Вячеслав Абросимов - Групповое движение интеллектуальных летательных аппаратов в антaгонистической среде

• Название: Групповое движение интеллектуальных летательных аппаратов в антaгонистической среде
• Автор: Вячеслав Абросимов
• Жанр: Техническая литература
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-9902335-8-4

В монографии рассмотрен новый класс задач динамики управляемого движения динамических систем – групповое движение летательных аппаратов в составе группы и с точки зрения интересов группы. Описаны принципиально новые взгляды на движение в недружественной управления среде: нечеткие траектории полета и маневрирования, модель движения на основе нейтронных сетей, многоагентный подход к описанию летательного аппарата как объекта управления. Рассмотрены общие вопросы построения имитационных моделей, реализующих предложенные подходы к обнаружению, сопровождению и определению характеристик группового движения летательных аппаратов.

Для научных работников, преподавателей, аспирантов, специалистов в области ракетно-космической техники, студентов вузов указанного профиля.

---

«Мир» Противника при этом рассматривается порой довольно упрощенно. Предполагается, что поскольку законы движения физически объективны, то для исследования Противника можно использовать те же принципы и подходы, что и для собственных, национальных летательных аппаратов. Отношение к Противнику как недоопределенной системе выражается посредством повышения возможностей оборонительных систем по всем составляющим процесса принятия решений по противодействию. Неопределенность при этом устраняется эмпирически. И что характерно: при планировании собственных боевых действий предполагаются высокоинтеллектуальные сценарии, в том числе и группового удара, но возможности Противника при этом, как правило, недооцениваются.

Так, для моделирования движения ракетно-космических угроз Противника традиционно используется математическое моделирование. Оно связано с созданием математических моделей движения (боеголовок, крылатых ракет, космических аппаратов), разработкой высокоэффективных численных и аналитических методов решения систем алгебра-дифференциальных уравнений. При этом, начиная еще с прошлого века, основное внимание придается оперативности. Считается, что проблемы объективного незнания Противника могут быть решены путем увеличения количества вариантов расчетов условий его боевого применения, что требует высокой оперативности [4]. Круг, таким образом, замыкается.

Происходящие в сфере современных информационно-коммуникационных технологий колоссальные изменения, к сожалению, почти не затрагивают сферу наших представлений о Противнике и его средствах нападения. Так, в задачах ПВО и ПРО предполагается, что Противник и далее будет использовать в сценариях нападения традиционную пространственно-временную структуру ракетного и авиационного удара, основываясь на возможно новых средствах с улучшенными тактико-техническими характеристиками (дальностью, точностью, маневренностью и др.). При этом упускается из виду, что Противник может использовать и принципиально иную стратегию удара по целям. Активно используемые в компьютерных сетях средства коллективной работы, оперативного обмена сообщениями, возможность обмена информацией между удаленными объектами в реальном масштабе времени существенно видоизменяют как структуру, так и методы управления средствами воздушно-космических атак [15].

Сложившаяся концепция рассмотрения удара Противника как иерархически построенной структуры, как представляется, приближается к пределу своего развития, выдвигая необходимость учета возможности интеллектуализации средств нападения. Действительно, особенностью современной организации сложных систем является то, что превалирующей организационной структурой становится не иерархия, а сеть. Появляются искусственные сети, способные к анализу и планированию своего поведения и разумной организации некоторой интеллектуальной среды. Сетевые структуры более мобильны, более устойчивы, более надежны; выход из строя некоторых элементов сети не приводит к отказу функционирования всей сети, по сети более оперативно распространяется разнообразная информация и осуществляется взаимодействие между различными организационно-техническими уровнями.

При моделировании Противника необходимо понимать, что его возможное поведение уже в ближнесрочной перспективе будет формироваться сложным интеллектуальным образом. Мы, например, не допускаем и не учитываем в настоящее время, что движущиеся в группе летательные аппараты Противника могут, например, «жертвовать» собой ради выполнения группой общей целевой задачи, изменять по «договоренности между собой» целераспределение в реальном масштабе времени, совершать групповые противоракетные маневры, действуя коллективно, и т. д. Перспективные ЛА могли бы принимать решения самостоятельно, исходя из складывающейся ситуации и «извещая» о своем состоянии и предпринимаемых действиях другие ЛА. Средства нападения Противника смогут действовать с самоконтролем своих действий и не только автономно, но и коллективно, в составе группы, причем каждый объект из группы может выполнять разнообразные задачи в соответствии с некоторым замыслом, формируемым в реальном масштабе времени. Необходимо допускать проявление в ходе решения конфликтных задач своего рода «инициативы», то есть самостоятельного выбора целей и рационального поведения для их достижения.

Все рассмотренные выше предположения и основанные на них потенциальные возможности Противника выглядят фантастически и могут вызвать у ряда специалистов скептические улыбки. Однако в этих фантазиях нет никакой эмоциональности. Прогнозы развития информационных технологий [11], внедрение многочисленных инноваций в сферу телекоммуникаций [12], переход от огромных ЭВМ к планшетным компьютерам менее чем за 20–25 лет, успехи космической связи, беспроводных технологий делают указанные выше сценарии весьма реализуемыми.

В связи с развитием боевых возможностей оборонительных систем может случиться ситуация, когда эффективное решение боевых задач одиночными боевыми средствами станет невозможным. Необходимость групповых действий будет обусловливаться как острым дефицитом времени на принятие решений, так и сложностью самой воздушно-космической обстановки. Ситуации изменяются настолько быстро, что априорное целераспределение становится неэффективным (рис. 2).

Рис. 2. Перспективы развития средств воздушно-космического нападения на ближнесрочную перспективу (рисунок заимствован из статьи [50])

Проведенный анализ показывает, что определяющей и реализуемой с высокой степенью достоверности инновацией Противника при построении ПВС удара является возможность активного обмена информацией между объектами управления буквально в реальном масштабе времени, организации не индивидуального, а коллективного поведения боевых и ложных элементов и принятия коллективных решений с их эффективной индивидуальной реализацией. Тогда главной компонентой в инфраструктуре воздушно-космической атаки станет единая сеть интеллектуальных ЛА со специально организованной системой управления.

Наличие указанных потенциальных возможностей Противника существенным образом должно повлиять на принципы построения отечественных оборонительных систем и возможные пути их преодоления Противником. Можно прогнозировать, что оборонительные системы ПВО/ПРО, построенные на традиционных принципах, не смогут обеспечить требуемой адекватности при сетецентрической организации атаки перспективных боевых средств Противника. В этом случае многочисленные шутки по этому поводу (рис. 3) могут, к сожалению, стать явью.

Рис. 3. Шутка со слезами на глазах (рисунок заимствован с сайта www.moskva-kniga.ru)

Особо важное значение указанные вопросы приобретают в связи с необходимостью организации обороны как комплексной, воздушно-ракетно-космической, так как при массированных атаках самолетов, боеголовок баллистических и крылатых ракет различного типа задачи наблюдения, целераспределения и целезакрепления для соответствующих оборонительных систем становятся во многом определяющими.

1.3. Существующие разработки и заделы

1.3.1. Групповые действия истребительной авиации

Групповой полет взаимодействующих самолетов-истребителей является основным видом боевых действий при выходе в информационный контакт с целями[3]. Дальнее наведение группы и выведение ее в заданный район выполняются с использованием режимов командного наведения, бортового наведения, бортового поиска на борту командира, выступающего в ранге командира объединенной группы, командира группы или ведущего. При этом ведомые повторяют маневры командира или летят строем по заданной точке относительно ведущего. В бортовых системах российских истребителей, предназначенных в первую очередь для ведения групповых боевых действий и групповых воздушных боев, реализуется (с различной степенью полноты) информационное, помеховое и огневое взаимодействие в группе, однако недостаточна степень траекторного взаимодействия и практически отсутствует координированное наведение.

Исключительная важность придается обеспечению обмена между истребителями признаками атакуемых целей Противника в соответствии с определенной системой нумерации. Такая задача требует точного определения взаимного положения истребителей, оперативной передачи на борт командира трасс целей Противника, наблюдаемых бортовыми радиолокационными системами каждого истребителя, их отождествления, присвоения им единых номеров и выдачи этих номеров самолетам группы с признаками воздействия по этим целям других истребителей. Алгоритмы управления в этих условиях должны учитывать необходимость организации радиоэлектронного противодействия совместно с огневым и маневренным взаимодействием, обеспечения коллективной электромагнитной совместимости, выбора способа противодействия и взаимодействия в зависимости от состава группы и характеристик вооружения, а также от характеристик вооружения Противника и способа ведения им боевых действий.