3. Перспективы развития современного авиационного рэо

Современные авиационные бортовые вычислительные системы имеют, как правило, детерминированную системно-ориентированную структуру с аппаратно реализованными подсистемами. Простейшая федеративная (децентрализованная) структура, во многом повторяющая структуру аналоговых комплексов бортового оборудования, получается при декомпозиции задач по функциональному назначению. В федеративных БВС для выполнения каждой крупной функции на аппаратном уровне образуется автономная подсистема, в структуре которой используется, как минимум, одна бортовая ЭВМ. Взаимодействие подсистем в основном осуществляется летчиком. При подобной организации БВС практически исключена возможность реконфигурации структуры и комплексной обработки. Декомпозиция, выполненная с учетом функционального назначения задач и степени обобщения информации, необходимой для ее решения, позволяет построить иерархическую федеративно-централизованную БВС с аппаратной организацией подсистем лишь на нижнем уровне. Такая структура характерна для большинства существующих авиационных бортовых вычислительных систем как в России, так и за рубежом. Состав задач, реализуемых в каждой из подсистем подобных БВС, определяется в процессе разработки, перераспределение задач между подсистемами в процессе эксплуатации КБО не предусматривается. Допускается лишь дублирование наиболее важных задач, решаемых в ЭВМ верхнего уровня. Стратегия функционирования системы определяется заранее и может быть изменена или в пределах управляющей программы, или заменой самой программы.

При федеративно-централизованной структуре БВС в каждой подсистеме может использоваться несколько бортовых ЭВМ. Это ЭВМ общего назначения, встраиваемые вычислители, а в случае необходимости и высокопроизводительные специализированные ЭВМ. Например, в подсистеме РЛС переднего обзора в общем случае может использоваться до четырех машин различной производительности- процессор сигналов, процессор данных, процессор управления антенной и др. Для таких БВС характерно нерациональное использование вычислительных средств, что приводит к неоправданно высоким массогабаритным и энергетическим характеристикам. На рубеже 90-х годов такие принципы организации БВС исчерпали практически все свои возможности. Их основные качества, принципиально изменившие в свое время подходы к комплексированию бортового оборудования и стимулировавшие развитие цифровой авионики, перестали отвечать постоянно возрастающим требованиям к БРЭО боевых самолетов. Расширение и усложнение функций боевого самолета повышает требования к вычислительному потенциалу вычислительной системы. До последнего времени в России и за рубежом для повышения вычислительного потенциала использовали простое увеличение количества бортовых ЭВМ в составе вычислительной системы практически без изменения принципов ее организации. Такой подход хотя и позволял повысить вычислительный потенциал БВС, но по существу был тупиковым. Наличие разнородных машин в составе системы предопределяло увеличение сроков и стоимости разработки БРЭО, усложнение технического обслуживания ЛА, рост эксплуатационных расходов. Проблема повышения вычислительного потенциала и интеллекта комплекса бортового оборудования в России усугублялась отсутствием в структуре БВС мультиплексных каналов информационного обмена и морально устаревшей технологией создания программного обеспечения. Развитие бортовых систем характеризуется постоянным увеличением числа решаемых задач и повышением их сложности, расширением интеллектуальных и адаптивных возможностей. Анализ показывает, что большинство задач, решаемых БВС, используют стандартный набор математических функций - базовых алгоритмов. В различных режимах работы бортового комплекса применяются практически идентичные алгоритмы обработки информации, причем число их может быть достаточно большим. Представляется возможным сформировать так называемое ядро вычислительной системы, которое будет инвариантным к режимам функционирования комплекса. При должной оптимизации решения типовых задач это ядро можно будет использовать для бортовых комплексов различного назначения. Это ядро должно обладать возможностью перестраивать свою структуру в зависимости от решаемых задач, состав и сложность которых для БРЭО различных классов существенно различаются. При проведении необходимой унификации бортовой аппаратуры можно говорить о базовом комплексе бортового оборудования.

Базовый комплекс бортового оборудования ЛА пятого поколения должен обеспечивать:

• высокую информационную поддержку при выполнении полетного задания, высокую автоматизацию управления ЛА, снижение психологической нагрузки на экипаж;

• работоспособность в условиях усложнения тактической обстановки и повышения динамики ее изменения;

• сокращение времени на принятие решений при усложнении выбора варианта решения;

• эволюционность потенциала, возможность проведения глубокой модернизации и адаптируемость к различным типам ЛА;

• высокую эксплуатационную пригодность и надежность выполнения полетного задания при низкой стоимости эксплуатации.

Для эффективного выполнения функций боевых самолетов пятого поколения и обеспечения перечисленных требований необходимо создание интегрированных высокоинтеллектуальных бортовых комплексов, вычислительные системы которых имеют высокий информационно-вычислительный потенциал; обладают способностью к проведению осмысленного анализа, близкого к человеческому; способны к принятию решений на основе накопленных знаний; способны к адаптации в заранее непредсказуемых ситуациях. Подобные качества может обеспечить БВС с архитектурой интегрированной вычислительной среды, которая обладает свойством динамического изменения конфигурации. Построение таких БВС требует разработки принципиально новых концепций, которые должны объединить открытость архитектуры, глубокую унификацию, аппаратную интеграцию и высокий уровень технологичности. Концепция открытости архитектуры базируется на основе использования ограниченного набора унифицированных стандартных компонентов (аппаратных и программных модулей) и позволяет создавать масштабируемые вычислительные средства с широким спектром характеристик, что обеспечит: • увеличение вычислительного потенциала как отдельной бортовой ЭВМ, так и системы в целом, что даст возможность решать более сложные задачи практически без изменения структуры отдельных бортовых ЭВМ и системы; • адаптацию вычислительной системы и БРЭО в целом на конкретное применение; • увеличение продолжительности жизненного цикла БРЭО за счет модернизации вычислительной системы путем простой замены морально устаревших модулей более совершенными, построенными с использованием новейших достижений микроэлектроники.

Концепция аппаратной интеграции позволяет построить единую интегрированную вычислительную среду, которая обеспечит расширение функциональных возможностей БРЭО на основе комплексной обработки информации. Концепция высокой технологичности, поддерживаемая новейшими технологиями, обеспечит внедрение автоматизации в процессы проектирования, разработки и модернизации БВС и программного обеспечения, снижение технического риска при создании БВС и комплекса бортового оборудования, сокращение затрат на техобслуживание и эксплуатацию. Состав аппаратных модулей должен быть минимальным, обеспечивая построение всего спектра средств вычислительной техники, необходимых для конкретного применения. Номенклатура стандартных интерфейсов должна обеспечивать взаимодействие на всех уровнях, от межмодульного в составе бортовой ЭВМ и межмашинного обмена в составе БВС до взаимодействия с наземными комплексами анализа/подготовки.