ЦАМТО, 12 августа. Редакция журнала "Национальная оборона" к форуму "Армия-2024" опубликовала серию материалов, посвященных передовым разработкам российского ОПК. Ниже представлена статья, посвященная инновационным разработкам НТЦ ЭЛИНС.
Разработка современных вооружений и военной техники требует все более активной интеграции науки и производства. Одним из ярких примеров такой интеграции является НТЦ ЭЛИНС – ведущее российское научно-производственное предприятие в сфере информационных технологий и вычислительной техники для систем управления современными комплексами вооружения. Разрабатывая и выпуская широкую номенклатуру продукции, предприятие демонстрирует высочайшие компетенции в самых разных научных областях.
Эффективные артиллерийские комплексы борьбы с беспилотными средствами нападения
Опыт локальных конфликтов последних лет показал, что малоразмерные БПЛА, в силу их дешевизны и возможности массового производства, составляют в настоящее время значительную часть средств воздушного нападения, причем ущерб, нанесенный в результате таких атак, весьма существенный и проводит к выходу из строя объектов критической инфраструктуры и дорогостоящей техники. Очевидно, что в таких случаях необходимо иметь эффективное средство защиты от такого вида вооружения, так как использование зенитных управляемых ракет для борьбы с малоразмерными целями, с тактической точки зрения, неприемлемо, экономически нецелесообразно, а в некоторых случаях и невозможно.
До недавнего времени развитие систем артиллерийского вооружения в нашей стране отошло на второй план. За рубежом же с начала 2000 гг. ведется разработка так называемых "умных" боеприпасов, имеющих возможность поражать цели даже при фактическом промахе – облаком осколков. Применение "умных" боеприпасов невозможно без создания интеллектуальной системы управления огнем артиллерийского комплекса.
НТЦ ЭЛИНС – организация, которая прошла многолетний путь по созданию научно-технического фундамента в области систем управления.
Вычислительные средства систем управления
Свой многолетний путь НТЦ ЭЛИНС начинало с вычислительных средств систем управления. Фундаментом боевых систем управления являются вычислительные средства, способные работать в экстремальных условиях эксплуатации. Их разработкой НТЦ ЭЛИНС занимается с 90-х гг. XX века, что позволило накопить колоссальный опыт, осмыслить ключевые задачи и найти пути их решения.
В XXI веке требования к боевым ЭВМ непрерывно растут. Расширяются выполняемые функции, усложняются алгоритмы, сокращается время на принятие решений. При этом высокая динамика рынка микроэлектроники ограничивает возможность разработки, внедрения и поддержания длительного жизненного цикла крупных узлов вычислительных устройств.
Решение этой проблемы было найдено НТЦ ЭЛИНС в выделении функционально сложного вычислительного ядра и фиксации его габаритных характеристик и внешних связей вне зависимости от конструктивного исполнения изделия в целом. Был выделен функционально законченный узел, включающий в себя основные блоки – процессор, оперативная память, контроллеры и т.д. Узел оформлен в виде малогабаритного модуля и имеет набор стандартных внешних связей.
На основе этого узла возможно построение самых различных разрабатываемых аппаратных средств: встраиваемой и носимой аппаратуры, малогабаритных систем нестандартной формы и т.д. Вслед за унификацией на уровне функциональных узлов и внешних связей была обеспечена унификация связи с программным приложением.
В результате, выполненный на конкретной элементной базе в составе аппаратно-программного комплекса модуль процессорного ядра может применяться длительное время даже в случае изменения аппаратуры, вызванного снятием с производства элементной базы. Вычислительная система в составе конечного изделия может быть легко переведена на требуемую процессорную платформу на различных этапах жизненного цикла. Тем самым существенно повышен модернизационный потенциал изделия.
В рамках реализации такого подхода к проектированию аппаратуры НТЦ ЭЛИНС разработаны носимые вычислительные устройства в конструктиве "планшет" и "ноутбук", панельные ЭВМ, вычислительные блоки различной мощности. Помимо прочего, это позволяет решить задачу импортозамещения микропроцессорной платформы на выполненные на отечественной элементной базе модули, совершенно не затрагивая конструктив вычислительного устройства и объекта эксплуатации.
Целый ряд разработанных НТЦ ЭЛИНС вычислительных устройств к настоящему времени принят на снабжение.
Отказоустойчивый сервер для жестких условий эксплуатации
Решение ряда задач управления и обработки информации в комплексах вооружения и военной техники накладывает на вычислительную аппаратуру требования по стойкости к воздействию климатических и механических факторов, а в ряде случаев также дополнительные требования по устойчивости процесса обработки данных, сохранности информации, а при угрозе ее дискредитации, напротив, возможности экстренного уничтожения.
НТЦ ЭЛИНС имеет большой опыт в разработке подобных устройств, что дало возможность разработать и освоить производство отказоустойчивого сервера для жестких условий эксплуатации. Его повышенная надежность обеспечена применением горячего резервирования вторичного питания, использованием высокопроизводительной процессорной платформы и технологии RAID-массивов при хранении информации и др.
Обеспечены надежный обмен информации на скоростях до 10 Гбит/с с внешними абонентами по защищенным от электромагнитных воздействий каналам и работоспособность в широком диапазоне температур. Проведена тщательная конструкторская проработка отказоустойчивого сервера, включающая высокоэффективную распределенную систему кондукторного отвода тепла до 300 Вт мощности без использования принудительного охлаждения, защиту устройства к воздействию спецфакторов, минимизацию внутренних разъемных соединений. Реализованы конструктивные решения, обеспечивающие высокую стойкость к ударным и вибрационным нагрузкам.
Отдельно стоит отметить возможность быстрого извлечения накопителей информации с встроенной системой гарантированного уничтожения при отсутствии внешнего электропитания.
Аппаратура дистанционного управления средствами вооружения
В настоящее время дистанционное управление возможно обеспечить для широкого круга типов и видов вооружения и военной техники. При этом вынос рабочих мест боевого расчета из зоны возможного нанесения удара противника позволяет решить одну из важнейших задач в бою – сохранить жизнь бойцов и командиров. Однако популярное в настоящий момент дистанционное управление с использованием радиоканала отличается низкой разведзащищенностью и неустойчивостью работы. НТЦ ЭЛИНС предложил иной путь решения задачи – оптоволоконное соединение между рабочими местами и объектом управления.
Предприятием разработан комплект оборудования для организации выносного рабочего места боевого расчета для управления боевым комплексом. Мобильные автоматизированные рабочие места (АРМ) командира и оператора связаны с боевыми средствами посредством блока сопряжения с бортовой аппаратурой и катушкой с кабелем информационного обмена и питания.
АРМ выполнены в конструктиве типа "ноутбук" со специализированной клавиатурой и органами управления. Катушка с кабелем информационного обмена и питания позволяет оперативно проложить линию связи от борта объекта управления до места размещения боевого расчета и содержит линии высокоскоростного информационного обмена между блоком сопряжения с бортовой аппаратурой и последовательно соединенными рабочими местами командира и оператора.
Таким образом, для выносных рабочих мест и сопрягаемых систем объекта управления формируется единая информационная среда, позволяющая обеспечить полнофункциональное управление в дистанционном режиме на безопасном расстоянии.
Высокие компетенции НТЦ ЭЛИНС в области проектирования автоматизированных рабочих мест и разработки специального программного обеспечения позволяют создавать изделия с соблюдением всех предъявляемых к ним конструктивных требований и норм.
Комплексные решения для боевых роботов
В последнее время на поле боя все более активно применяются дистанционно управляемые боевые системы – беспилотные летательные аппараты, безэкипажные катера (БЭК), безкабинные транспортеры. Их эффективность в критической степени зависит от систем управления, которые обычно являются специализированными. При многообразии видов робототехнических комплексов (РТК), их многофункциональности и постоянно растущей сложности, предъявляются высокие требования к квалификации операторов роботов, а при переходе с одного изделия на другое – требуются значительные временные и финансовые затраты на их обучение. Эта проблема во многом решается унификацией средств управления.
НТЦ ЭЛИНС реализовал комплексные решения для систем управления робототехническими комплексами и создал универсальный пульт управления в защищенном исполнении. Пульт управления используется для контроля робота в комплексе и его целевой нагрузки. При переходе на управление роботом другого класса или с другой целевой нагрузкой оператору не нужно привыкать к новому графическому интерфейсу. НТЦ ЭЛИНС решил проблемы поддержки шести разных протоколов информационного обмена для восьми объектов управления комплекса. При этом унифицированный протокол обмена одинаково эффективен и для системы управления, и для средств контроля и диагностики.
Ряд роботизированных комплексов, использующих разработанные универсальные пульты, успешно прошли государственные испытания. В ходе них было доказано, что оператор, обученный управлять одним объектом комплекса, успешно справляется с другим, несмотря на различия роботов. При этом переключение между объектами управления происходит без смены пульта, что дает ряд существенных преимуществ в бою.
Так были обеспечены высокие эксплуатационные характеристики вычислительных изделий производства НТЦ ЭЛИНС, которые могут быть вычислительным "сердцем" любого комплекса для жестких условий эксплуатации.
"Глаза" систем управления огнем
Обеспечение боевой устойчивости систем оружия в условиях современного общевойскового боя напрямую связано с повышением их разведзащищенности. Это особенно важно для средств ПВО, в которых для поиска и поражения целей активно применяются радиолокационные станции, демаскирующие себя при работе. Одним из решений этой проблемы является применение оптико-электронных прицельных комплексов с функцией сканирования пространства для поиска целеподобных объектов.
На предприятии разработана и доведена до серийного производства камера тепловизионная для замены камер Catherine-FC фирмы Thales в бронетанковом вооружении и технике.
Камера тепловизионная (КТВ) "Заря" имеет оригинальную оптическую схему, исключающую эффекты нарцисса, максимально технологичную. Как и камера Catherine-FC КТВ "Заря" имеет два переключаемых поля зрения, а также двукратное электронное увеличение узкого поля зрения. Габаритно-присоединительные параметры камер идентичны.
Имеющийся в НТЦ ЭЛИНС научно-технический задел и многолетний опыт в области цифровой обработки изображений позволил достичь качества тепловизионного изображения КТВ, не уступающего лучшим образцам мировых производителей. Алгоритмы локального контрастирования и адаптивной регулировки коэффициентов усиления делают изделие комфортным в работе и снимают нагрузку с оператора.
Для передачи изображения фоноцелевой обстановки, поиска людей (в том числе и раненных на поле боя) разработан модуль видеонаблюдения (ВН), представляющий собой прицельный комплекс многоспектрального диапазона. Модуль имеет два телевизионных и два тепловизионных канала с камерами высокого разрешения, а для получения более насыщенного и информативного изображения снабжен встроенными светофильтрами. Применен пулезащищенный кожух (класс защиты Бр3 по ГОСТ) и опорно-поворотное устройство.
Модуль предназначен для установки на РТК и передачи изображения оператору по средствам встроенных в РТК дистанционных каналов связи.
Развитие компетенций в области оптико-электронных систем обеспечило создание системы тепло-телевизионной (СТТ) для ЗСУ 2С6М1 ЗПРК "Тунгуска", оснащенной телевизионным и тепловизионным каналами с возможностью установки лазерного дальномера.
СТТ работает в видимом и ИК-диапазонах, что обеспечивает высокий уровень разведзащищенности. Телевизионный и тепловизионный каналы скомплексированы, то есть могут сопровождать цели одновременно. Реализована возможность одновременного сопровождения до 10 целеподобных объектов, находящихся в поле зрения.
СТТ обеспечивает круглосуточное обнаружение и распознавание объектов, автоматическое и полуавтоматическое сопровождение цели и ракеты с выдачей их координат в цифровую вычислительную систему ЗСУ. Тепловизионный канал выполнен с использованием фотоприемного устройства с диапазоном 8-12 мкм, что обеспечивает высокую эффективность обнаружения объектов, имеющих низкий температурный контраст с фоном, в том числе БПЛА с электродвигателем.
В состав СТТ может входить лазерный дальномер, с высокой точностью определяющий дальность до цели. Оптико-электронный блок размещен на опорно-поворотной платформе, обеспечивающей его наведение и гироскопическую стабилизацию в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
На базе научно-технического задела по системе тепло-телевизионной НТЦ ЭЛИНС разработало прицельный комплекс (ПК), который выгодно отличается от аналогов по целому ряду параметров. В частности, в нем реализована частичная защита объективов, автоматизированная юстировка линии визирования ПК со стволами вооружения. Модульное построение изделия серьезно повышает его модернизационный потенциал, а также позволяет применять ПК в различных системах вооружения, конфигурируя его под конкретные задачи.
При разработке ПК был решен широкий круг задач, относящихся к различным научно-техническим областям: точной механике, оптике, электротехнике, теориям автоматического управления и искусственного интеллекта. Это наглядно демонстрирует высокий уровень и широту компетенций НТЦ ЭЛИНС.
НТЦ ЭЛИНС – организация-новатор, которая прошла многолетний путь по созданию научно-технического фундамента в области систем управления, в результате чего были созданы новейшие образцы вооружения, способные эффективно вести борьбу с беспилотными средствами нападения.
Арткомплекс для борьбы с малоразмерными целями
Арткомплекс, созданный в НТЦ ЭЛИНС, не уступает мировым аналогам, а себестоимость изготовления существенно меньше. Для эффективного применения пушечного вооружения существующих зенитных средств была проведена модернизация штатных боеприпасов в части обеспечения своевременного программируемого подрыва снарядов в районе упрежденной точки.
Внедрение современной цифровой системы управления в такие зенитные комплексы, как ЗУ-23-2, позволило создать современный, высокоточный, эффективный, дистанционно управляемый зенитно-артиллерийский комплекс для борьбы с беспилотными малоразмерными средствами нападения как на суше, так и на море.
В настоящее время первые изготовленные образцы новейшего арткомплекса со снарядами с программируемым подрывом в калибре 23 мм проходят общевойсковую апробацию, а коллектив НТЦ ЭЛИНС уже работает над внедрением этих технологий в другие калибры и комплексы.
НТЦ ЭЛИНС – организация-новатор, которая прошла многолетний путь по созданию научно-технического фундамента в области систем управления, в результате чего были созданы новейшие образцы вооружения, способные эффективно вести борьбу с беспилотными средствами нападения.
Статья опубликована в журнале "Национальная оборона" №7, 2024
