Тенденции развития XXI века: от новых технологий – к инновационным вооруженным силам.

В Великобритании отдают предпочтение морским беспилотным системам. Фото из журнала Jane"s NAVY international

В 2005 году Министерство обороны США под давлением Конгресса в разы повысило компенсационные выплаты семьям погибших военнослужащих. И как раз в этом же году был отмечен первый пик расходов на разработку беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). В начале апреля 2009 года Барак Обама снял существовавший 18 лет запрет на участие представителей средств массовой информации в похоронах погибших в Ираке и Афганистане военнослужащих. А уже в начале 2010 года центр WinterGreen Research опубликовал научно-исследовательский отчет о состоянии и перспективах развития беспилотных и роботизированных средств военного назначения, содержащий прогноз существенного роста (до 9,8 млрд. долларов) рынка подобных вооружений.

В настоящее время разработкой беспилотных и роботизированных средств занимаются практически все развитые страны мира, но планы США поистине грандиозны. Пентагон рассчитывает сделать к 2010 году треть всех боевых авиационных средств, предназначенных в том числе и для нанесения ударов в глубине территории противника, беспилотными, а к 2015 году треть всех боевых наземных машин также сделать роботизированными. Голубая мечта американских военных – создать полностью автономные роботизированные формирования.

Военно-воздушные силы

Так, в период с 1990 по 1999 год Пентагон израсходовал на разработку и закупку беспилотных систем свыше 3 млрд. долл. А после террористического акта 11 сентября 2001 года расходы на беспилотные системы возросли в несколько раз. 2003 финансовый год стал первым в истории США годом с расходами на БПЛА, превысившими сумму в 1 млрд. долл., а в 2005 году расходы выросли еще на 1 млрд.

От США стараются не отставать и другие страны. В настоящее время уже более 80 типов БПЛА состоят на вооружении 41 страны, 32 государства сами производят и предлагают к продаже более 250 моделей БПЛА различных типов. По мнению американских специалистов, производство БПЛА на экспорт не только позволяет поддерживать собственный военно-промышленный комплекс, снижать стоимость БЛА, закупаемых для своих вооруженных сил, но и обеспечивать совместимость аппаратуры и оборудования в интересах проведения многонациональных операций.

Сухопутные войска

Надежда опять на роботов, количество которых в зонах конфликтов неуклонно растет: от 163 единиц в 2004 году до 4000 – в 2006 году. В настоящее время в Ираке и Афганистане задействовано уже более 5000 наземных роботизированных средств различного назначения. При этом если в самом начале операций "Свобода Ираку" и "Незыблемая свобода" в сухопутных войсках отмечался существенный рост количества беспилотных летательных аппаратов, то в настоящее время аналогичная тенденция в применении наземных робототехнических средств.

Несмотря на то что большинство наземных роботов, находящихся в настоящее время на вооружении, предназначены для поиска и обнаружения фугасов, мин, самодельных взрывных устройств, а также их разминирования, командование сухопутных войск рассчитывает в ближайшее время получить на вооружение и первых роботов, способных самостоятельно обходить стационарные и подвижные препятствия, а также обнаруживать нарушителей на удалении до 300 метров.

На вооружение 3-й пехотной дивизии уже поступают и первые боевые роботы – Special Weapons Observation Remote reconnaissance Direct action System (SWORDS). Также создан прототип робота, способного обнаружить снайпера. Система, получившая название REDOWL (Robotic Enhanced Detection Outpost With Lasers), состоит из лазерного дальномера, звукоулавливающего оборудования, тепловизоров, GPS-приемника и четырех автономных видеокамер. По звуку выстрела робот способен с вероятностью до 94% определить местоположение стрелка. Вся система весит всего лишь около 3 кг.

Вместе с тем до недавнего времени основные роботизированные средства разрабатывались в рамках программы "Боевые системы будущего" (Future Combat System – FCS), которая являлась составной частью полномасштабной программы модернизации техники и вооружения сухопутных войск США. В рамках программы осуществлялась разработка:

• разведывательных сигнализационных приборов;
• автономной ракетной и разведывательно-ударной систем;
• беспилотных летательных аппаратов;
• разведывательно-дозорных, ударно-штурмовых, портативных дистанционно управляемых, а также легких дистанционно управляемых машин инженерного и тылового обеспечения.

Полным ходом идет разработка наземных роботизированных систем и комплексов и в других странах. Для этого, например, в Канаде, Германии, Австралии основное внимание уделяется созданию сложных интегрированных систем разведки, систем управления и контроля, новых платформ, элементов искусственного интеллекта, повышению эргономичности человеко-машинных интерфейсов. Франция активизирует усилия в области разработки систем организации взаимодействия, средств поражения, повышению автономности, Великобритания разрабатывает специальные навигационные системы, повышает мобильность наземных комплексов и т.д.

Военно-морские силы

Позднее, в январе и феврале 1997 года, дистанционно управляемый аппарат RMOP (Remote Minehunting Operational Prototype) участвовал в двенадцатидневных учениях по противоминной обороне в Персидском заливе. В 2003 году во время операции "Свобода Ираку" для решения различных задач применялись уже необитаемые подводные аппараты, а позднее в рамках программы МО США по демонстрации технических возможностей перспективных образцов вооружения и техники в том же Персидском заливе проводились эксперименты по совместному применению аппарата SPARTAN и крейсера УРО "Геттисберг" по ведению разведки.

В настоящее время к основным задачам необитаемых морских аппаратов относят:

• противоминную борьбу в районах действия авианосных ударных групп (АУГ), портов, военно-морских баз и др. Площадь такого района может варьироваться от 180 до 1800 кв. км;
• противолодочную оборону, включающую задачи по контролю за выходами из портов и баз, обеспечение защиты авианосных и ударных групп в районах развертывания, а также при переходах в другие районы.
  При решении задач противолодочной обороны шесть автономных морских аппаратов способны обеспечить безопасное развертывание АУГ, действующей в районе 36х54 км. При этом вооружением гидроакустических станций с дальностью действия 9 км обеспечивается 18-километровая буферная зона вокруг развернутой АУГ;
• обеспечение безопасности на море, предусматривающее защиту военно-морских баз и соответствующей инфраструктуры от всех возможных угроз, включая угрозу террористической атаки;
• участие в морских операциях;
• обеспечение действий сил специальных операций (ССО);
• радиоэлектронную войну и др.

X-Class представляет собой небольшой (до 3 метров) необитаемый морской аппарат для обеспечения действий ССО и изоляции района. Такой аппарат способен вести разведку для обеспечения действий корабельной группировки и запускаться даже с 11-метровых надувных лодок с жестким каркасом;

Harbor Class – аппараты такого класса разрабатываются на базе стандартной 7-метровой лодки с жестким каркасом и предназначены для выполнения задач обеспечения морской безопасности и ведения разведки, кроме того, аппарат может оснащаться различными средствами летального и нелетального воздействия. Скорость превышает 35 узлов, а автономность – 12 часов;

Snorkeler Class представляет собой 7-метровый полупогружной аппарат, предназначенный для противоминной борьбы, противолодочных операций, а также обеспечения действий сил специальных операций ВМС. Скорость аппарата достигает 15 узлов, автономность – 24 часа;

Fleet Class – это 11-метровый аппарат с жестким корпусом, разработанный для противоминной борьбы, противолодочной обороны, а также участия в морских операциях. Скорость аппарата варьируется от 32 до 35 узлов, автономность – 48 часов.

Также по четырем классам систематизированы и необитаемые подводные аппараты (см. таблицу).

Сама необходимость разработки и принятия на вооружение морских необитаемых аппаратов для Военно-морских сил США определена рядом официальных документов как собственно ВМС, так и вооруженных сил в целом. Это "Морская мощь 21" (Sea Power 21, 2002), "Всесторонний обзор состояния и перспектив развития ВС США" (Quadrennial Defense Review, 2006), "Национальная стратегия морской безопасности" (National Strategy for Maritime Security, 2005), "Национальная военная стратегия" (National Defense Strategy of the United States, 2005) и др.

Технологические решения

Используя предложенную сотрудниками Оксфордского университета довольно наглядную классификацию, можно систематизировать "способности" перспективных роботов по четырем классам (поколениям):

• быстродействие процессоров универсальных роботов первого поколения составляет три тысячи миллионов команд в секунду (MIPS) и соответствует уровню ящерицы. Главные особенности таких роботов – возможность получения и выполнения только одной задачи, которая программируется заранее;
• особенность роботов второго поколения (уровень мыши) – адаптивное поведение, то есть обучение непосредственно в процессе выполнения заданий;
• быстродействие процессоров роботов третьего поколения будет достигать уже 10 млн. MIPS, что соответствует уровню обезьяны. Особенность таких роботов в том, что для получения задания и обучения требуется только показ или объяснение;
• четвертое поколение роботов должно будет соответствовать уровню человека, то есть способно мыслить и принимать самостоятельные решения.

Нынешнее состояние микроэлектроники развитых стран уже позволяет применять БПЛА для выполнения полноценных задач с минимальным участием человека. Но конечная цель – полная замена пилота на его виртуальную копию с такими же возможностями по скорости принятия решения, объемом памяти и правильным алгоритмом действия.

Американские специалисты считают, что если попытаться сопоставить способности человека с возможностями компьютера, то такой компьютер должен производить 100 трлн. операций в секунду и обладать достаточной оперативной памятью. В настоящее время возможности микропроцессорной техники в 10 раз меньше. И только к 2015 году развитые страны смогут достичь необходимого уровня. При этом важное значение имеет миниатюризация разрабатываемых процессоров.

Сегодня минимальные размеры процессоров на основе кремниевых полупроводников ограничены технологиями их производства, базирующимися на ультрафиолетовой литографии. И, по данным доклада аппарата министра обороны США, эти предельные размеры в 0,1 микрона будут достигнуты уже к 2015–2020 годам.

Вместе с тем альтернативой ультрафиолетовой литографии может стать применение оптических, биохимических, квантовых технологий создания переключателей и молекулярных процессоров. По их мнению, процессоры, разрабатываемые с использованием методов квантовой интерференции, могут увеличить скорость вычислений в тысячи раз, а нанотехнологии – в миллионы раз.

Серьезное внимание уделяется и перспективным средствам связи и передачи данных, которые, по сути, являются критическими элементами успешного применения беспилотных и роботизированных средств. А это, в свою очередь, неотъемлемое условие эффективного реформирования ВС любой страны и осуществления технологической революции в военном деле.

Планы командования вооруженных сил США по развертыванию робототехнических средств грандиозны. Более того, самые смелые представители Пентагона спят и видят, как целые стада роботов будут вести войны, экспортируя американскую "демократию" в любую точку мира, в то время как сами американцы будут спокойно сидеть дома. Конечно, роботы уже решают наиболее опасные задачи, да и технический прогресс не стоит на месте. Но еще очень рано говорить о возможности создания полностью роботизированных боевых формирований, способных самостоятельно вести боевые действия.

Тем не менее для решения возникающих проблем задействуются самые современные технологии создания:

• трансгенных биополимеров, применяющихся при разработке ультралегких, сверхпрочных, эластичных материалов с повышенными характеристиками малозаметности для корпусов БПЛА и других робототехнических средств;
• углеродных нанотрубок, используемых в электронных системах БПЛА. Кроме того, покрытия из наночастиц электропроводных полимеров позволяют на их основе разрабатывать систему динамического камуфляжа для робототехнических и других средств вооруженной борьбы;
• микроэлектромеханических систем, объединяющих в себе микроэлектронные и микромеханические элементы;
• водородных двигателей, позволяющих снизить шумность роботехнических средств;
• "умных материалов", изменяющих свою форму (или выполняющих определенную функцию) под влиянием внешних воздействий. Например, для беспилотных летательных аппаратов Управление исследовательских и научных программ DARPA проводит эксперименты по разработке концепции изменяющегося в зависимости от режима полета крыла, что позволит существенно облегчить вес БПЛА за счет отказа от использования гидравлических домкратов и насосов, устанавливаемых в настоящее время на пилотируемых летательных аппаратах;
• магнитных наночастиц, способных обеспечить скачок в разработке устройств хранения информации, существенно расширив "мозги" роботизированных и беспилотных систем. Потенциал технологии, достигаемый за счет использования специальных наночастиц размером 10–20 нанометров, – 400 гигабит на квадратный сантиметр.

Морская робототехника военного назначения

Важнейшим направлением развития мировой цивилизации в третьем тысячелетии стало освоение ресурсов Мирового океана. России этот регион интересен не только с точки зрения освоения природных ресурсов Мирового океана, но и в плане обеспечения национальной безопасности страны.

Иллюстрация «сетецентрического пространства»

В Российской Федерации актуальность вопросов, связанных с освоением подводного пространства и ресурсов Мирового океана, определена в утвержденной Президентом РФ «Концепции развития глубоководных сил и средств Российской Федерации на период до 2021 года». Основные направления развития боевых действий на море связаны с реализацией концепции «сетецентрического пространства» на основе применения сетевых технологий передачи информации, в том числе и с использованием развитой подводной инфраструктуры. В ключевых районах Мирового океана должны быть развернуты системы надводного и подводного наблюдения, интегрированные с системами связи и носителями морского оружия в единую информационную сеть. В качестве основных элементов информационной сети, наряду с традиционными силами (корабли, самолеты, подводные лодки), рассматриваются робототехнические комплексы на основе беспилотных летательных аппаратов (БЛА), необитаемых подводных аппаратов (НПА) и безэкипажных катеров (БЭК), а также оперативно-развертываемое. преимущественно с подводных носителей, донное оборудование различной номенклатуры и назначения.

На вооружении ведущих иностранных государств уже состоят подводные робототехнические комплексы (РТК), которые выполняют задачи освещения подводной обстановки, обнаружения и уничтожения мин, активно ведутся работы по созданию подводных аппаратов, способных нести оружие. Поэтому в процессе планирования развития ВМФ должны учитываться общемировые тенденции создания и использования робототехнических комплексов для ведения вооружённой борьбы на море.

В настоящее время существует ряд проблем нормативно-организационного характера, которые сдерживают развитие подводной робототехники:

1) отсутствие нормативной базы как в области разработки и применения робототехнических комплексов;

2) отсутствие специализированного сектора в отрасли оборонно-промышленного комплекса;

3) отсутствие института Генерального конструктора. ответственного за практическую реализацию государственной технической политики в области развития подводной робототехники;

4) отсутствие постоянно действующей полигонной базы на территории РФ для испытания образцов РТК и практической отработки тактических приемов их применения;

5) несовершенство системы межведомственного обмена информацией о результатах научных исследований и технологических разработках в области подводной робототехники.

Рассмотрим некоторые пути решения указанных проблем.

Автоматизация планирования развития морских РТК

Программно-целевое планирование развития морских РТК

Программно-целевое планирование построено по логической схеме «цели – пути – средства». Применительно к развитию РТК:

Цели – потребности флота;

Пути – модели применения морских РТК;

Средства – номенклатура и ТТХ РТК.

Автоматизация планирования развития морских РТК подразумевает реализацию информационно-аналитической системы, позволяющей решать задачи:

Определения места разрабатываемой МРС в составе ВМФ;

Разработки оперативно-тактических моделей использования МРС;

Разработки моделей применения НПА, БЭК, БЛА и проведения исследовательского моделирования;

Определение направления развития и оптимального состава разрабатываемых МРС;

Определение состава вооружения для разрабатываемых перспективных МРС;

Формирование планов развития морских РТК;

Сравнительная оценка военно-экономической эффективности программ и планов создания РТК;

Контроль выполнения планов развития РТК.

Комплекс моделирования морских роботизированных систем

Одним из ключевых вопросов планирования развития РТК является моделирование функционирования и способов применения перспективных РТК. Создание комплекса моделирования позволит выполнять:

Расчет, оценку и анализ эффективности вариантов построения МРС для решения поставленных задач;

Разработку типовых формализованных описательных моделей применения;

Оценку и анализ различных тактических приемов совместного использования различных видов РТК при решении частных задач флота;

Отработку режимов работы и логики (тактики) функционирования системы управления морскими РТК;

Обоснование тактико-технических требований;

Оценку достижимых тактико-технических характеристик перспективных РТК.

Учебно-тренировочные комплексы

Важный вопрос эффективного применения РТК – разработка соответствующих средств обучения и подготовки операторов для управления им. Существующие тренажеры имеют ряд существенных недостатков, которые не позволяют использовать их при обучении оп ераторов РТК военного назначения.

В ОАО «ЦНИИ «Курс» создан опытный образец учебно-тренировочного комплекса опереторов телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТИПА), на базе которого возможно создание тренажеров операторов подводных РТК.

Основные преимущества комплекса:

1 использование штатных пультов управления ТИПА;

2. возможность добавлять новые типы ТИПА, операторы которых проходят обучение на тренажере;

3. возможность изменять конструкцию ТИПА с сохранением адекватности работы модели (навесное оборудование);

4. самостоятельное формирование инструктором сцен для тренировок;

5 возможность менять параметры внешней среды в процессе прохождения миссии операторами;

6 автоматизированная оценка действий операторов и формирование отчета;

7. запись и последующее воспроизведение прохождения операторами миссии;

8. моделирование процессов воздействия течения на динамику ТИПА, планктон, растительность на дне;

10. наличие справочной информации об устройстве и правилах эксплуатации ТИПА.

Комплекс моделирования морских роботизированных систем

Внешний вид и экранные формы учебно-тренировочного комплекса операторов ТН ПА

Нормативно-методические материалы

В ОАО «ЦНИИ «Курс» (в рамках СЧ ОКР «Робот-Норма-К») разработан Проект единой системы нормативной базы документов (ЕСНБД), регламентирующих процессы разработки, испытаний и применения НПА в части, касающейся радиоэлектронных систем подводной робототехники, состоящий из проектов следующих стандартов:

«Необитаемые подводные аппараты. Автономность и управление»;

«Телеуправляемые подводные аппараты (ТН ПА)»;

«Необитаемые подводные аппараты. Физический интерфейс полезной нагрузки».

В проекте стандарта «Необитаемые подводные аппараты. Автономность и управление» предлагается классификация автономных НПА и вводится единая терминология в области разработки подводной робототехники. Основное внимание уделено особенностям функционирования подводного аппарата в автономном режиме, устанавливаются критерии оценки уровня автономности подводных аппаратов, предлагается функциональное разделение подсистем системы управления НПА, перечислены и описаны функциональные возможности НПА, которые в той или иной степени должны быть реализованы в автономных аппаратах гражданского или двойного назначения. Кроме того, в стандарте установлен перечень элементарных команд, доступных для различных НПА.

Проект стандарта «Телеуправляемые подводные аппараты (ТНПА)» содержит терминологические статьи, вводит подробную классификацию телеуправляемых подводных аппаратов, устанавливает перечень проектной документации, которая должна быть создана на этапах разработки ТНПА,Технические требования стандарта касаются конструкции, электрооборудования, основных подсистем аппаратов (движитепьно-рулевого комплекса, устройств управления, манипуляторов, «поверхностного» оборудования – пульта управления и системы энергообеспечения ТНПА, оборудования спуска и подъема).

Проект стандарта «Необитаемые подводные аппараты. Физический интерфейс полезной нагрузки» регламентирует характеристики модулей полезной нагрузки автономного НПА. Нормативный документ предназначен для предоставления разработчику параметров, необходимых для интеграции различных комбинаций системных компонентов и модулей полезной нагрузки, определяемых миссией аппарата. В то же время он не конкретизирует модели и виды специального оборудования и не ограничивает возможность использования новых образцов оборудования для подводной робототехники Стандарт определяет физические характеристики модулей полезной нагрузки, включая максимальные массогабариты модулей и содержит требования к механическим и электрическим разъемным соединениям модулей полезной нагрузки, конструктивные требования, требования к наличию и построению собственной системы управления модуля, а также ее взаимодействия с системой управления самого аппарата, При этом решения по выборутаких параметров системы управления модуля полезной нагрузки, как аппаратная реализация, операционная система и язык программирования, стандартом не ограничены.

Л.М. КЛЯЧКО, д. т. н., председатель НЭС Морской коллегии, генеральный директор ОАО «ЦНИИ «Курс», ОАО «Концерн «Моринформсистема – Агат» В.В.ХАНЫЧЕВ. к. т. н., зам. ген. директора ОАО «ЦНИИ «Курс», ОАО «Концерн «Моринформсистема – Агат»

УЧЕТ ФОНДОВ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Фонды специального назначения образуются из чистой прибыли предприятия и за счет взносов учредителей. Фонды специального назначения – это фонд накопления, фонд потребления и фонд социальной сферы.Первый из них – фонд накопления –