«Интеллект» на борту

Авионика: от первых аэропланов до сверхзвуковых самолетов 21 Октябрь 2015, 11:53

На предприятиях КРЭТ создавались первые авиационные приборы в нашей стране

Эволюция первых аэропланов начала прошлого века в сверхзвуковые реактивные самолеты происходила вначале путем совершенствования аэродинамики планера, наращивания мощности силовой установки. В последние три десятка лет стали говорить об интеллектуализации борта. Как известно, носителем «интеллекта» на борту является не столько человек, сколько авиационная электроника, или, говоря современным языком, авионика.

Первые шаги

Едва научившись подниматься в воздух на аппаратах тяжелее воздуха, летчики стали испытывать определенный дискомфорт от того, что трудно определить на глазок в прямом смысле этого слова высоту, скорость полета и ряд других жизненно важных параметров. Потерял скорость – сорвался в штопор, неверно оценил высоту или превысил скорость на посадке – в лучшем случае поломка.

Первые приборы, появившиеся в кабине самолета: компас, вариометр (скорость набора или потери высоты), тахометр (обороты двигателя), топливомер (запас горючего), трубки Пито. Все они составили прообраз современных систем формирования высотно-скоростных параметров.

Сто лет назад полеты проходили в основном в дневное время, а в качестве навигационных карт предлагалось использовать вид реальной земной поверхности. Если летчик терял ориентировку, ему предписывалось лететь до пересечения или с железнодорожным полотном, или с какой-нибудь рекой, а далее следовать вдоль этих ориентиров до ближайшей станции или пристани, на крышах которых можно было прочитать название данного населенного пункта.

Теперь легко можно представить, что любой дальний полет или полет в сложных условиях становился сродни подвигу, и не случайно первые Герои Советского Союза – летчики, спасавшие экипаж и пассажиров парохода «Челюскин», ведь в Арктике нет подобных ориентиров.

Чуть позже появились первые приборы для ориентации в пространстве. К примеру, указатель поворота и крена, представлявший собой изогнутую стеклянную трубку с металлическим шариком внутри, а также гирокомпас и авиагоризонт. Кстати, в России первый авиагоризонт был создан в начале 30-х годов прошлого века на Уральском приборостроительном заводе, ныне входящем в КРЭТ. Именно с этого устройства и началась история российского гироскопического производства.

Юность

Развивалась авиация – развивалась и авионика. На борт пришла радиосвязь, в кабинах появились приборы, позволяющие летчику правильно оценивать свое положение в пространстве. Навигационные приборы позволили летать в сложных метеоусловиях и в любое время суток. Но все они давали разрозненную информацию, да и точность у них была далека от идеала.

Авиация, родившись как сугубо гражданский вид транспорта, практически сразу была «призвана» на военную службу. Возможность «заглянуть за горизонт» предопределила целое направление развития авиации и ее оборудования. Появились воздушные разведчики, правда, в качестве инструмента разведки были глаза летчика, которые должны были найти объект разведки, разглядеть его и доставить информацию. Сбить такой разведчик с земли было непросто, и тогда появились специализиро­ванные самолеты-истребители. По сути – те же аэропланы, что и развед­чики, но оснащенные пулеметами.
Кабина СУ-27
Использование авиации для нане­сения бомбовых ударов по целям, на­ходящимся в относительной глубине противника и на недосягаемой для артиллерии дальности, оказалось настолько эффективным, что появился новый вид авиации – бомбардировочная.

Для применения бортового ору­жия появились первые прицелы, как правило, прицельные кольца, по которым летчик мог вычислить угол упреждения, чтобы попасть в цель. Возрастала бомбовая нагрузка, и увеличивалось количество стволов все большего калибра, которые под­нимал самолет. Но качественного роста эффективности не происходи­ло. Воздушные бои велись на дистан­циях, близких к предельно малым, а бомбометание – по визуально обна­руженным целям. Иных возможно­стей простейшие прицельные приспособления дать не могли.

Взросление

Первые прицельные комплек­сы стали появляться в конце Вто­рой мировой войны. Их примером стали прицелы, автоматически от­страивающие угол упреждения для стрельбы по воздушным целям из стрелково-пушечного вооружения.

Еще одной из новинок стали ра­диолокационные станции (РЛС) в авиационном исполнении, которые позволяли обнаруживать воздуш­ные и наземные цели вне границ визуальной видимости. Ламповая электроника диктовала их значи­тельные габариты и массу: комплект станции с источниками питания и кабелями должен был весить примерно 500 кг. Поэтому первую РЛС «Гнейс-2» разместили на двухместном Пе-2.

К концу 1944 года было выпущено более 230 таких станций. А в победном 1945 году «Фазотрон-НИИР», входящий ныне в КРЭТ, начал серийный выпуск самолетной радиолокационной станции «Гнейс-5с». Дальность обнаружения цели достигала 7 км. Но главной новинкой этой модификации было то, что, начиная с дальности 1,5 км, данные воздушной обстановки дублировались на специальном индикаторе, установленном в кабине летчика. Это позволяло пилоту самостоятельно выводить самолет в атаку.

Настоящий бум развития авионики при­шелся на послевоенные годы. Ави­астроение вошло в реактивную эру. Ста­ли появляться первые компактные радиолокаторы для истребителей, позволяющие не только обнаружи­вать воздушные цели на дальностях, существенно превышающих визуаль­ную видимость, но и обеспечивать наведение ракет.

Зрелость

Самолеты третьего и, особенно, четвертого поколений уже все были оснащены специализированной ап­паратурой радиолокационной, оп­тической, навигационной, связной, разведывательной и радиоэлектрон­ного противодействия. В зависи­мости от состава и сложности всего комплекса они были специализированными одноместными или двух­местными. Экипаж в соответствии с полетным заданием включал тот или иной прибор, агрегат и производил необходимые действия.

Возможно­сти оснащения дополнительными специализированными комплек­сами при сохранении размерности техники практически были исчер­паны. Выход был найден простой – одна из систем становилась ведущей во всем бортовом комплексе оборудования в целом. Такой подход все равно требовал экипажа из двух человек, между которыми существовало опре­деленное распределение обязанно­стей по пилотированию, управлению прицельными и навигационными средствами. Само же управление во многом оставалось ручным.

Логика дальнейшего прогресса во­енной авиации сформулировала ос­новные признаки авиационных ком­плексов пятого поколения: малая заметность, крейсерский сверхзвук, внутреннее размещение оружия, один член экипажа, интегрированный борт. Это означает, что на самолете устанавливаются сложнейшие информационные и прицельные системы, которые дела­ют его более функциональным для сокращения экипажа до одного лет­чика.

Технической реализацией тако­го решения стало введение в состав бортового оборудования так назы­ваемой информационно-управляющей системы (ИУС). Ее основное свойство – комплексная обработка данных, поступающих от различных бортовых и внешних источников, формирование управляющих сиг­налов для вывода на индикаторы или передачи в исполнительные механизмы.

Самолет и авионика сделали еще один шаг навстречу друг другу. Такие информационно-управляющие системы установлены на российском самолете пятого по­коления ПАК ФА и его ближайшем предшественнике Су-35.

Истребитель ПАК ФА находится сейчас на этапе государственных испытаний, а серийный Су-35 уже поставляется ВВС РФ. Каков будет следующий шаг – покажет недалекое будущее. Работы уже ведутся.

Согласно предварительным оценкам, боевой самолет шестого поколения должен быть не только малозаметным, сверхманевренным на сверхзвуковых скоростях, обладать очень большой дальностью полета, но и пилотирование аппарата должно быть опциональным ‒ то есть либо робот, либо человек. 

Предприятия КРЭТ являются ведущими производителями авионики у нас в стране

Заместитель гендиректора КРЭТ Гиви Джанджгава, который является и генконструктором Раменского приборостроительного конструкторского бюро (РПКБ), где создавалась бортовая электроника истребителей Су-35 и ПАК ФА, считает, что будущее боевой авиации за беспилотными авиационными комплексами. По его словам, многое из начинки, которая предполагается в истребителях нового поколения, уже создано и используется в серийных или испытываемых российских истребителях.

По материалам журнала «Радиоэлектронные технологии»