Анализ процесса боевого применения истребителя для формализации тактических ситуаций воздушного боя

«Наука и военная безопасность», № 2, 2005 г., с.33-35

Анализ процесса боевого применения истребителя для формализации тактических ситуаций воздушного боя

Подполковник Г.С. КОРЧИК,

старший преподаватель кафедры летной подготовки

и боевого применения авиации Военной академии

Республики Беларусь

Капитан А.В. РОЖОК,

адъюнкт кафедры авиационной техники и

вооружения Военной академии Республики Беларусь

Для построения базы знаний бортовой системы поддержки принятия решений летчиком в воздушном бою и синтеза алгоритмов оптимального управления истребителем необходимо проанализировать воздушный бой, определить типовые тактические ситуации и их особенности, осуществить выбор составляющих критерия оптимальности с учетом сложившейся тактической ситуации воздушного боя [1 - 3]

Воздушный бой является основной формой боевого применения истребителей при завоевании господства в воздухе, при обеспечении боевых действий других родов авиации, при прикрытии войск и объектов от ударов авиации противника. Его характерные особенности - непрерывно изменяющаяся воздушная обстановка, скоротечность событий, массированное применение средств радиоэлектронного и информационного противодействия, обработка большого объема информации, требующей немедленного и точного реагирования, продолжительное выполнение маневров при постоянно меняющихся режимах пилотирования в широком диапазоне высот и скоростей, частые выходы на углы атаки, близкие к критическим, большой диапазон изменения перегрузок [4]. В условиях современного воздушного боя летчик работает на пределе своих интеллектуальных и психофизиологических возможностей, ему приходится выполнять постоянный поиск, идентификацию, предварительную оценку реализации вариантов развития воздушного боя. В таких условиях актуальным является внедрение в бортовые комплексы истребителей систем поддержки принятия решений. Эти системы позволят существенно расширить возможности летчика, связанные с управлением, оценкой и анализом боевой обстановки при ведении воздушного боя.

Воздушному бою предшествует поиск цели с помощью бортовых технических средств истребителя самостоятельно («свободная охота») или по командам с воздушного (наземного) пункта наведения. В целом воздушный бой включает следующие этапы: сближение с помощью бортовых технических средств (бортовое наведение), одну или несколько атак с применением управляемых ракет и артиллерийского вооружения, маневрирование между атаками и выход из боя.

Исходя из вышесказанного, функционирование истребителя с управляемым ракетным вооружением в воздушном бою есть сложный и непрерывный процесс, который можно представить как семантическую сеть тактических ситуаций (ТС) - дальний ракетный бой (ДРБ) и ближний маневренный бой (БМБ), каждая из которых представляется в свою очередь через семантическую сеть тактических субситуаций (ТСС) [1]. Переходы между субситуациями происходят в случайные моменты времени и зависят от условий боевого применения, способа атаки, типа цели, характера противодействия противника. Каждую ТСС можно представить как оптимизационную задачу. Структура тактических ситуаций ДРБ и БМБ, а также возможные варианты их развития представлены на рис. 1, где приняты следующие обозначения: ТВП и ТНП, соответственно - тактически выгодное положение и тактически невыгодное положение; УР СД и УР МД, соответственно - управляемые ракеты средней и управляемые ракеты малой дальности.

ДРБ проходит при отсутствии визуального контакта с противником с применением ракет большой и средней дальности и начинается с момента обнаружения воздушной цели, ее идентификации и принятия решения на атаку. Он имеет следующие основные особенности [5]:

- обнаружение воздушной цели происходит с помощью бортовых технических средств

Анализ процесса боевого применения истребителя для формализации тактических ситуаций воздушного боя

истребителя на больших и средних дальностях,

- бой, как правило, происходит на встречно-пересекающихся курсах с применением управляемых ракет большой и средней дальности,

- маневренность истребителя в ДРБ ограничена техническими характеристиками обзорно-прицельной системы истребителя и возможностью слежения за целью головкой самонаведения (ГСН) ракеты,

- низкий уровень информационной поддержки летчика,

- ограниченное количество вариантов развития боя.

Процесс функционирования истребителя в ТС ДРБ можно охарактеризовать временем дальнего ракетного боя tДРБ .

Анализ процесса боевого применения истребителя для формализации тактических ситуаций воздушного боя

где tОБН - время на обнаружение воздушной цели бортовыми техническими средствами,

tИД- время на идентификацию (распознавание) воздушной цели,

tПР - время на принятие решения летчиком о дальнейших действиях,

- время, потребное для выполнения летчиком операций прицеливания и пуска управляемых ракет большой (средней) дальности,

tp - время полета ракеты до цели.

В соответствии с рис. 1 тактическая ситуация ДРБ включает следующие ТСС.

ТСС «Бортовое наведение» представляет собой занятие истребителем тактически выгодного положения относительно цели и прицеливание. Данная ТСС характеризуется устойчивым захватом и сопровождением цели, находящейся вне визуальной видимости летчика (D≥7000 ÷ 10 000 ж), бортовыми техническими средствами истребителя; отсутствием огневого противодействия со стороны цели. При этом истребитель находится вне области разрешенных пусков (ОРП) ракет большой и средней дальности (D > Dp лтах).

ТСС «Атака» - упреждающий пуск ракеты по противнику. Данная ТСС начинается с момента пуска ракеты, при нахождении истребителя в ОРП, и характеризуется необходимостью подсвета цели бортовой РЛС истребителя для наведения ракеты с полуактивной ГСН.

ТСС «Оборона» может возникнуть при неудачной атаке либо в ситуации, когда воздушный бой начинается в тактически невыгодных условиях и противник осуществил пуск ракет. В этом случае летчик атакованного истребителя может применить следующие виды противодействия:

- огневое - защита от атакующей ракеты противника с применением по нему своих управляемых ракет;

- информационное - защита от атакующей ракеты и бортовой РЛС противника с применением различных помех (активные помехи, дипольные отражатели, тепловые ловушки и т.д.);

- маневренное - защита от атакующей ракеты противника с применением противоракетных маневров. Однако следует заметить, что если осуществляется подсвет цели бортовой РЛС истребителя при наведении ракеты с полуактивной ГСН, то не допускается выполнение противоракетного маневра типа «Кадушка».

При неудачной атаке ракетами большой или средней дальности, а также в условиях интенсивных помех бортовым техническим средствам истребителя ДРБ переходит в БМБ.

БМБ ведется, как правило, в условиях визуальной видимости цели и включает в себя ряд атак с применением ракет ближнего боя и артиллерийского вооружения. В ходе боя истребители энергично маневрируют для занятия тактически выгодного положения, позволяющего эффективно применить оружие или уклониться от атаки противника. Маневрирование осуществляется с большими перегрузками, максимальным использованием маневренных возможностей истребителя, вооружения и психофизиологических возможностей летчика.

БМБ проходит в диапазоне дальностей от нескольких километров до нескольких сотен метров. В зависимости от взаимного расположения самолетов, высот полета, метеоусловий, времени суток, режима работы обзорно-прицельных систем факт визуальной видимости цели может отсутствовать [6]. В этих условиях переход к БМБ можно определить по расчетному промежутку времени ΔtБМБ, необходимому для входа истребителя в область

Анализ процесса боевого применения истребителя для формализации тактических ситуаций воздушного боя

где D - текущая дальность до цели,

DБMB ≤ 7000 ÷ 10 000 м - радиус области БМБ, является функцией курсового угла цели, высоты и режима полета,

Vсбл - скорость сближения истребителя с целью.

Размеры дальней границы области БМБ ограничиваются дальностью визуального обнаружения цели, максимальной дальностью пуска ракет малой дальности.

Таким образом, если время атаки tAT = tn + tp, потребное для эффективного применения УР большой (средней) дальности по выбранной цели, меньше ΔtБМБ:

Анализ процесса боевого применения истребителя для формализации тактических ситуаций воздушного боя

то система управления вооружением истребителя и система поддержки принятия решений переходят в режим БМБ независимо от наличия визуального контакта с целью в текущий момент автоматически или вручную по команде летчика.

Аналогично ТС ДРБ может быть представлена структура ТС БМБ как продолжение ДРБ с учетом особенностей ближнего боя.

ТСС «Выход из боя» возникает в следующих случаях: поражение цели, отсутствие боекомплекта, аварийный остаток топлива, наличие повреждений, не позволяющих продолжить воздушный бой.

Выход из боя выполняется с таким расчетом, чтобы обеспечить возможность повторной атаки и безопасность истребителя, так как необходимо стремиться не попасть под ответный огонь противника и исключить столкновение истребителя с целью и поражение осколками своей ракеты. Безопасная дальность выхода из атаки определяется по формуле [5]:

Анализ процесса боевого применения истребителя для формализации тактических ситуаций воздушного боя

где l- безопасный интервал при выходе из атаки, м;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

пу - перегрузка истребителя на выходе из атаки, ед.;

t3an - время запаздывания в действиях летчика, с.

Очередность возникновения ТС и ТСС определяется условиями начала и процессом развития текущей ТС воздушного боя (рис. 1).

В зависимости от сложившихся условий боевого применения истребителя можно выделить три варианта начала ТС ДРБ:

Вариант 1. Самолет противника взят на бортовое сопровождение, а максимально возможные дальности пуска его ракет меньше текущей дальности (вне области разрешенных пусков). В этом случае на этапе сближения истребителя с целью возможно занятие истребителем тактически выгодного положения и организация упреждающего пуска ракеты по самолету противника.

Вариант 2. Истребитель не подготовлен к атаке, но противник находится в ОРП ракет истребителя, т.е. истребитель находится в ТВП. В этом случае летчик должен выполнить следующие действия:

- обеспечить устойчивый захват цели бортовыми техническими средствами истребителя и ГСН ракет большой или средней дальности;

- осуществить упреждающий пуск ракет;

- при необходимости применить помехи и противоракетные маневры после пуска ракет.

Вариант 3. Истребитель не подготовлен к атаке, но находится в области разрешенных пусков ракет противника или уже атакован противником, т.е. находится в ТНП. В этом случае летчик атакованного истребителя должен выполнить следующие действия:

- оценить эффективность ответных действий, а именно: пуск ракеты (с возможным одновременным или упреждающим ее попаданием в атакующий самолет противника); применение помех; применение противоракетных маневров;

- обеспечить захват цели бортовыми техническими средствами и ГСН ракет большой или средней дальности;

- осуществить пуск ракет;

- выбрать и реализовать наиболее предпочтительный вариант.

При визуальной видимости воздушной цели или при выполнении условия (3) начинается ТС БМБ. В зависимости от сложившихся условий боевого применения можно выделить три варианта начала ТС БМБ:

Вариант 1. Продолжение ТС ДРБ.

Вариант 2. Истребитель не подготовлен к атаке, но противник находится в ОРП ракет малой дальности, т.е. истребитель находится в ТВП. В этом случае летчик, прежде всего, должен выполнить следующие действия:

- оценить эффективность дальнейших своих действий, а именно: упреждающий пуск ракет; применение помех; применение противоракетных маневров;

- обеспечить устойчивый захват цели бортовыми техническими средствами истребителя и ГСН ракет малой дальности;

- осуществить упреждающий пуск ракет;

- применить помехи и противоракетные маневры, после пуска ракет.

Вариант 3. Истребитель не подготовлен к атаке, но находится в ОРП ракет противника или уже атакован противником, т.е. находится в ТНП. В этом случае летчик атакованного истребителя должен выполнить следующие действия:

- оказать маневренное и информационное противодействие;

- обеспечить захват цели бортовыми техническими средствами и ГСН ракет малой дальности;

- осуществить пуск ракет или применить артиллерийское вооружение.

При реализации задач, рассмотренных ТС и ТСС воздушного боя, летчик должен иметь возможность получать информационную поддержку по управлению истребителем и комплексом вооружения, представленную в виде рекомендаций по оптимальному боевому маневрированию и эффективному применению управляемого ракетного вооружения.

Таким образом, в ТС ДРБ задачей летчика является вывод истребителя в область эффективного применения управляемого ракетного вооружения. При этом желательно минимизировать потери на управление, т.к. на этапе бортового наведения интенсивное маневрирование истребителя может привести к потере цели бортовой РЛС и другим нежелательным явлениям. Исходя из этого, критерий оптимальности должен включать в себя две компоненты, одна из которых характеризует потери на управление, а вторая - точность наведения истребителя на воздушную цель.

В ТС БМБ наиболее характерным является маневрирование с максимально возможными перегрузками для занятия тактически выгодного положения для атаки, поэтому оптимальное управление истребителем необходимо реализовать по критерию максимального быстродействия.

Предложенная на основе проведенного анализа воздушного боя структура ТС ДРБ и БМБ позволяет идентифицировать текущее тактическое положение истребителя и возможные варианты развития воздушного боя. Кроме того, с учетом особенностей тактических ситуаций воздушного боя данный подход дает возможность обосновать критерии оптимального управления истребителем.

Реализация алгоритмов оптимального управления в бортовой системе поддержки принятия решений позволит оказать интеллектуальную поддержку летчику по выводу истребителя в оптимальные условия боевого применения средств поражения.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Федунов Б.Е. Бортовые оперативно-советующие экспертные системы для антропоцентрических объектов //Изв. РАН. Теория и системы управления. - 2003. - №6. - С. 145 - 152.

2. Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование. - М.: Наука, 1973. - 558 с.

3. Основы проектирования информационно-управляющих систем летательных аппаратов / Под ред. Р.В. Мубаракшина. - М.: МАИ, 1999. - 432 с.

4. Селменский Я. Особенности воздушного боя истребителей //Крылья Родины - 2002. - №1. -С. 14- 19.

5. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс. /Под ред. Е.А. Федосова. - М.: Дрофа, 2001. - 816 с.

6. Левицкий СВ. Системный анализ ближнего воздушного боя для разработки базы знаний бортовой оперативно-советующей экспертной системы //Изв. РАН. Теория и системы управления. - 2002. - Мб. - С. 73 - 85.


Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

  • <a href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX" data-mce-href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX">InstaForex</a>
  • share4you сервис для новичков и профессионалов
  • Animation
  • На развитие сайта

    нам необходимо оплачивать отдельные сервера для хранения такого объема информации