ВОЕННАЯ МЫСЛЬ 9.2005 г. (стр. 16-24)
«ВОЕННАЯ МЫСЛЬ» №9.2005 г. (стр. 16-24)
ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА
Обоснование тактико-технических требований к технике радиоэлектронной борьбы: методологический аспект
Полковник В.А. БАЛЫБИН, кандидат технических наук
Полковник СП. БАРИНОВ, кандидат технических наук
Капитан 1 ранга ЮЛ. МАЕВСКИЙ, кандидат технических наук
СОВРЕМЕННЫЙ этап развития вооруженных сил ведущих зарубежных стран характеризуется резким повышением роли радиоэлектронного компонента вооружений, связанным, прежде всего, с широким использованием последних достижений радиоэлектроники и новых информационных технологий в системах управления войсками и оружием. При этом одним из основных направлений развития радиоэлектронных систем военного назначения на период до 2015 года является повышение конфликтной устойчивости их функционирования в сложной оперативной (боевой) и радиоэлектронной обстановке (РЭО). В недалеком прошлом (до 70-80-х годов XX века) это достигалось преимущественно за счет реализации схемотехнических способов, основанных на использовании зондирующих сигналов со сложной структурой и перестройкой параметров в широких пределах, применении разнообразных устройств защиты от помех и ложных источников радиоизлучений для защиты от противорадиолокационных ракет, а также реализации в условиях помех специальных режимов работы (повышенной скрытности, силового преодоления помехи, дезинформирующего). Однако стало очевидным, что классические способы нейтрализации основных видов преднамеренных помех достигли фактически своих потенциальных возможностей. Это обстоятельство послужило стимулом к изысканию новых способов повышения конфликтной устойчивости радиоэлектронных систем (комплексов, средств) различного функционального назначения.
По мнению зарубежных специалистов, ориентация на системно-интегрированный подход к созданию радиоэлектронного вооружения позволяет уже в настоящее время, а тем более в перспективе эффективно решать задачи информационного обеспечения, информационного противодействия и информационной защиты в интересах захвата и удержания информационного превосходства над противником при подготовке и в ходе операций боевых действий. Реальным подтверждением этих интеграционных процессов является планомерно ведущаяся в развитых зарубежных странах с 90-х годов прошлого века работа по реализации системы оперативно-стратегических и военно-технических концепций типа «Информационное превосходство», «Информационная война», «Информационные операции», «Борьба с системами боевого управления (БСБУ)» и др. Конечной целью этих концепций является создание глобальной информационно-управляющей системы (ИУС) на основе сопряжения и функциональной интеграции средств управления, связи, разведки, вычислительной техники с обеспечением возможности централизованного управления во всех звеньях вплоть до отдельного солдата.
В свою очередь оперативное и высококачественное информационное обеспечение в сочетании с быстродействующими интегральными системами связи и передачи данных дает возможность избирательного применения обычных средств поражения с эффективностью, близкой к эффективности ударов высокоточным оружием (ВТО), а в некоторых случаях и тактическим ядерным оружием. Отдельные компоненты таких ИУС уже были апробированы и показали высокую эффективность в ходе военных конфликтов с участием вооруженных сил США и стран НАТО. Качественные изменения в радиоэлектронном вооружении ведущих зарубежных стран и создание ИУС значительно повысили роль радиоэлектронной борьбы (РЭБ), способной полностью нейтрализовать информационную составляющую и тем самым обеспечить дезорганизацию управления войсками (силами) и оружием противостоящей стороны. Причем современному и перспективному радиоэлектронному вооружению эвентуального противника должна быть противопоставлена высокоэффективная система вооружения РЭБ видов (родов войск) ВС РФ, обеспечивающая решение в мирное и военное время всего комплекса возложенных на нее задач в космическом, воздушном, наземном пространстве и на морских акваториях. В настоящее время основу системы вооружения РЭБ видов ВС РФ (родов войск) составляет совокупность специальных средств и комплексов, предназначенных для поражения (подавления) радиоэлектронных средств (комплексов, систем) противника, ведения комплексного технического контроля, а также необходимых для их боевого применения средств радиоэлектронной разведки и управления. Не вдаваясь в технические и терминологические детали, заметим, что важнейшими элементами системы вооружения РЭБ являются комплексы радиоэлектронного подавления (РЭП), представляющие собой совокупность средств РЭП, непосредственной (исполнительной) радиоэлектронной разведки и управления ими, других обеспечивающих средств и устройств, конструктивно и функционально связанных и совместно используемых для решения задач РЭП.
Функционально-технический облик комплексов РЭП, как правило, определяется в результате концептуального проектирования, или, другими словами, синтеза. Существо данной задачи заключается в обосновании таких состава, структуры и технических характеристик комплексов, которые обеспечивают экстремальное значение выбранного показателя боевой эффективности при заданных ресурсных ограничениях.
Синтез комплекса РЭП обычно начинается с разработки основных направлений развития техники РЭП, продолжается в ходе военно-технических исследований по обоснованию тактико-технических требований к комплексам РЭП в рамках военных научно-исследовательских работ (НИР) и завершается (в концептуальном смысле) в специальной промышленной НИР, направленной на разработку тактико-технического задания (ТТЗ) на опытно-конструкторскую работу (ОКР) по созданию соответствующего образца техники РЭП.
Анализ процесса становления и развития радиоэлектронной борьбы как самостоятельной отрасли военной науки показывает, что в формировании методологии синтеза комплексов РЭП можно выделить три характерных исторических этапа.
Первый этап (до 1970 года) - разработка методологии синтеза отдельных средств РЭП. Она была ориентирована на исследование различных видов помех и обоснование требований главным образом к энергетическим характеристикам средств создания помех. В качестве основного критерия эффективности РЭП рассматривалась дальность подавления радиоэлектронных средств. По мере совершенствования радиоэлектронного вооружения ведущих зарубежных стран расширялись и усложнялись задачи РЭБ в операциях и боевых действиях войск. Применение отдельных средств РЭП уже не обеспечивало требуемый уровень их решения. Возникшее противоречие было разрешено путем перехода к согласованному по месту, времени и пространству применению различных средств РЭП, объединенных единством управления в рамках комплексов РЭП. Соответственно потребовались изменения в методологии исследований по проблематике РЭБ, которые были реализованы на втором этапе ее развития.
Второй этап (1970-1990 годы) - разработка теоретических основ методологии комплексного решения задач РЭБ, развитие и применение системного подхода к обоснованию требований к технике РЭБ, разработка концепции и принципов построения комплексов РЭП радиолокации, радиосвязи и оптико-электронных средств. На этом этапе исследования эффективности комплексов РЭП проводились с использованием системы боевых и информационных (информационно-боевых) показателей эффективности на основе имитационного моделирования функционирования радиоэлектронных систем в условиях помех. Для обоснования предпочтительных вариантов комплексов РЭП, как правило, использовался минимаксный критерий. Созданная в этот период методология в принципе отвечала требованиям практики и позволила синтезировать новое поколение комплексов РЭП различного назначения. Однако происшедшие за последние годы количественные и качественные изменения в радиоэлектронном вооружении ведущих зарубежных стран, а также дальнейшее развитие взглядов на формы и способы вооруженной борьбы привели к возникновению разрыва между уровнем развития систем управления силами и оружием и уровнем развития техники РЭП. Это заставило искать новые пути ее совершенствования и предопределило необходимость соответствующей доработки методологии исследований, которая была проведена на третьем этапе ее развития.
Третий этап (с 1990 года по настоящее время) - разработка системной теории конфликта в РЭБ, обоснование новых способов борьбы с разведывательно-ударными системами, развитие методологии создания конфликтно-устойчивой техники РЭБ межвидового применения. Данный этап характеризуется широким внедрением новых информационных технологий в технику РЭБ и переходом к созданию пространственно-распределенных систем защиты вооружения, военной техники и объектов. «Идеологической» основой этапа является концепция сбалансированного развития систем вооружения РЭБ видов и родов войск ВС РФ в условиях жестких финансовых ограничений.
Следует подчеркнуть, что методология синтеза комплексов РЭП на современном этапе ее развития базируется на методах системной теории конфликта в РЭБ. Это позволяет представить процесс синтеза в виде совокупности частных подпроцессов с сохранением его целостности и обеспечить возможность количественного обоснования решений по выбору оптимальных вариантов состава, характеристик и алгоритмов функционирования системы и ее элементов при заданных ограничениях. Сложность процесса конфликтного взаимодействия современных информационных систем с комплексами (средствами) РЭП, отличающегося наличием многочисленных внешнесистемных и внутрисистемных связей, определяет объективные трудности их формального математического описания и «прямого» решения задачи их синтеза. В связи с этим на первый план выдвигаются вопросы корректного описания (моделирования) динамики функционирования конфликтующих систем в сложной радиоэлектронной обстановке, а процесс синтеза представляет собой итерационную процедуру последовательных приближений к оптимальному решению.
Как показал опыт исследований, в процедуре синтеза комплекса РЭП целесообразно выделить три последовательных этапа (рис.): первый этап - обоснование основных тактико-технических требований (ОТТТ) к комплексу; второй этап - обоснование тактико-технических требований к комплексу; третий этап - разработка ТТЗ на ОКР по созданию комплекса РЭП. На каждом из этапов комплекс РЭП рассматривается с трех позиций: выполняемых им функций (функциональный синтез); технических средств, реализующих данные функции (технический синтез), и конструктивных элементов, используемых для сборки этих средств (конструктивный синтез). Основной задачей функционального синтеза является обоснование оптимальных состава, структуры и алгоритма функционирования комплекса РЭП, а также видов и параметров помех, определяющих требуемые характеристики его подсистем (средств разведки, управления, создания помех). Технический синтез проводится главным образом в интересах обоснования оптимальных принципов построения подсистем комплекса РЭП, а конструктивный - оптимизации номенклатуры и технических характеристик комплектующих изделий каждой из подсистем.
Следует подчеркнуть, что на первом этапе проводится только функциональный синтез и определяются наиболее важные (с точки зрения решаемых задач) характеристики комплекса РЭП и входящих в его состав технических средств. Первичные результаты технического и конструктивного синтеза заимствуются из банка данных, полученных при решении задач синтеза комплексов РЭП предыдущего поколения. На данном этапе осуществляется подготовка
исходных данных для исследований и обоснование множества типовых условий боевого применения комплекса РЭП, прогнозирование функционально-технического облика радиоэлектронных систем и средств как объектов подавления, определение базовых множеств способов и средств РЭП, генерация возможных вариантов состава и структуры комплекса РЭП, выбор общего и частных показателей эффективности. Кроме того, выполняются предварительные исследования по оценке эффективности альтернативных вариантов комплекса РЭП. Особое место на данном этапе занимает задача обоснования (прогнозирования) функционально-технического облика радиоэлектронных систем и средств как объектов подавления в условиях существенной априорной неопределенности. В соответствии с принципом гарантированного результата указанная неопределенность преодолевается с использованием метода «прогнозирования за противника», предусматривающего определение оптимальных характеристик и алгоритмов функционирования радиоэлектронных систем в типовых условиях применения.
На втором этапе проводятся функциональный и технический синтезы. При этом первичные результаты конструктивного синтеза заимствуются из соответствующего банка данных. На данном этапе выполняются основные параметрические исследования и получаются зависимости энергетических и неэнергетических характеристик средств РЭП (элементов комплекса РЭП) от выделяемого ресурса (массы, габаритов, энергопотребления) при различных принципах их построения, а также зависимости показателей эффективности комплекса РЭП от его характеристик в диапазоне возможных ограничений.
На третьем этапе проводятся все виды синтеза комплекса РЭП (функциональный, технический и конструктивный), осуществляется построение целевой функции (основного показателя эффективности как функции характеристик комплекса РЭП) и уточняются оптимальные состав, структура, характеристики и алгоритмы функционирования комплекса РЭП с учетом возможности их реализации на конструктивном уровне. Опыт практического обоснования требований к технике РЭБ показывает, что основное внимание на данном этапе уделяется получению зависимостей характеристик подсистем и комплекса в целом от номенклатуры и технических характеристик комплектующих изделий при заданных ограничениях. Полученные в результате оптимизации характеристики комплексов РЭП трансформируются в соответствующие тактико-технические требования, которые используются при разработке ТТЗ на ОКР.
Особенности задач функционального, технического и конструктивного синтеза комплекса РЭП предопределяют необходимость использования различных критериев оптимизации и методического аппарата для проведения исследований. В частности, функциональный синтез, как правило, проводится по критерию максимума боевого показателя эффективности с использованием методик, воспроизводящих динамику конфликта радиоэлектронных систем с совокупностью комплексов РЭП в типовых условиях их применения. Технический и конструктивный синтезы выполняются в большинстве случаев по критерию минимума стоимости создания подсистем (блоков, узлов, компонентов) с заданной характеристикой (характеристиками), в качестве которой может рассматриваться наиболее жесткое техническое ограничение (масса, энергопотребление, объем и т. д.)- Для проведения исследований используются методики, позволяющие рассчитывать частные показатели эффективности (характеристики средств РЭП, блоков и узлов аппаратуры) в зависимости от характеристик комплектующих изделий.
В ходе решения задачи синтеза выявляются противоречия между требуемыми и реально достижимыми характеристиками комплексов и определяются пути преодоления указанных противоречий. На основе анализа этих путей формулируются предложения по основным направлениям развития техники РЭП в прогнозируемый период.
Практика решения задач синтеза комплексов РЭП позволяет выделить на уровне функционального синтеза три основные группы внутрисистемных противоречий: информационные; функционально-алгоритмические; электромагнитной совместимости средств РЭП с другими радиоэлектронными средствами в составе комплексов и бортовыми РЭС защищаемых объектов. Следует подчеркнуть, что границы вышеуказанных противоречий достаточно «размыты» и в действительности они могут значительно «переплетаться».
Существо противоречий первой группы заключается в высоком требуемом, но реально ограниченном техническими характеристиками средств разведки уровне информационного обеспечения комплексов РЭП. Прежде всего это относится к достоверности определения опасных объектов подавления и назначения соответствующих им приоритетов обслуживания при функционировании комплексов РЭП в сложной РЭО. Основным путем преодоления противоречий данной группы является совершенствование алгоритмов первичной, вторичной и третичной обработки информации, обеспечивающих повышение точности определения пространственных координат и параметров сигналов РЭС - объектов РЭП.
Противоречия второй группы заключаются в необходимости одновременного (квазиодновременного) подавления РЭС, входящих в состав сложных радиоэлектронных объектов ИУС с различными пространственно-частотно-временными характеристиками, при жестких ограничениях на время их обслуживания и имеющийся ресурс РЭП. В качестве основного пути преодоления противоречий данной группы могут рассматриваться реализация ситуативного управления характеристиками и оптимизация алгоритмов функционирования комплексов РЭП в динамике радиоэлектронного конфликта.
В третью группу объединены противоречия, связанные с негативным влиянием электромагнитных излучений средств РЭП на другие радиоэлектронные средства в составе комплексов (в частности, аппаратуру связи и внутрикомплексного обмена) и бортовые РЭС защищаемых объектов (например, прицельно-навигационный комплекс самолета, средства связи, аппаратуру госопознавания и др.) при их одновременном функционировании. Основным путем преодоления указанных противоречий является переход к созданию аппаратурно-интегрированных радиоэлектронных комплексов, одной из основных особенностей которых является отсутствие жесткой связи между информационными каналами и аппаратурными элементами. В свою очередь ЭМС комплексов РЭП с РЭС группировки своих войск обеспечивается, как правило, путем регламентации их работы с учетом приоритетности выполняемых задач.
На техническом уровне рассмотренные противоречия сводятся к проблеме реализуемости требуемых значений основных характеристик комплексов РЭП при заданных энергомассогабаритных ограничениях.
Очевидно, что одним из основных противоречий на данном уровне является необходимость повышения энергопотенциала средств РЭП, приводящая к повышению радиолокационной и радиотехнической заметности комплекса РЭП и защищаемого объекта, при одновременном требовании обеспечения их малой заметности. Преодоление указанного противоречия возможно путем решения задачи комплексной оптимизации характеристик средств РЭП и снижения заметности объекта защиты с учетом его конструктивно-технических особенностей и энергомассогабаритных ограничений.
На конструктивном уровне основные противоречия сводятся к проблеме реализуемости соответствующей элементной базы средств РЭП при заданных энергомассогабаритных ограничениях. Анализ и определение путей преодоления этих противоречий являются прерогативой организаций промышленности, оптимизирующих технические решения с учетом современного состояния и перспектив развития изделий электронной техники и ресурсных ограничений, в том числе объемов финансирования.
Следует отметить, что при исследовании путей преодоления противоречий на функциональном и техническом уровнях синтеза комплексов РЭП в качестве исходных данных конструктивного уровня обычно рассматриваются последние достижения в области создания быстродействующих средств вычислительной техники, обеспечивающих возможность оптимальной обработки информации и ситуативного управления комплексом РЭП в реальном масштабе времени; цифровых устройств запоминания сигналов и формирования помех, позволяющих реализовать ответный режим создания помех в течение длительности зондирующего сигнала РЭС; антенных устройств с независимым управлением пространственными каналами создания помех (многолучевых и активных фазированных антенных решеток); многоканальных приемопередающих устройств, работающих в широком диапазоне частот с параллельным анализом каналов; широкодиапазонных радиопоглощающих покрытий и материалов.
Как было отмечено выше, в результате решения задачи синтеза определяются оптимальные значения тактико-технических характеристик комплексов РЭП, которые являются опорными для оценки текущего состояния техники РЭП и обоснования направлений ее развития и совершенствования. С учетом основных тенденций в изменении функционально-технического облика радиоэлектронного вооружения ведущих зарубежных стран в качестве основных направлений развития комплексов РЭП можно сформулировать следующие:
улучшение тактико-технических характеристик приемопередающих устройств, прежде всего расширение диапазона рабочих частот, повышение энергопотенциала, быстродействия, пропускной способности;
комплексная оптимизация характеристик средств РЭП с учетом конструктивно-технических и энергомассогабаритных ограничений;
реализация принципов адаптивного управления характеристиками комплексов РЭП в динамике информационного противоборства;
информационно-техническое сопряжение отдельных комплексов РЭП в рамках пространственно разнесенных систем РЭБ, позволяющих рационально использовать ограниченные ресурсы средств защиты и обеспечивающих возможность контроля за эффективностью подавления;
создание многофункциональных радиоэлектронных комплексов с аппаратурно-интегрированными подсистемами, предназначенными для решения различных задач.
Таким образом, динамичное развитие радиоэлектронного вооружения ведущих зарубежных стран предопределяет необходимость дальнейшего совершенствования методологических и научно-практических основ обоснования тактико-технических требований к технике радиоэлектронной борьбы, прежде всего методологии синтеза комплексов РЭП. Это позволит проводить корректное обоснование функционально-технического облика средств и комплексов РЭП с позиции сбалансированного развития систем вооружения РЭБ видов (родов войск) ВС РФ и в конечном счете достигать требуемого уровня их эффективности при решении задач дезорганизации функционирования современных и перспективных радиоэлектронных систем (комплексов, средств) управления силами и оружием.
Ю. Горбачев. РЭБ в операциях XX и XXI века// Военно-промышленный курьер. 2004. №44(61).
Богданов С. А. Методические рекомендации по организации и проведению научных исследований в НИО МО// Военная Мысль. 2003. № 3.
К 100-летию радиоэлектронной борьбы. Основные этапы развития: Военно-исторический труд. Воронеж, 2004.
Под процедурой синтеза комплексов РЭП будем понимать упорядоченную совокупность операций по определению их оптимального состава, структуры, алгоритмов функционирования и тактико-технических характеристик.
