оптики, приема и обработки видеосигналов, обработки и отображения информации и так далее). Синтез и интеграция задач поиска, обнаружения и опознавания объектов позволят за счет чередования режимов активного и пассивного поиска и сопровождения объектов, чередования спектральных диапазонов работы существенно повысить характеристики ОЭС в реальных условиях их применения.


 

Развитие многоэлементных приемников излучения (от ультрафиолетовой и видимой до инфракрасной области спектра), расширение их форматов и разрешающей способности, повышение информационной емкости кадра видеоизображения, применение в структуре КБО волоконно-оптических линий связи и соответствующих интерфейсов, обеспечивающих дуплексную передачу видеоинформации со скоростью до 4 Гбит/с, требуют создания бортовых вычислителей реального времени с параллельной обработкой массивов информационных потоков, на порядки превышающих возможности вычислителей в существующих КБО. Для высокоточной стабилизации каналов ОЭС требуются данные с бортовой инерциально-навигационной системы вертолета с высокой частотой обновления и минимальными задержками, а данную задачу можно решить с помощью высокоскоростных интерфейсов и новой архитектуры распределения сети в контуре КБО.

 

 

Переход от системно-ориентированной детерминированной организации вычислительного процесса в КБО к функционально-ориентированной архитектуре на базе распределенной вычислительной среды позволит при помощи оптико-цифровых коммутаторов и волоконно-оптических линий связи соединить в единую сеть все подсистемы КБО. Открытость архитектуры, одновременный доступ к информации, возможность многократного резервирования бортовых вычислителей, высокая скорость обработки данных, в том числе формата видео, позволят оперативно в реальном времени направлять потоки информации от различных каналов ОЭС в модули цифровой обработки. При этом возможно будет наращивать или гибко изменять функциональные возможности КБО за счет «коррекции» задач программно-вычислительных модулей при обработке сигналов и данных.

 

 

Требуется существенное расширение функций и задач основных ОЭС КБО для перспективных вертолетных комплексов, таких как обзорно-пилотажная система, ОЭС кругового обзора, прицельная ОЭС, цифровая аэрофотосистема, лазерно-локационная система, система видеорегистрации. Так, обзорно-пилотажная система должна обеспечивать вывод в нашлемную систему индикации (НСИ) стереоскопического изображения окружающей обстановки, управление положением линии визирования по целеуказаниям от НСИ (от поворота головы летчика), видеонаблюдение одновременно не менее чем в трех спектральных диапазонах, измерение высоты полета, обнаружение малозаметных объектов (типа ЛЭП), опасных для пилотирования. Оптико-электронная система кругового обзора должна обеспечивать автоматическое сканирование нижней полусферы при полете вертолета, обнаружение и распознавание объектов одновременно в двух спектральных диапазонах, автоматическую селекцию объектов (в том числе выделение ложных целей), определение и выдачу координат опасных объектов (целей). Развитие прицельных ОЭС направлено на повышение дальности, точности и избирательности их применения. При этом совершенствование основных информационных каналов таких систем должно включать применение цветных высокочувствительных камер видимого диапазона с «плавным» трансфокатором, тепловизионных «зум»-камер, лазерных дальномеров на безопасной длине волны, лазерных подсветчиков и обнаружителей пятна подсвета, блока инерциальных датчиков и высокоточного гиростабилизированного подвеса.

 

 

Применение цифровых аэросъемочных аппаратов позволяет проводить плановое и перспективное фотографирование земной поверхности с высоким разрешением, а также передавать видеоинформацию на обработку и регистрацию с целью обнаружения и распознавания низкоконтрастных и «мелких» объектов. Создание в оптико-электронном контуре КБО лазерно-локационной системы (ЛЛС) обеспечит повышение безопасности полетов вертолетов на малой высоте в условиях плохой видимости, когда недостаточно условий для обнаружения (при наблюдении по каналам технического зрения) объектов, опасных при полете (провода ЛЭП, мачты, трубы, отдельные деревья, высокие «объекты» и другие). Задачей ЛЛС будет как визуализация такого рода препятствий, так и предупреждение экипажа вертолета об опасности приближения к ним. При этом «работа» ЛЛС должна быть круглосуточной и обеспечивать обзор закабинного пространства передней полусферы по курсу полета вертолета.


 

Необходимо дальнейшее развитие систем видеорегистрации по совершенствованию процедур регистрации, в том числе изображений на многофункциональном индикаторе (МФИ) вертолета, видеоданных и параметрической информации от ОЭС, звуковой, параметрической и служебной информации от КБО, «маркировки» интересующих сюжетов, воспроизведения в полете и на земле записанных сюжетов и другое.

 

 

A.B. BELSKY, TENDENCIES IN THE DEVELOPMENT OF BOARD EQUIPMENT COMPLEX (BEC). The article is to draw the attention of engineers designing functional elements and systems for BEC to the significance of the complex in the helicopter structure, define some aspects of requirements and trends of updating and developing the systems and functions of board equipment complexes for serving the problems of growing range while designing prospective BEC for helicopters and other flying vehicles.



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО

ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУКИ


Календарь событий:

«    Октябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Архив новостей:

Сентябрь 2017 (2)
Август 2017 (3)
Июль 2017 (5)
Февраль 2017 (1)
Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (7)