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俄罗斯舰载自动化指挥系统发展历程

来源:互联网 责编:大嘴 作者:赵双译 时间:2004-08-12

俄罗斯海军为了利用侦察、态势照射和通讯系统来扩展海军性能、扩大海上统领空间,提出了在全天候作战条件下,提高海军武器兵力指挥系统的质量问题。要想解决这个问题就必须考虑到现代海上武器装备的特点,即有源无线电对抗,相距很远的两个对抗国的快速对抗性接触,大规模的空中、水上和水下作战等方面。


俄罗斯专家对当时海军武器兵力的指挥过程进行分析后得出结论:态势快速变化条件下,只有依靠研制和装备潜艇、水面舰艇和海军航空兵和各级岸基指挥所装备的自动化系统才能采取最佳决策,极大地扩展信息流量和缩短信息处理时间。
俄罗斯国防部24个科研所经研究证明:在主动火力和无线电对抗条件下,对能有效解决作战任务的舰载自动化指挥系统投入与对攻击型武器投入是一样的。


自动化系统研制的过程中要求解决大量的复杂问题:一方面是可靠的、快速的计算设备,另一方面是这些计算设备上开发和使用很多的海军作战数学模块。俄罗斯很多控制、信息、数学和无线电领域的专家都来参与解决这个问题,其最终的科研结果就是舰载作战指挥系统的雏形。

50年代,俄罗斯海军研究所完成了潜艇、水面舰艇自动化指挥系统设备的研制工作。当时为了提高作战舰的指挥性能安装了独立的自动化无线电设备。但是这个成就并不能使人满意,因为这还不是统一的自动化指挥系统,其可靠性和作战性能性还很低。为了解决这个问题,一批院士又成功地进行了研究,研究成果可极大地提高舰载无线电设备的性能。

计算技术器件的出现和第一台计算机问世后,对装备的试验样机的使用性能进行了研究。
在这一期间,24个研究所就舰载自动化指挥系统的研制问题进行了紧密的协作,确定了提高作战性问题的解决方法和所采取决策、信息的集中收集和处理、舰上同一信息态势的形成、时间分配系统的工作、指挥任务算法化等的依据。研究人员最终研制出第一代舰载自动化系统---作战信息指挥系统。

第一个应用在潜艇的“乌云”作战信息指挥系统,可使舰长集中控制潜艇的作战行动,解决信息的收集、处理和在显示台上显示的任务,控制武器,解决航海和导航任务,该系统由“阿加特”科研所研制出来的,被授予列宁奖。

在该期间,还为705型潜艇研制了“和弦”自动化信息指挥系统。“和弦” 自动化指挥系统的原理是基于对潜艇所有作战部门和作战部位在各种作战剧情下活动分析,以及作为统一的人—机系统来显示。

舰载计算技术的迅猛发展为第一代潜艇用作战信息指挥系统的研制注入了活力。利用微电子技术研制出来的“节点”作战信息指挥系统装备到柴油机潜艇上,该系统由电子工业部列宁格勒设计局研制,并在以后很长的一段时间内出口到印度、阿尔及利亚、伊朗等国家。

由于武器、导航和无线电装备的不断完善,就要求数字计算设备要解决更多的问题,提高运算速度、存储容量、保证人-机对话,其后研制成功的“金刚石”作战信息指挥系统 “阿尔法”导弹作战指挥系统就满足了这些要求。

1986—1993年期间,一系列研究所基于全套指挥过程自动化原理的自动化指挥系统的组成、结构和功能进行了研究,研制出了新一代潜艇用作战指挥系统,因而获得鼓励。

第三代潜艇上都装备了“公共马车”作战信息指挥系统。

“公共马车”作战信息指挥系统上,无论是数学设备还是技术组成都90%以上达到了通用化。第一个“公共马车”作战信息指挥系统是带有包括所有磁带上外存储器组成的半开放式系统,可提供很大的任务改造能力,可记录作战战术和潜艇武器使用的过程。

“阿加特”科研生产联合体(以前是研究所)、海军科研所是该系统的主要研制单位,对作战战术任务布设、模拟和功能算法匹配的研制和最作战使用指导的开发做了很多的工作。

“公共马车”作战信息指挥系统的基本研制原理可降低成本,缩减研制周期,并很快地装备到第三代潜艇上。

1955-1957年俄罗斯海军科研大学在研究建立和装备指挥航母飞机用指挥台的技术方法时对编队、战术编队和单个水面舰艇的兵力、武器和技术设备的自动化指挥问题进行了研究。

1957—1961年,“阿加特”科生产联合体对研制传输系统、目标指示系统和“海”型战术编队舰艇间的信息交换系统进行了研究。

系统的研制过程中解决了战术编队舰艇间的信息交换、向武器系统发送目标指示的问题,这使得在作战过程中战术编队中的各舰作战保持协调一致。但实际上海军要求的不只是信息系统,还要求能保证能向舰长推荐使用武器,特别是在动态过程中,比如对空防御。

1961年,海军科研大学完成了为战术编队舰载武器和兵力集中指挥用的配套收集和处理信息系统。由此展开了第一代舰载水面舰艇用作战信息指挥系统—“根”的研制工作。该系统能自动的收集、处理、交换舰和战术编队间的信息;解决防空、防潜的武器选择和分配任务;引导歼击机和飞机。该作战信息指挥系统与雷达相连接,能解决作战动态中各种任务。

1967年,“根”系统成功地通过国家试验,并被装备到“莫斯科”号反潜巡洋舰上。随后又研制出“根”系统的改进型,其中包括对空防御设备目标指示生成计划。“根”系统还被装备到很多的反潜舰上。“根”系统最终简化了操作员和对空防御部门长的工作,提高了作战性能和在对空防御设备进行目标分配时态势评估、分析的论证性(依据)。但是在实现对舰载火力设备目标分配计划时,像以前一样,不是自动的。因此,对于舰艇战术编队,显示大量的飞行目标是很难的问题。

“根”型自动化信息指挥系统的计算能力在当时也是不够的,这要求开发第二代舰载自动化指挥系统。为此,60年代末70年代初,苏联国防部的科研所就利用自动化指挥来提高作战编队中舰载和无线电设备武器的作战使用问题进行了研究,由此研制出了重型巡洋航母舰用的新一代“林荫道-2”作战信息指挥系统。该系统在技术上结合和扩展了“海--Y”和“根”系统的功能,由俄罗斯战神(Mars)科研生产联合体研制。“林荫道-2”的试验样机被装备在“基辅”号重型巡洋航母舰上,1976年顺利通过了实验,而后进入了海军装备。

随着低飞行反舰导弹的出现,又出现了完善对空防御的结构问题,其中包括最佳分配这个回路中的指挥设备间的控制功能。因此,在研制第二代作战信息指挥系统的改进型时,特别注意了解决这个问题。

80年代初,有数十套第一和第二代作战信息指挥系统被装备到水面舰艇上。

第三代水面战斗舰艇用作战信息指挥系统,也同样可用于潜艇。“伐木工”作战信息管理系统是由“战神”(Mars)科研生产联合体研制出来的。1980年进行了国家试验。第三代产品由于使用了电子元器件而使技战术指标得到提高,自动化程度也有所提高。但是战术编队中舰艇作战自动化过程的完全配套性还没有达到。

80年代初,各科研单位研究了舰载自动化指挥系统的系统构成作用并得出结论:只有将所有的舰载指挥系统和综合体集成到统一的自动化指挥系统中才能使舰载武器和无线电指挥过程自动化质量上达到新的水平。波里诺夫提出了研制统一的水面舰艇自动化指挥系统的概念。在研究过程中证明:只有研制统一的自动化指挥系统才能排除技术设备的重复使用和专用物质保障的不可靠性,才能使舰载系统设计中在统一循环内解决一个作战任务的系统误差降到最低。但是这要求改变科研论证的结构,订户的结构,转换到统一的配套计划。因此在第一阶段提出在舰上形成防空、反潜和导弹武器的控制回路。首先在“库兹涅佐夫海军上将”重型巡洋航母和“彼得.大帝”重型导弹巡洋舰上实现了这个方向。这是并没有使舰上的武器和无线电设备发挥最佳功能,因为舰艇建造的最后阶段装舰的系统就就已经联结好了。

在舰载自动化系统继续完善的过程中,提出了舰载作战信息指挥系统不再连接舰载编队中的武器和兵力,作战信息指挥系统只是控制本舰的武器和技术设备的任务。这样出现了第四代自动化指挥系统---“ 王位”作战信息指挥系统和战术编队自动化配套设备“毕业生”,被装备在“无畏”号护卫舰上。在这些系统中首先实现了信息处理分配原则,这极大地提高了指挥的可靠性。系统的主要设计单位是“战神”(Mars)科研生产联合体。

在解决协同作战任务过程中,由于飞行器和舰艇之间必须要协同作用,这就产生了水面舰艇飞行器自动化控制问题。1950—1952年开始进行了航空兵作战指挥系统,导航和飞行器降落系统的研制工作。海军舰载航空兵自动化指挥系统的问题在装备有多功能舰载飞机“雅克-38”、“苏-27”的重型巡洋导弹舰的研制阶段就很尖锐了,由于舰载航空兵作战使用特点使很难解决这个问题,如:要同时控制很多的控制飞行器;由于安装飞机指挥台而使舰的性能受到限制;舰艇的机动性;使用舰载雷达来同时控制飞机和其他的设备。

很多单位都参与了舰载飞机控制自动化的研究工作。首先表现在作战信息指挥系统中单独引导舰载歼击机的形式。

由于海军各科研单位不断建造重型巡洋航母,出现了研制海军航空兵自动化舰载自动化指挥系统的概念。研制出了“图尔”自动化作战指挥系统,“草坪”歼击机引导系统和“电阻”飞机着陆和近处导航无线电系统。

飞行器自动化指挥系统由“战神”科研生产联合体研制。系统能够对中型巡洋航母上的强击机、舰载直升机和专用飞机进行控制,以及布设任务给歼击机引导台。

引导系统的开发单位是由“中子”科研生产联合体研制。系统能够引导舰载的、岸基歼击机引导向空中目标。

飞机近处导航和降落无线电技术系统是由计量技术研究所开发的。该系统能够控制舰载飞机在近处的飞行和降落。

只有在研制出舰用的高性能计算技术,才能使舰载的作战信息指挥系统满早更高的技-战术要求,这就产生了在遵守计算能力要求的情况下使设备的重量和外形尺寸保持最小,以及保证作战信息指挥系统在实时、多任务条件下工作。

这个问题的解决是与基本型数字计算技术设备和系统的研制是紧密相连的。1970年研制出了第一个基本型舰载数字计算机综合体—“阿佐夫”,成为第二代舰载作战信息指挥系统的核心。1975年,第三代基本型数字计算机综合体—“阿尔法”、“进攻”、“克拉”被研制出来并被批量生产。

在第四代舰载数字计算技术设备开发的过程中,基本型获得了继续的发展。这时,改变程序和技术设备,使计算系统更加的灵活,系统的特性将提到提高。这种原理使计算系统的结构与整个功能任务相适应,是对未来计算设备的要求。

俄罗斯海军和工业界的一些科研所的专家对研制潜艇和水面舰艇用自动化指挥系统用计算机作出了很大的贡献。研制出了专用电子模块软件。

海军、科学院和工业界的学者经过共同努力,以解决自动化控制海军武器兵力复杂技术问题为基础,在很短的时间内就研制出了新原理的样品—舰载作战指挥系统。新型的舰载作战指挥系统可极大地提高海军的作战性能。