Портативные ЭВМ в полевой артиллерии
Разработка и внедрение в войска высокоточного управляемого оружия, подчеркивают иностранные военные специалисты, никоим образом не означает уменьшения роли в современном бою полевой ствольной и реактивной артиллерии, а также минометов. Как и прежде, основной задачей этих средств остается поражение (с максимальной быстротой) обнаруженных целей в соответствии с заданной планом ведения огня последовательностью и при минимальном расходе боеприпасов. Особое значение в действиях полевой артиллерии придается внезапности нанесения огневого удара и концентрации огня нескольких подразделений на наиболее важных целях.
Вместе с тем такие особенности современных боевых действий, как угроза возможного применения противником ядерного оружия, быстротечность изменения обстановки на поле боя, резкое увеличение числа целей (в основном подвижных) и возросшие возможности в области контрбатарейной борьбы, приводят, по свидетельству зарубежной печати, к необходимости широкого рассредоточения боевых порядков артиллерии и частой смены ее огневых позиций. Обращается также внимание на необходимость принципиального изменения средств и способов управления, на внедрение в полевую артиллерию новейших электронных вычислительных машин (ЭВМ) различного класса.
По взглядам западных военных специалистов, современная артиллерия, оставаясь, с одной стороны, оружием группового действия, должна эффективно поражать большое количество целей, в том числе и движущихся, что требует резкого повышения точности стрельбы при ее высокой интенсивности и внезапности, а с другой — обладать способностью действовать координировано из рассредоточенных боевых порядков. Проводимые усовершенствования самих артиллерийских систем не позволяют полностью устранить данное противоречие. Вот почему иностранные специалисты пытаются решить эту проблему путем комплексного совершенствования средств и методов разведки, управления и связи. Однако при этом считается, что в настоящее время наибольшие перспективы в расширении боевых возможностей полевой артиллерии открывает применение существующей и разрабатываемой электронной цифровой вычислительной техники для автоматизированного решения задач топографической привязки огневых позиций, выбранных целей, наблюдательных пунктов и ориентиров, расчета исходных данных для пристрелки и ввода коррекций по результатам пристрелочного выстрела для открытия огня на поражение.
Первые средства данного назначения поступили на вооружение сухопутных войск ряда капиталистических стран еще в начале 60-х годов. Однако из-за относительно больших габаритов, массы и потребляемой энергии для них приходилось обязательно предусматривать отдельное транспортное средство, и они могли находиться на вооружении не ниже дивизиона.
Достигнутые в 70-е годы успехи в миниатюризации ЭВМ резко расширили возможности их военного использования, в том числе и в интересах полевой артиллерии. Имея небольшие габариты и массу, они обладают довольно широкими возможностями. Ими могут оснащаться батареи, взводы, огневые секции и даже отдельные орудийные расчеты. Вместе с тем в зарубежной прессе подчеркивается, что применять портативные ЭВМ непосредственно в огневых подразделениях предусматривается только в качестве дополнительного средства к автоматизированным системам управления огнем, развитие которых идет параллельно. С середины 70-х годов разработка портативных ЭВМ для полевой артиллерии ведется в большинстве развитых капиталистических стран, но наиболее интенсивно в Великобритании и во Франции.
По своим массо-габаритным характеристикам современные портативные ЭВМ в зарубежной прессе подразделяются на собственно портативные (с массой до 3 кг), носимые (10-15 кг) и транспортируемые (до 35 кг). В основу их разработки положены различные образцы гражданских карманных калькуляторов и персональных компьютеров. Отличаются они друг от друга емкостью запоминающих устройств (ЗУ) и возможностями математического обеспечения.
Общими требованиями к запоминающим устройствам определено, что портативные ЭВМ должны обеспечивать ввод и хранение данных о координатах 6-9 орудий, 4-20 передовых артиллерийских наблюдателей, 10-20 ориентиров, 10 защищенных от огня зон (в которых находятся свои войска) и 10-100 целей. Кроме того, для расчета данных стрельбы и коррекций в ЭВМ необходимо вводить и хранить величины начальной скорости снаряда и температуры заряда, информацию о типах применяемых снарядов, а также ряд сведений из стандартной метеосводки НАТО.
Для решения задач расчета стрельбы в портативных ЭВМ применяются в основном два вида математического обеспечения. Первый, используемый главным образом в ЭВМ более ранних разработок, заключается в том, что в ЗУ хранятся данные таблиц стрельбы конкретной системы артиллерийского оружия, рассчитанные для стандартных метеоусловий, а также поправочные коэффициенты, которые суммируются в соответствии с существующими в момент стрельбы условиями. При таком математическом обеспечении портативная ЭВМ представляет собой автоматизированное устройство поиска необходимых статических данных в таблицах стрельбы и поправок к ним с выполнением простейших математических действий. Считается, что точность этого метода не может быть значительно выше, чем при ручной подготовке данных стрельбы с использованием карты и планшета, а для применения ЭВМ с оружием другого калибра или типа требуется смена математического обеспечения.
При втором виде математического обеспечения возможности цифровой вычислительной техники используются в более полной мере. В этом случае с помощью ЭВМ реализуется математическое моделирование процесса полета снаряда (точнее, его центра масс) с учетом конкретных начальных условий. Такое моделирование осуществляется путем описания движения снаряда по траектории в зависимости от времени системой дифференциальных уравнений. ЭВМ, интегрируя данные уравнения по времени, обеспечивает определение координат снаряда в любой момент после выстрела. Это позволяет ей еще до момента фактического падения снаряда вычислить его отклонение от цели, определить необходимые величины коррекции, установки взрывателя и т. п. Потенциальная точность такого метода зависит от точности определения начальных условий и, по свидетельству западной прессы, может быть столь высока, что позволяет открывать огонь на поражение при пристрелке одним выстрелом, даже не ожидая определения координат разрыва пристрелочного снаряда.
Основным недостатком описанного метода является значительное время, необходимое для выполнения ЭВМ вычислений при стрельбе на большие дальности, которое по требованиям НАТО не должно превышать 25 проц, времени полета снаряда до цели. Однако темпы увеличения быстродействия ЭВМ по мере их совершенствования позволяют иностранным специалистам считать, что этот недостаток в ближайшие годы будет устранен.
Математическое обеспечение и емкость ЗУ носимых и транспортируемых портативных ЭВМ рассчитаны на решение ряда дополнительных задач по планированию огня, взаимодействию с другими родами войск, материально-техническому обеспечению и т. д. Кроме того, они обычно автоматически шифруют и дешифруют сообщения, передаваемые по радиолиниям, имеют более совершенные индикаторы, а их устройства ввода и вывода данных позволяют использовать ЭВМ в качестве персонального компьютера для решения нестандартных задач.
В зарубежной печати описывается следующий порядок боевого применения портативных ЭВМ. С топографической карты или средств навигации считываются и вводятся в оперативное ЗУ ЭВМ координаты орудий (огневых подразделений), целей, наблюдательных пунктов (корректировщиков огня), ориентиров и защищенных от огневого воздействия зон. Данные о местоположении этих объектов могут вводиться как в прямоугольных, так и в полярных системах координат, а ЭВМ осуществляет их преобразование в линейные величины с точностью до нескольких метров в зависимости от системы оружия, для обеспечения огня которой они используются. Затем вводятся исходные данные для выполнения баллистических расчетов, к которым обычно относятся начальная скорость снаряда, температура заряда, весовая категория и тип снаряда (осколочный, фугасный, дымовой, трассирующий и другие), а также метеоданные в соответствии со стандартом НАТО (направление и скорость ветра, температура воздуха и давление).
В ходе подготовки к расчету данных стрельбы по дополнительным программам ЭВМ осуществляет решение практически любых стандартных топографических задач (преобразование систем координат, расчет поправок на магнитное склонение и т. п.). После этого вычисляются данные для пристрелочного выстрела, которые включают требуемые азимут и угол возвышения орудия, а также- дальность стрельбы (на экране индикатора ЭВМ обычно отображаются номер заряда, категория снаряда и полетное время). При необходимости вычисляются такие данные коррекции, как смещение средней точки прицеливания при корректировке огня наземным передовым наблюдателем или поправка по артиллерийской сетке целей при корректировке с воздуха.
После определения и ввода необходимых поправок, рассчитанных по результатам пристрелочного выстрела, ЭВМ выдает данные стрельбы для каждого орудия подразделения на поражение цели залпом, беглым огнем или постановкой огневых барьеров. Кроме того, на этом этапе некоторые типы ЭВМ рассчитывают потребный минимальный расход боеприпасов для решения конкретной огневой задачи. В некоторых наиболее совершенных ЭВМ предусмотрено определение упрежденной точки прицеливания, используемой при стрельбе по подвижным целям.
Для упрощения процесса обучения номеров орудийного расчета, работающих с портативной ЭВМ, а также для максимального исключения ошибок при действиях в напряженных условиях боевой обстановки программа электронной вычислительной машины обеспечивает отображение на индикаторе инструктивных команд последовательности действий оператора и символа ошибки при неправильном вводе данных или нажатии не той клавиши пульта управления. Для проверки исправности ЭВМ предусмотрены ввод тестов и отображение контрольных данных.
Рис. 1. Английская портативная ЭВМ «Морзен»
Типичным примером портативной ЭВМ является английское устройство «Морзен» (рис. 1), предназначенное для использования с минометами калибра 81 мм. Сухопутным войскам Великобритании было поставлено более 500 комплектов. При его разработке за основу был взят коммерческий микрокалькулятор HP41CV американской фирмы «Хьюлит Паккард». Отличительной особенностью военного варианта портативной ЭВМ, кроме ее эксплуатационных характеристик (повышенная надежность, устойчивость к температурным и механическим нагрузкам), является легкость смены математического обеспечения, что позволяет использовать данное устройство с любыми минометными системами. Ее габаритные размеры 200X118Х 58 мм, масса 625 г.
В иностранной прессе подчеркивается, что точность расчетов азимута и угла возвышения, выполняемых ЭВМ «Морзен», составляет ±1 тыс. Топографические расчеты производятся по данным вводимой В ЭВМ опорной сетки и соответствующим координатам 10 огневых позиций, 10 наблюдательных пунктов и 58 целей. ЭВМ рассчитывает данные стрельбы одновременно для двух огневых позиций. При наличии точно привязанных ориентиров вычисление местоположения целей, наблюдательных пунктов и огневых позиций осуществляется в координатной сетке топографической карты, однако имеется возможность для проведения таких расчетов и в условной системе координат. Предусмотрены специальные программы быстрого пересчета данных стрельбы для обстрела целей, координаты которых известны, о новых огневых позиций, организации огня с применением корректировки по разрывам дымообразующих и осветительных боеприпасов, а также для ускорения расчета поправок по данным лазерных дальномеров, используемых на наблюдательных пунктах. В результате этого, как утверждают зарубежные специалисты, появляется, возможность осуществлять корректировку огня по нескольким целям с учетом данных одного пристрелочного выстрела.
Для повышения точности первого выстрела в ЭВМ вводятся и используются при расчетах данные о метеоусловиях. По желанию оператора на экране индикатора в любой момент могут быть отображены дальность и азимут любого объекта, данные о котором имеются в ЗУ. При этом процесс решения задачи не прерывается. Программой предусмотрена также автоматическая подача сигнала о неправильных действиях оператора.
В ЭВМ встроены кварцевые часы, позволяющие, в частности, вести обратный отсчет времени, остающегося до часа «Ч» или до падения снаряда с момента выстрела. Батарея питания, которую можно легко заменить в полевых условиях, обеспечивает работу устройства по 8 ч в сутки в течение 9 месяцев.
На основе опыта эксплуатации устройства «Морзен» в войсках английские специалисты разработали устройство «Ганзен», которое предназначается для подготовки данных стрельбы для ствольной полевой артиллерии и оперативно-тактических ракет «Ланс». Оно может обеспечивать необходимыми данными восемь орудий одновременно. Портативная ЭВМ «Ганзен» осуществляет расчет азимута на цель через 6 с после ее обнаружения. В течение последующих 6 с она рассчитывает и отображает данные угла возвышения орудия, времени полета снаряда и требуемого заряда.
Рис. 2. Американская портативная ЭВМ FСС
Американской фирмой «Литтон дэйта системз» создана и уже выпускается портативная ЭВМ FCC (Fire Control Calculator, рис. 2), предназначенная для применения на уровне артиллерийских батарей. С ее помощью получают необходимые данные для подготовки и ведения стрельбы из гаубиц, пушек или минометов. В ЗУ может храниться информация о местонахождении своих орудий (до 18 единиц), передовых наблюдателей (до 12) и целей (до 58). ЭВМ (масса около 1 кг) может использоваться в качестве вычислительного устройства в системе управления огнем полевой артиллерии.
Рис. 3. Французская портативная ЭВМ АТАС
Во Франции фирмой «Томсон—Брандт» производится портативная ЭВМ АТАС (рис. 3), также предназначенная для расчета и выдачи данных, необходимых при стрельбе из орудий полевой артиллерии. В ее ЗУ могут быть введены координаты 9 своих орудий, 20 передовых наблюдателей и до 99 целей, а также метеоданные, начальная скорость снаряда и температура заряда. ЭВМ может быть связана с аналогичными машинами посредством радио- или проводной связи. Имеется встроенная аппаратура контроля. Габаритные размеры АТАС 245X165X85 мм, масса около 3 кг (с источником питания).
В сухопутных войсках Италии отдельные минометные батареи оснащены портативной ЭВМ СМВ-8, которой может придаваться печатающее устройство.
Из носимых портативных ЭВМ в настоящее время наиболее широкое применение нашла французская TIRAC (в сухопутных войсках получила наименование «Кадет»), которая используется как самостоятельно, так и в составе автоматизированной системы управления огнем полевой артиллерии «Атила-2». Первоначально войскам Франции планировалось поставить 150 таких ЭВМ для оснащения батарей 155-мм орудий и взводов 120-мм минометов.
Выработанные ЭВМ данные передаются расчетам орудий в цифровом виде по проводной и радиосвязи и отображаются на выносных индикаторах.
Основным отличием французской ЭВМ «Кадет» от английской «Морзен», как отмечается в западной печати, является то, что в ней применен метод расчета точки падения снаряда путем интегрирования дифференциальных уравнений, что повышает точность вычислений, а главное — позволяет использовать ЭВМ с любыми системами оружия полевой артиллерии.
Рис 4 Английская ЭВМ «Квикфайр»
По мнению иностранных специалистов, одной из современных портативных ЭВМ для управления огнем полевой артиллерии является английская «Квикфайр» (рис. 4), созданная фирмой «Маркони». Ее размеры 316X290X71 мм, масса около 6 кг. Для расчета данных подготовки стрельбы в программном обеспечении ЭВМ применен метод моделирования траектории полета снаряда с учетом ряда начальных условий. Путем замены некоторых печатных плат ЭВМ обеспечивается универсальность ее применения: передовыми наблюдателями, на пунктах управления артиллерийских батарей или дивизионов, боевыми расчетами огневых подразделений. В ЗУ могут вводиться координаты около 100 целей.
На передней панели ЭВМ «Квикфайр» имеются индикаторы на жидких кристаллах для отображения необходимой информации. Используемые штатные средства проводной и радиосвязи обеспечивают автоматическую передачу данных в цифровом виде в режиме быстродействия, что повышает помехозащищенность линий связи.
Рис. 5. Канадская ЭВМ «Милипэк»
Внешний вид типичной транспортируемой портативной ЭВМ канадской разработки «Милипэк» (масса 32 кг) приведен на рис. 5. Она обеспечивает не только расчет данных стрельбы, но и планирование огня нескольких подразделений, засекречивание передаваемых данных и ввод коррекций по данным звукометрической разведки. Расчет ведется методом интегрирования дифференциальных баллистических уравнений, причем, кроме вышеупомянутых исходных данных, в ЭВМ хранится до 12 значений нестандартных начальных скоростей полета снаряда, учитывающих степень износа канала ствола орудия.
В зарубежной прессе подчеркивается удобство пользования индикатором ЭВМ, считывание данных с которого возможно при любой естественной внешней освещенности, высокая надежность аппаратуры (среднее время наработки на отказ не менее 1000 ч и среднее время устранения неисправности 30 мин) и большая емкость ЗУ (до 30 тыс. 16-разрядных слов). Отмечается, что ЭВМ «Милипэк» может использоваться для подготовки данных для ведения огня из любых систем оружия полевой артиллерии НАТО.
Питание ЭВМ осуществляется от бортовой сети транспортного средства при потребляемой мощности, не превышающей 75 Вт.
Рис. 6. Израильская ЭВМ «Давид»
На оснащении артиллерийских батарей сухопутных войск Израиля находится ЭВМ «Давид» (масса 27 кг, рис. 6), установленная в машинах управления огнем орудий полевой артиллерии. Она может выдавать данные для стрельбы шести орудиям одновременно.
Судя по сообщениям иностранной печати, в развитии портативных ЭВМ для полевой артиллерии в настоящее время наблюдаются следующие тенденции. Во-первых, идет увеличение их быстродействия до степени, обеспечивающей вычисление и выдачу орудийным расчетам данных для открытия огня на поражение по первому пристрелочному выстрелу еще до момента падения снаряда в районе цели. Во-вторых, особое внимание уделяется автоматизации ввода исходных данных в ЭВМ и обеспечению сравнительного анализа информации, поступающей как от существующих средств передовых артиллерийских наблюдателей, так и от перспективных разведывательных средств, в частности от беспилотных летательных аппаратов, что резко повышает требования к емкости и быстродействию запоминающих устройств. Сроки появления таких ЭВМ западные специалисты связывают с завершением работ по созданию технологии массового производства сверхбольших и сверхбыстродействующих интегральных схем. В-третьих, упор делается на дальнейшее совершенствование вычислительных возможностей портативных ЭВМ, повышение их точности, универсальности действия, расширение круга решаемых задач за счет разработки и освоения нового программно-математического обеспечения. Вместе с тем в зарубежной прессе подчеркивается, что и в перспективе портативные ЭВМ останутся только дополнительным средством по отношению к АСУ огнем полевой артиллерии.
Полковник Ф. ДМИТРИЕВ, кандидат технических наук
"Зарубежное военное обозрение" №12 1987 год |
