7 февраля, 2015

Исторический аспект развития АСУ ПВО

Этапы развития автоматизированных систем управления тесно связаны с историей разработки электронных вычислительных машин (ЭВМ). Развитие ЭВМ принято делить на поколения. Смена поколений в основном связана с совершенствованием элементной базы. Элементная база – это совокупность элементов, из которых строится ЭВМ. Совершенствование элементной базы всегда приводило к увеличению быстродействия и объема памяти, изменению архитектуры и смене способов взаимодействия с ЭВМ, расширению круга решаемых задач и уменьшению массогабаритных характеристик.

Анализ ряда известных работ, опыт эксплуатации и применения АСУ противовоздушной обороны показывают, что целесообразно выделить пять этапов развития АСУ. Этапы развития АСУ обусловлены сменой элементной базы комплексов средств автоматизации (КСА), совершенствованием средств воздушного нападения (СВН), развитием боевых и информационных средств ПВО.

Деление развития АСУ ПВО на этапы в определенной мере условно. Существует ряд АСУ, которые по одним признакам относятся к одному, а по другим – к другому этапу развития. Несмотря на эти условности, каждый этап развития АСУ можно считать качественным скачком в их становлении. При определении этапов развития АСУ за основу принимались даты принятия новых систем на вооружение. В статье в основном рассматриваются этапы развития АСУ оперативно-тактического и тактического уровня управления Войсками ПВО.

Первый этап развития АСУ

Первый этап развития АСУ войсками соединения ПВО представлен системами ряда «Воздух».

Основными средствами воздушного нападения (СВН) вероятного противника на этом этапе были самолеты стратегической авиации (СА), тактической авиации (ТА) и палубной авиации (ПА), вооруженные авиационными бомбами различного типа. Основным тактическим приемом был прорыв системы ПВО непосредственно в зоне боевых действий.

В учебном центре радиотехнических войск (г. Владимир). Фото: Михаил Жердев

Автоматизированная система управления «Воздух» была разработана на элементной базе первого поколения. Элементной базой были электровакуумные приборы (электронные лампы). Система имела низкое быстродействие, большие массогабаритные характеристики и потребляла сотни киловатт электроэнергии.

АСУ «Воздух» была задана к разработке в 1953 г., прошла испытания и была принята на вооружение в 1957 г.

Боевые средства ПВО – зенитные ракетные комплексы (ЗРК), истребители – обладали относительно низкими поисковыми возможностями. ЗРК требовали информации целеуказания. Истребители требовали наведения с достаточно высокими точностными характеристиками. Информационные средства ПВО имели ограниченные возможности обнаруживать и сопровождать СВН. Комплексы средств автоматизации командных пунктов (КП) соединений и частей практически отсутствовали.

В АСУ войсками (силами) и средствами ПВО на этом этапе главное внимание уделялось автоматизации таких основных процессов управления, как сбор, обработка, отображение информации о воздушной обстановке, готовности, возможностях, действиях и результатах действий войск. В интересах ИА основное внимание уделялось автоматизации решения штурманских задач, наведению на воздушные цели и перебазированию истребителей. В интересах ЗРВ основное внимание уделялось автоматизированному решению задач целераспределения и целеуказания ЗРК.

В это время были созданы основные элементы системы: аппаратура съема и передачи данных о воздушной обстановке (АСПД «Паутина»), аппаратура приборного наведения истребителей (АПН «Каскад»), аппаратура командной радиолинии управления (КРУ «Лазурь»), средства телефонной и внутренней громкоговорящей связи («Ключ»).

В аппаратуре «Каскад» решение задачи наведения истребителя на воздушную цель осуществлялось с помощью электромеханических счетно-решающих приборов (СРП). Математически задача автоматизированного наведения истребителей решалась методом «прямая – разворот – прямая» («Маневр») только в горизонтальной плоскости. СРП не обладали высоким быстродействием и точностными характеристиками, что существенно ограничивало возможности системы по количеству обрабатываемых воздушных объектов и управляемых истребителей.

Необходимо отметить, что в АСУ оперативно-тактического и тактического уровней управления состав КСА постоянно изменялся и проходил модернизацию. АСУ ряда «Воздух» также прошли серию модернизаций («Воздух-1», «Воздух-1С», «Воздух-1П», «Воздух-1М»).

В состав системы на заключительном этапе входили:

• КСА КП соединения ПВО (ВС-11М);
• КСА КП частей ЗРВ (АСУРК-1МА);
• КСА КП частей ИА (ВП-04М) с ПН ИА (ВП-11М «Каскад»);
• КСА КП частей (подразделений) РТВ (ВП-01М, ВП-02М, ВП-03М).

Таким образом, на этом этапе была решена задача автоматизации основных процессов управления зенитными ракетными войсками (ЗРВ), истребительной авиацией (ИА), радиотехническими войсками (РТВ) и радиоэлектронной борьбы (РЭБ).

Рис. 1. Структурная схема АСУ войсками соединения ПВО «Воздух-1М» (вариант). Графика Юлии Гореловой

Структурная схема АСУ войсками соединения ПВО «Воздух-1М» показана на рисунке 1.

Второй этап развития АСУ

Второй этап развития АСУ войсками соединения ПВО представлен системами ряда «Луч».

Основными средствами воздушного нападения (СВН) вероятного противника на этом этапе были крылатые ракеты воздушного, наземного и морского базирования, а также самолеты СА, ТА и ПА. Основным тактическим приемом был прорыв системы ПВО и пуск крылатых ракет до зон поражения ЗРК и действия СА, ТА и ПА по объектам обороны.

Автоматизированная система управления «Луч» разработана на элементной базе второго поколения. Элементной базой были полупроводниковые приборы (феррит-транзисторные ячейки). Система стала более надежной, менее энергоемкой, увеличились быстродействие и объем памяти.

АСУ «Луч» была задана к разработке в 1958 г., прошла испытания в 1960–1970 гг. и принята на вооружение в 1973 г. Появились новые боевые средства ПВО (ЗРК, истребители) с лучшими поисковыми возможностями и большими дальностями действия. Обеспечение информацией о воздушной обстановке боевых средств ЗРВ, ИА, РЭБ осуществлялось от единого радиолокационного поля.

В ходе работ по созданию системы «Луч-1» отрабатывались способы централизованного управления различными родами войск ЗРВ, ИА, РТВ, РЭБ с командного пункта (КП) соединения ПВО, оснащенного комплексом средств автоматизации «Протон-1».

Управление соединениями (частями) родов войск на тактическом уровне в локальных группировках осуществлялось с получившими дальнейшее развитие КСА КП ЗРВ, ИА, РТВ и РЭБ. Управление истребителями и ЗРК дальнего действия предполагалось осуществлять с КП соединения ПВО, оснащенного КСА «Протон-1».

В состав системы на этом этапе входили:

• КСА КП соединения ПВО «Протон-1»;
• КСА КП соединений (частей) ЗРВ «Вектор-2Л», «Сенеж»;
• КСА КП частей ИА АНИП-68 с ПН ИА АНИП-68;
• КСА КП частей, (подразделений) РТВ «Низина», «Низина-У», «Межа», «ПОРИ»;
• КСА КП частей (подразделений) РЭБ АКУП-22.

Расширение возможностей и технических характеристик КСА КП соединения ПВО, совершенствование алгоритмов управления, появление новых КСА КП родов войск, необходимость взаимодействия с КП ПВО других видов, родов войск Вооруженных Сил потребовали дальнейшей модернизации АСУ «Луч-1».

АСУ «Луч-2» прошла испытания и была принята на вооружение в 1979 г. Структурная схема АСУ войсками соединения ПВО «Луч-1,2» показана на рисунке 2. АСУ «Луч-3» была принята на вооружение в 1982 г., а в 1984 г. прошла испытания и в 1987 г. принята на вооружение АСУ «Луч-4» с КСА КП соединения ПВО «Протон-2М».

Рис. 2. Структурная схема АСУ войсками соединения ПВО «Луч-1(2)» (вариант). Графика Юлии Гореловой

Необходимо отметить, что в отличие от КСА КП родов войск КСА КП соединения ПВО «Протон-2М» был выполнен на элементной базе еще второго поколения. Данные обстоятельства не позволяли уменьшить массогабаритные характеристики, снизить энергопотребление, увеличить память и быстродействие, а также увеличить возможности по количеству управляемых средств и обрабатываемых целей. Заложенные принципы централизованного (поканального) управления с КП соединения ПВО ограничивали возможности основных боевых средств и КСА КП частей ЗРВ, ИА и РЭБ.

Источники радиолокационной информации не обеспечивали своевременного обнаружения и качественного сопровождения большого количества маловысотных и малоскоростных целей в сложной помеховой обстановке.

В состав системы АСУ «Луч-4» на заключительном этапе входили:

• КСА КП соединения ПВО «Протон-2М»;
• КСА КП соединений (частей) ЗРВ «Сенеж-М», «Байкал-1»;
• КСА КП частей ИА «Рубеж» с ПН ИА «Рубеж-2»;
• КСА КП соединений (частей, подразделений) РТВ «ПОРИ», «Межа», «Низина-У»;
• КСА КП частей (подразделений) РЭБ АКУП-22.

Третий этап развития АСУ

Третий этап развития АСУ войсками соединения ПВО представлен системами ряда «Пирамида».

Начались разработка более совершенных средств воздушного нападения, действующих как на малых и сверхмалых высотах, так и на сверхбольших высотах с гиперзвуковыми скоростями (гиперзвуковые летательные аппараты, ГЗЛА), создание новых беспилотных и дистанционно-пилотируемых летательных аппаратов (БЛА, ДПЛА) и специальных ударных, разведывательных систем.

Автоматизированные системы управления войсками соединения ПВО «Пирамида» были разработаны на элементной базе третьего поколения. Элементной базой являлись интегральные микросхемы. Система стала еще более компактной, увеличилось быстродействие, появились новые типы запоминающих устройств.

Размеры интегральных схем не превышают нескольких сантиметров. Применение таких схем повышает надежность ЭВМ и позволяет увеличить их быстродействие до миллионов операций в секунду.

АСУ «Пирамида» прошла испытания и была принята на вооружение в 1993 г. с КСА КП соединения ПВО «Универсал». В этот период приняты на вооружение КСА КП соединения ПВО «Универсал», который обеспечивал автоматизированное управление частями ЗРВ, ИА, РТВ и РЭБ.

Созданием КСА КП соединения ПВО «Универсал-1» (1998 г.) и современных КСА КП соединений и частей ЗРВ, ИА, РТВ и РЭБ завершилась разработка АСУ соединения ПВО «Пирамида».

В состав АСУ «Пирамида» на заключительном этапе входили:

• КСА КП соединения ПВО «Универсал-1»;
• КСА КП соединений (частей) ЗРВ «Байкал-1»;
• КСА КП частей ИА «Рубеж-М», с ПН ИА «Рубеж-2М»;
• КСА КП соединений (частей, подразделений) РТВ «Нива», «Основа-1», «Поле»;
• КСА КП частей (подразделений) РЭБ-С АКУП-1;
• КСА КП соединений (частей) ПВО СВ «Поляна-Д4».

Рис. 3. Структурная схема АСУ войсками соединения ПВО «Пирамида» (вариант). Графика Юлии Гореловой

Структурная схема АСУ войсками соединения ПВО «Пирамида» показана на рисунке 3.

Четвертый этап развития АСУ

В настоящее время АСУ войсками, силами и средствами ПВО (ВКО) находится на четвертом этапе развития. Данный этап проходит в условиях организационно-штатных изменений в структуре системы управления ВКО. Ужесточаются требования к оперативности, непрерывности, устойчивости и скрытности управления войсками, разрабатываются и поступают на вооружение новые боевые и информационные средства ЗРВ, ИА, РТВ и РЭБ, обладающие более высокими возможностями.

Особенностью этого этапа являются развитие и внедрение в АСУ новых информационных и телекоммуникационных технологий. Продолжается совершенствование элементной базы комплексов средств автоматизации и связи.

Так выглядит сегодня информация о воздушной обстановке. Фото: Михаил Жердев

Автоматизированная система управления войсками соединения ПВО была разработана на элементной базе четвертого поколения. Элементной базой являлись большие интегральные микросхемы (микропроцессоры). Система стала еще более компактной, увеличилось ее быстродействие, появились новые типы запоминающих устройств.

Размеры больших интегральных схем не превышают нескольких сантиметров. Применение таких схем повышает надежность ЭВМ и позволяет увеличить их быстродействие от нескольких десятков до сотен миллионов операций в секунду.

Реализация новых требований к АСУ войсками (силами) и средствами ПВО (ВКО) в современных условиях возможна на основе создания единой информационной сети. Единая информационная сеть ВКО может представлять собой совокупность интегрированных информационных ресурсов КП (ПУ) всех уровней.

Формирование единой информационной сети ВКО должно осуществляться на основе единой автоматизированной системы сбора, обработки данных, единых баз данных, единых протоколов функционального взаимодействия и единого графического интерфейса пользователей.

Должна быть создана единая информационная среда, обеспечивающая комплексную обработку данных в реальном масштабе времени о воздушно-космической обстановке, о противнике, о своих войсках, об условиях ведения боевых действий в интересах поддержки принятия решений по созданию группировок войск (сил) ВКО оптимального состава и их эффективному применению, управлению в различных условиях обстановки.

Основными направлениями развития комплексов средств автоматизации КП (ПУ) единой информационной сети ВКО могут быть:

• интеллектуализация – применение систем с элементами искусственного интеллекта, речевым вводом информации, а также настраиваемого программного обеспечения для различного уровня управления;
• унификация – применение однотипных аппаратных и программных средств, а также единых команд управления информационных моделей;
• модульность – построение КСА из однотипных модулей, объединяемых общим протоколом информационно-логического и технического сопряжения;
• открытость архитектуры – возможность интеграции задач различных производителей при условии соблюдения ими внутренних протоколов КСА;
• адаптивность – возможность обеспечения управления войсками в условиях изменяющейся организационно-штатной структуры.

Программное обеспечение КСА должно быть унифицировано, уровень подчиненности должен определяться его настройками. Это позволит адаптировать КП (ПУ) любого уровня управления к изменившейся организационно-штатной структуре войск.

Создание, формирование и развитие АСУ ВКО обостряют проблему подготовки специалистов ВКО.

Специалисты РКО и ПВО в основном слабо представляют специфику деятельности и системы вооружения друг друга. Даже если их размещать на одном КП с соответствующими средствами автоматизации, то это не значит, что они сразу станут специалистами-профессионалами с уровнем подготовки, отвечающей потребностям ВКО. Устранение указанных недостатков может быть достигнуто на основе совместной подготовки командного и инженерного состава этих направлений в одном профильном вузе, в котором сосредоточены знания специалистов всех направлений ВКО.

Система автоматизированных командных пунктов в ВА ВКО имени Маршала Советского Союза Г. К. Жукова содержит практически все перечисленные выше КП оперативного, оперативно-тактического и тактического уровней управления в части ПВО, а также КП ракетно-космической обороны, которые составляют основу системы управления ВКО.

Данные обстоятельства обеспечивают возможность осуществлять в академии как квалифицированную подготовку специалистов для АСУ ВКО, так и подготовку оперативного и командного состава, то есть системных специалистов-аналитиков в части ВКО всех уровней управления.

Также представляется уникальная возможность проводить:

• исследования по перспективным методам решения задач ВКО, на основе новых информационных технологий;
• проработку правовых, организационных, учебных, технических и иных проблем ВКО;
• разработку и проверку на практике положений руководств (инструкций) по применению информационных средств, их техническому обеспечению, эксплуатации и ремонту.

Таким образом, в заключение целесообразно отметить, что при разработке перспективных систем управления войсками (силами) и средствами ВКО пятого поколения необходимо учитывать историю создания, развития и применения автоматизированных систем управления Войсками противовоздушной обороны.