جوهر برنامج البنية التحتية الإلكترونية على متن الطائرة لمقاتلة الإضراب الموحدة F-35

نظرة عامة على المكونات الرئيسية لـ "نظام المعلومات اللوجستية المستقلة" (ALIS) لطائرة F-35 Unified Strike Fighter. تحليل مفصل لـ "وحدة دعم الاستخدام القتالي" ومكوناتها الأربعة الرئيسية: 1) واجهة النظام البشري ، 2) نظام التحكم التنفيذي ، 3) نظام المناعة على متن الطائرة ، 4) نظام إلكترونيات الطيران. بعض المعلومات حول برامج وأجهزة مقاتلة F-35 وعن الأدوات المستخدمة في برمجياتها على متن الطائرة. تم تقديم مقارنة مع النماذج السابقة للمقاتلين القتاليين ، كما تمت الإشارة إلى احتمالات زيادة تطوير طيران الجيش.

المقاتلة F-35 عبارة عن سرب طائر من جميع أنواع أجهزة الاستشعار عالية التقنية ، مما يوفر إجماليًا من "الوعي الظرفي بزاوية 360 درجة".

مقدمة

أصبحت أنظمة أجهزة القوات الجوية أكثر تعقيدًا بمرور الوقت. [27] تدريجيًا ، أصبحت البنية التحتية السيبرانية الخاصة بهم (مكونات البرامج والأجهزة التي تتطلب ضبطًا حسابيًا دقيقًا) أكثر تعقيدًا أيضًا. باستخدام مثال القوات الجوية الأمريكية ، يمكن للمرء أن يرى كيف توسعت البنية التحتية السيبرانية للطيران القتالي ، مقارنةً بمكونات الأجهزة التقليدية ، تدريجياً من أقل من 5٪ (في F-4 ، مقاتلة من الجيل الثالث) إلى أكثر. أكثر من 90٪ (في مقاتلات الجيل الخامس من طراز F-35). [5] الضبط الحسابي الدقيق لهذه البنية التحتية الإلكترونية في F-35 هو مسؤولية أحدث البرامج التي تم تطويرها خصيصًا لهذا الغرض: "نظام المعلومات اللوجستية المستقلة" (ALIS).

نظام المعلومات اللوجستية المستقل

في عصر مقاتلي الجيل الخامس ، يقاس التفوق القتالي في المقام الأول بجودة الإدراك الظرفي. [5] لذلك ، فإن مقاتلة F-10 عبارة عن سرب طائر من جميع أنواع أجهزة الاستشعار عالية التقنية ، مما يوفر وعيًا إجماليًا بزاوية 35 درجة. [360] نجاح شعبي جديد في هذا الصدد هو ما يسمى. "هندسة الاستشعار المتكاملة" (ISA) ، والتي تتضمن أجهزة استشعار تتفاعل بشكل مستقل ديناميكيًا مع بعضها البعض (ليس فقط في الهدوء ، ولكن أيضًا في بيئة تكتيكية متنازع عليها) - والتي ، من الناحية النظرية ، يجب أن تؤدي إلى زيادة أكبر في جودة الوعي الظرفي. [11]. ومع ذلك ، من أجل وضع هذه النظرية موضع التنفيذ ، فإن المعالجة الحسابية عالية الجودة لجميع البيانات الواردة من أجهزة الاستشعار ضرورية.

لذلك ، تحمل الطائرة F-35 باستمرار برنامجًا على لوحتها ، يتجاوز الحجم الإجمالي لرموز المصدر الخاصة بها 20 مليون سطر ، والتي يُطلق عليها غالبًا اسم "الكمبيوتر الطائر". [6] نظرًا لأنه في العصر الخامس الحالي لمقاتلي الضربات ، يُقاس التفوق القتالي بجودة الوعي بالظروف ، ما يقرب من 50٪ من كود البرنامج هذا (8,6 مليون سطر) يقوم بمعالجة الخوارزميات الأكثر تعقيدًا - لإلصاق جميع البيانات القادمة من المجسات في صورة واحدة لمسرح العمليات. في الوقت الحقيقي.

ديناميكيات تحويل وظائف المقاتلين الأمريكيين على متن الطائرة إلى البرمجيات

المسؤول عن ذلك على متن الطائرة F-35 هو "نظام المعلومات اللوجستية المستقلة" (ALIS) ، والذي يزود المقاتل بمهارات مثل 1) التخطيط (من خلال أنظمة إلكترونيات الطيران المتقدمة) ، 2) الصيانة (القدرة على العمل كقائد رائد وحدة قتالية) و 3) تقوية (القدرة على العمل كوحدة قتالية للعبيد). [4] رمز الغراء هو المكون الرئيسي لنظام ALIS ، والذي يمثل 95٪ من كود F-35 على متن الطائرة. 50٪ الأخرى من كود ALIS تؤدي عمليات ثانوية إلى حد ما ولكنها أيضًا عمليات مكثفة للغاية من الناحية الحسابية. [12] لذلك ، تعد F-35 واحدة من أكثر أنظمة القتال التي تم تطويرها تعقيدًا على الإطلاق. [6]

ALIS هو نظام طيار آلي مشروط يجمع بين مجمع متكامل من مجموعة واسعة من الأنظمة الفرعية المدمجة ؛ ويتضمن أيضًا التواصل الفعال مع الطيار من خلال تزويده بمعلومات جيدة حول مسرح العمليات (الوعي الظرفي). يعمل نواة برنامج ALIS باستمرار في الخلفية ، لمساعدة الطيار في اتخاذ القرارات وإعطائه تلميحات في اللحظات الحرجة في الرحلة. [13]

وحدة دعم استخدام القتال

من أهم الأنظمة الفرعية ALIS هي "وحدة دعم الاستخدام القتالي" ، والتي تتكون من خمسة عناصر رئيسية [13]:

1) "واجهة النظام البشري" - توفر تصوراً عالي الجودة لمسرح العمليات (مريح ، شامل ، موجز). [12] من خلال مراقبة هذا المسرح ، يتخذ الطيار قرارات تكتيكية ويصدر أوامر قتالية ، والتي يتم معالجتها بدورها بواسطة وحدة IKS.

2) "نظام التحكم التنفيذي" (ICS) - التفاعل مع وحدات التحكم الخاصة بالأسلحة الموجودة على متن الطائرة ، يضمن تنفيذ الأوامر القتالية ، التي يقدمها الطيار من خلال واجهة النظام البشري. تسجل ICS أيضًا الضرر الفعلي الناجم عن استخدام كل أمر قتالي (عن طريق مستشعرات التغذية المرتدة) لتحليلها لاحقًا بواسطة نظام إلكترونيات الطيران.

3) "جهاز المناعة على متن الطائرة" (BIS) - يراقب التهديدات الخارجية ، وعند اكتشافها ، يتخذ الإجراءات المضادة اللازمة للقضاء على التهديدات. في الوقت نفسه ، يمكن لـ BIS استخدام دعم الوحدات القتالية الصديقة المشاركة في عملية تكتيكية مشتركة. [8] للقيام بذلك ، يتفاعل LSI عن كثب مع أنظمة إلكترونيات الطيران - من خلال نظام اتصال.

4) "نظام إلكترونيات الطيران" - يحول التدفق الخام للبيانات القادمة من أجهزة استشعار مختلفة إلى وعي بحالة عالية الجودة ، ومتاح للطيار من خلال واجهة نظام بشري.

5) "نظام الاتصال" - يدير حركة مرور الشبكة الداخلية والخارجية ، إلخ. يعمل كحلقة وصل بين جميع الأنظمة الموجودة على متن الطائرة ؛ وكذلك بين جميع الوحدات القتالية المشاركة في العملية التكتيكية المشتركة.

واجهة النظام البشري

لتلبية الطلب على الوعي الظرفي عالي الجودة والشامل ، تعتبر الاتصالات والتصور في قمرة القيادة للطائرة المقاتلة أمرًا بالغ الأهمية. وجه ALIS بشكل عام ووحدة دعم الاستخدام القتالي بشكل خاص هو "النظام الفرعي لعرض التصور البانورامي" (L-3 Communications Display Systems). يشتمل على شاشة لمس كبيرة عالية الدقة (LADD) ووصلة عريضة النطاق. يعمل برنامج L-3 على نظام Integrity 178B OS (نظام التشغيل في الوقت الفعلي لبرنامج Green Hills Software) ، وهو نظام التشغيل الرئيسي على متن الطائرة F-35.

اختار F-35 Cyber ​​Infrastructure Architects نظام Integrity 178B OS استنادًا إلى ست ميزات خاصة بنظام التشغيل: 1) الالتزام بمعايير البنية المفتوحة ، 2) توافق Linux ، 3) توافق POSIX API ، 4) تخصيص الذاكرة الآمن ، 5) تلبية متطلبات الأمان المحددة و 6) دعم مواصفات ARINC 653. [12] ARINC 653 عبارة عن واجهة برمجية تطبيقية لتطبيقات إلكترونيات الطيران. تنظم هذه الواجهة التقسيم الزماني والمكاني لموارد نظام حوسبة الطيران وفقًا لمبادئ إلكترونيات الطيران المعيارية المتكاملة ؛ ويحدد أيضًا واجهة البرمجة التي يجب أن يستخدمها البرنامج التطبيقي للوصول إلى موارد نظام الحوسبة.

عرض النظام الفرعي للتصوير البانورامي

نظام تحكم تنفيذي

كما هو مذكور أعلاه ، تضمن ICS ، بالتفاعل مع وحدات التحكم في الأسلحة الموجودة على متنها ، تنفيذ أوامر القتال وتسجيل الضرر الفعلي الناجم عن استخدام كل أمر قتالي. قلب IKS هو حاسوب عملاق ، والذي يُشار إليه بطبيعة الحال باسم "الأسلحة المحمولة جواً".

نظرًا لأن حجم المهام المخصصة للحاسوب العملاق الموجود على متن الطائرة ضخم ، فقد زاد من القوة ويلبي المتطلبات العالية لتحمل الأخطاء وقوة الحوسبة ؛ وهي مجهزة أيضًا بنظام تبريد سائل فعال. يتم اتخاذ جميع هذه التدابير لضمان أن نظام الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة قادر على معالجة كميات ضخمة من البيانات بكفاءة وإجراء معالجة حسابية متقدمة - والتي تزود الطيار بوعي ظاهري فعال: أعطه معلومات شاملة عن مسرح العمليات. [12]

الكمبيوتر العملاق الموجود على متن الطائرة المقاتلة F-35 قادر على أداء 40 مليار عملية بشكل مستمر في الثانية ، وبفضله يوفر تنفيذًا متعدد المهام لخوارزميات إلكترونيات الطيران المتقدمة كثيفة الاستخدام للموارد (بما في ذلك معالجة الكهروضوئية والأشعة تحت الحمراء والرادار بيانات). [9] في الوقت الحقيقي. بالنسبة للمقاتلة F-35 ، لا يمكن إجراء كل هذه الحسابات الخوارزمية المكثفة على الجانب (حتى لا يتم تجهيز كل وحدة قتالية بحاسوب عملاق) ، لأن كثافة التدفق الكلي للبيانات القادمة من جميع أجهزة الاستشعار تتجاوز عرض النطاق الترددي لأسرع أنظمة الاتصال - 1000 مرة على الأقل. [12]

لضمان زيادة الموثوقية ، يتم تنفيذ جميع الأنظمة الهامة الموجودة على متن الطائرة المقاتلة F-35 (بما في ذلك ، إلى حد ما ، الكمبيوتر العملاق الموجود على متن الطائرة) باستخدام مبدأ التكرار: بحيث يمكن للعديد من الأجهزة المختلفة أداء نفس المهمة على سبورة. علاوة على ذلك ، فإن متطلبات التكرار هي أن العناصر المكررة يتم تطويرها من قبل الشركات المصنعة البديلة ولها بنية بديلة. نتيجة لذلك ، يتم تقليل احتمال الفشل المتزامن للأصل والنسخة. [1 ، 2] وهذا أيضًا هو سبب تشغيل الكمبيوتر المضيف لنظام تشغيل يشبه Linux ، بينما تعمل أجهزة الكمبيوتر التابعة لنظام التشغيل Windows. [2] أيضًا ، من أجل ضمان أنه في حالة فشل أحد أجهزة الكمبيوتر ، يمكن لوحدة دعم الاستخدام القتالي أن تستمر في العمل (على الأقل في وضع الطوارئ) ، فإن البنية الأساسية لـ ALIS مبنية على مبدأ "العميل متعدد الخيوط- خادم للحوسبة الموزعة ". [18]

جهاز المناعة على متن الطائرة

في بيئة تكتيكية متنازع عليها ، يتطلب الحفاظ على المناعة المحمولة جواً توليفة فعالة من المتانة والتكرار والتنوع والوظائف الموزعة. لم يكن لدى الطيران العسكري بالأمس نظام مناعي موحد على متن الطائرة (BIS). كانت ، الطيران ، BIS مجزأة وتتألف من عدة مكونات مستقلة. تم تحسين كل من هذه المكونات لتحمل مجموعة ضيقة معينة من أنظمة الأسلحة: 1) المقذوفات الباليستية ، 2) الصواريخ الموجهة إلى مصدر تردد الراديو أو الإشارة الكهروضوئية ، 3) إشعاع الليزر ، 4) إشعاع الرادار ، إلخ. عند اكتشاف هجوم ، يتم تنشيط نظام LSI الفرعي المقابل تلقائيًا واتخاذ إجراءات مضادة.

تم تصميم مكونات BIS بالأمس وتطويرها بشكل مستقل عن بعضها البعض - من قبل مقاولين مختلفين. نظرًا لأن هذه المكونات عادةً ما تحتوي على بنية مغلقة ، فإن ترقيات LSI ، مع ظهور تقنيات جديدة وأنظمة أسلحة جديدة ، أدت إلى إضافة مكون LIS مستقل آخر. يتمثل العيب الأساسي لمثل هذا LSI المجزأ ، الذي يتكون من مكونات مستقلة ذات بنية مغلقة ، في أن أجزاءه لا يمكن أن تتفاعل مع بعضها البعض وليست قابلة للتنسيق المركزي. بمعنى آخر ، لا يمكنهم التواصل مع بعضهم البعض وإجراء عمليات مشتركة ، مما يحد من موثوقية وقدرة تكيف LSI بأكمله. على سبيل المثال ، إذا فشل أحد الأنظمة الفرعية المناعية أو تم تدميره ، فلن تتمكن الأنظمة الفرعية الأخرى من تعويض هذه الخسارة بشكل فعال. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يؤدي تجزئة LSI إلى تكرار المكونات عالية التقنية ، مثل المعالجات وشاشات العرض [8] ، والتي ، في سياق "مشكلة الخضرة" ، تقلل SWaP (الحجم والكتلة واستهلاك الطاقة) [16] مضيعة جدا. ليس من المستغرب أن تصبح معاهد LSI المبكرة هذه عفا عليها الزمن ببطء.

يتم استبدال LSI المجزأ بجهاز مناعي واحد موزع على متن الطائرة ، يتم التحكم فيه بواسطة "جهاز تحكم معرفي فكري" (ICC). ICC هو برنامج خاص - الجهاز العصبي المركزي الموجود على متن الطائرة - يعمل على قمة الأنظمة الفرعية المدمجة المضمنة في BIS. يوحد هذا البرنامج جميع أنظمة LSI الفرعية في شبكة موزعة واحدة (بمعلومات مشتركة وموارد مشتركة) ، كما يربط أيضًا جميع أنظمة LSI بالمعالج المركزي والأنظمة الأخرى الموجودة على اللوحة. [8] أساس هذا المزيج (بما في ذلك التكامل مع المكونات التي سيتم تطويرها في المستقبل) هو المفهوم المقبول عمومًا لـ "نظام الأنظمة" (SoS) ، [3] - بخصائصه المميزة مثل قابلية التوسع والجمهور المواصفات والبرمجيات والأجهزة المعمارية المفتوحة.

ICC لديه حق الوصول إلى المعلومات من جميع أنظمة BIS الفرعية ؛ وتتمثل مهمتها في مقارنة وتحليل المعلومات الواردة من أنظمة LSI الفرعية. تعمل ICC باستمرار في الخلفية ، وتتفاعل باستمرار مع جميع أنظمة LSI الفرعية - تحديد كل تهديد محتمل ، وتوطينه ، وأخيرًا ، التوصية للطيار بالمجموعة المثلى من الإجراءات المضادة (مع الأخذ في الاعتبار القدرات الفريدة لكل من أنظمة LSI الفرعية). لهذا الغرض ، تستخدم المحكمة الجنائية الدولية خوارزميات معرفية متقدمة [17-25].

الذي - التي. كل طائرة لها غرفة التجارة الدولية الفردية الخاصة بها. ومع ذلك ، من أجل تحقيق تكامل أكبر (ونتيجة لذلك ، موثوقية أكبر) ، يتم دمج ICC لجميع الطائرات المشاركة في عملية تكتيكية في شبكة واحدة مشتركة ، والتي يتم تنسيقها بواسطة "نظام المعلومات اللوجستية المستقل" ( ALIS). [4] عندما تحدد إحدى المحاكم الجنائية الدولية تهديدًا ، يحسب نظام ALIS الإجراءات المضادة الأكثر فاعلية - باستخدام معلومات جميع ICCs ودعم جميع الوحدات القتالية المشاركة في العملية التكتيكية. ALIS "يعرف" الخصائص الفردية لكل ICC ، ويستخدمها لتنفيذ إجراءات الاستجابة المنسقة المضادة.

يتعامل LSI الموزع مع التهديدات الخارجية (المتعلقة بالعمليات القتالية للعدو) والداخلية (المتعلقة بأسلوب القيادة والفروق الدقيقة التشغيلية). على متن الطائرة المقاتلة F-35 ، يكون نظام إلكترونيات الطيران مسؤولاً عن معالجة التهديدات الخارجية ، ويكون VRAMS (نظام معلومات المخاطر الذكي المرتبط بالمناورات الخطرة للمعدات) مسؤولاً عن معالجة التهديدات الداخلية. [13] الهدف الرئيسي من VRAMS هو تمديد فترات تشغيل الطائرة بين جلسات الصيانة اللازمة. للقيام بذلك ، تجمع VRAMS معلومات في الوقت الفعلي حول حالة الأنظمة الفرعية الأساسية الموجودة على متن الطائرة (محرك الطائرة ، والمحركات المساعدة ، والمكونات الميكانيكية ، والأنظمة الفرعية الكهربائية) وتحليل حالتها الفنية ؛ مع الأخذ في الاعتبار المعلمات مثل قمم درجة الحرارة ، وانخفاض الضغط ، وديناميات الاهتزاز وجميع أنواع التداخل. بناءً على هذه المعلومات ، تقدم VRAMS نصائح مسبقة للطيار حول كيفية المضي قدمًا من أجل الحفاظ على سلامة الطائرة. VRAMS "تتنبأ" بالعواقب التي يمكن أن تؤدي إليها بعض الإجراءات التي يقوم بها الطيار ، وتقدم أيضًا توصيات حول كيفية تجنبها. [13]

المعيار الذي تهدف إليه VRAMS هو عدم وجود صيانة مع الحفاظ على الموثوقية الفائقة وتقليل التعب الهيكلي. لتحقيق هذا الهدف ، تعمل مختبرات الأبحاث على إنشاء مواد ذات هيكل ذكي - والتي ستكون قادرة على العمل بفعالية في ظروف لا تتطلب أي صيانة. يعمل الباحثون في هذه المعامل على تطوير طرق لاكتشاف التشققات الدقيقة وغيرها من ظواهر ما قبل الفشل من أجل منع الفشل المحتمل مقدمًا. يجري البحث أيضًا نحو فهم أفضل لظاهرة التعب الهيكلي ، من أجل استخدام هذه البيانات لتنظيم مناورات الطائرات من أجل تقليل التعب الهيكلي - وما إلى ذلك. إطالة العمر الإنتاجي للطائرة. [13] في هذا الصدد ، من المثير للاهتمام ملاحظة أن حوالي 50٪ من المقالات في مجلة Advanced in Engineering Software مكرسة لتحليل قوة وضعف الخرسانة المسلحة وغيرها من الهياكل.

نظام ذكي للإبلاغ عن المخاطر المصاحبة للمناورات الخطرة للمعدات

نظام إلكترونيات الطيران المتقدم

تشتمل وحدة الدعم القتالية المحمولة جوا من طراز F-35 على نظام إلكترونيات طيران متقدم مصمم لحل مهمة طموحة:

تضمنت أنظمة إلكترونيات الطيران بالأمس عدة أنظمة فرعية مستقلة (تتحكم في أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والرادار والسونار والحرب الإلكترونية وغيرها) ، وقد تم تجهيز كل منها بشاشة عرض خاصة بها. بسبب ما كان على الطيار أن يتناوب في النظر إلى كل من الشاشات وتحليل ومقارنة البيانات القادمة منها يدويًا. من ناحية أخرى ، فإن نظام إلكترونيات الطيران اليوم ، المجهز بشكل خاص بمقاتلة F-35 ، يقدم جميع البيانات التي كانت متباينة في السابق كمصدر واحد ؛ على شاشة واحدة مشتركة. الذي - التي. نظام إلكترونيات الطيران الحديث هو مجمع دمج بيانات متكامل مرتكز على الشبكة يوفر للطيار الوعي الأكثر فاعلية بالموقف ؛ وبالتالي يعفيه من الحاجة إلى إجراء حسابات تحليلية معقدة. نتيجة لذلك ، بسبب إزالة العامل البشري من الحلقة التحليلية ، لا يمكن الآن تشتيت انتباه الطيار عن المهمة القتالية الرئيسية.

تم تنفيذ إحدى أولى المحاولات المهمة لإزالة العامل البشري من الحلقة التحليلية لإلكترونيات الطيران في البنية التحتية الإلكترونية لمقاتلة F-22. على متن هذا المقاتل ، هناك برنامج مكثف حسابيًا مسؤول عن لصق البيانات عالية الجودة القادمة من أجهزة استشعار مختلفة ، يبلغ الحجم الإجمالي لرموز المصدر 1,7 مليون سطر. في نفس الوقت ، 90٪ من الكود مكتوب بلغة Ada. ومع ذلك ، فإن نظام إلكترونيات الطيران الحديث - الذي يسيطر عليه برنامج ALIS - الذي تم تجهيز مقاتلة F-35 به قد تقدم بشكل كبير مقارنة بالمقاتلة F-22.

كان النموذج الأولي لـ ALIS هو برنامج مقاتلة F-22. ومع ذلك ، لم يعد لصق البيانات 1,7 مليون سطر من التعليمات البرمجية ، بل 8,6 مليون سطر. في الوقت نفسه ، تتم كتابة الغالبية العظمى من الكود بلغة C / C ++. تتمثل المهمة الرئيسية لكل هذا الكود المكثف من الناحية الحسابية في تقييم المعلومات التي ستكون ذات صلة بالطيار. نتيجة لذلك ، من خلال الاحتفاظ بالبيانات الهامة فقط في الصورة المسرحية ، أصبح الطيار الآن قادرًا على اتخاذ قرارات أسرع وأكثر فاعلية. الذي - التي. يزيل نظام إلكترونيات الطيران الحديث ، الذي تم تجهيز مقاتلة F-35 به على وجه الخصوص ، العبء التحليلي عن الطيار ، ويسمح له أخيرًا بالطيران. [12]

إلكترونيات الطيران من النوع القديم

الشريط الجانبي: أدوات التطوير المستخدمة على متن الطائرة F-35

تمت كتابة بعض مكونات البرامج [الصغيرة] للبنية التحتية الإلكترونية على متن الطائرة F-35 بلغات قديمة مثل Ada و CMS-2Y و FORTRAN. عادةً ما يتم استعارة كتل البرامج المكتوبة بلغة Ada من مقاتلة F-22. [12] ومع ذلك ، فإن الشفرة المكتوبة بهذه اللغات الأثرية ليست سوى جزء صغير من برنامج F-35. لغة البرمجة الرئيسية لـ F-35 هي C / C ++. يوجد أيضًا على متن الطائرة F-35 قواعد بيانات علائقية وموجهة للكائنات. [14] تُستخدم قواعد البيانات على متن الطائرة للعمل بفعالية مع البيانات الضخمة. لتمكين القيام بهذا العمل في الوقت الفعلي ، يتم استخدام قواعد البيانات جنبًا إلى جنب مع مسرّع تحليل الرسم البياني للأجهزة. [15]

الشريط الجانبي: الأبواب الخلفية في F-35

جميع المكونات التي تشكل المعدات العسكرية الأمريكية الحديثة هي 1) إما مصنوعة خصيصًا ، 2) إما مخصصة من المنتجات التجارية المتاحة ، 3) أو هي حل تجاري معبأ. في الوقت نفسه ، في جميع هذه الحالات الثلاث ، يكون للمصنعين ، سواء للمكونات الفردية أو للنظام بأكمله ، نسب مشكوك فيها ، والتي تنشأ ، كقاعدة عامة ، خارج البلد. نتيجة لذلك ، هناك خطر يتمثل في أنه في بعض الروابط في سلسلة التوريد (والتي غالبًا ما تكون ممتدة في جميع أنحاء العالم) - سيتم تضمين باب خلفي أو برنامج ضار في مكونات البرامج والأجهزة (سواء على مستوى البرامج أو الأجهزة ). بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن القوات الجوية الأمريكية تستخدم أكثر من مليون مكون إلكتروني مزيف ، مما يزيد أيضًا من احتمالية وجود رموز خبيثة وأبواب خلفية على متنها. ناهيك عن أن المزيف عادة ما يكون نسخة منخفضة الجودة وغير مستقرة من الأصل ، مع كل العواقب. [1]

البنية الأساسية لـ ALIS

بتلخيص وصف جميع الأنظمة الموجودة على متن الطائرة ، يمكننا القول أن المتطلبات الرئيسية لها تنحصر في الأطروحات التالية: التكامل وقابلية التوسع ؛ المواصفات العامة والعمارة المفتوحة ؛ بيئة العمل والدقة. الاستقرار والتكرار والتنوع وزيادة التسامح مع الخطأ والمتانة ؛ وظائف موزعة. تعد البنية الأساسية لـ ALIS استجابة شاملة لجميع هذه المطالب المتضاربة الواسعة والطموحة الموضوعة على مقاتلة الإضراب الموحدة من طراز F-35.

ومع ذلك ، فإن هذه العمارة ، مثل كل شيء عبقري ، بسيطة. كان يقوم على مفهوم الأوتوماتا المحدودة. يتحقق تطبيق هذا المفهوم داخل ALIS في حقيقة أن جميع مكونات البرنامج الموجود على متن الطائرة المقاتلة F-35 لها هيكل موحد. بالاقتران مع بنية خادم العميل متعددة الخيوط للحوسبة الموزعة ، يلبي ALIS automaton kernel جميع المتطلبات المتعارضة الموضحة أعلاه. يتكون كل مكون من مكونات برنامج ALIS من واجهة "ملف .h" وتكوين حسابي "ملف .cpp". يتم تقديم هيكلها المعمم في ملفات المصدر المرفقة بالمقال (انظر المفسدين الثلاثة التالية).

automata1.cpp

#include "battle.h"

CBattle::~CBattle()
{
}

BOOL CBattle::Battle()
{
    BATTLE_STATE state;

    switch (m_state)
    {
    case AU_BATTLE_STATE_1:
        if (!State1Handler(...))
            return FALSE;
        m_state = AU_STATE_X;
        break;
    case AU_BATTLE_STATE_2:
        if (!State2Handler(...))
            return FALSE;
        m_state = AU_STATE_X;
        break;
    case AU_BATTLE_STATE_N:
        if (!StateNHandler(...))
            return FALSE;
        m_state = AU_STATE_X;
        break;
    }

    return TRUE;
}

automata1.h

#ifndef AUTOMATA1_H
#define AUTOMATA1_H

typedef enum AUTOMATA1_STATE { AU1_STATE_1, AU1_STATE_2, ... AU1_STATE_N };

class CAutomata1
{
public:
    CAutomata1();
    ~CAutomata1();
    BOOL Automata1();
private:
    BOOL State1Habdler(...);
    BOOL State2Handler(...);
    ...
    BOOL StateNHandler(...);
    AUTOMATA1 m_state;
};

#endif

MAIN.CPP

#include "automata1.h"

void main()
{
    CAutomata1 *pAutomata1;
    pAutomata1 = new CAutomata1();

    while (pAutomata->Automata1()) {}

    delete pAutomata1;
}

بإيجاز ، يمكن ملاحظة أنه في البيئة التكتيكية المتنازع عليها ، تمتلك هذه الوحدات القتالية التابعة لسلاح الجو التفوق القتالي ، حيث تجمع بنيتها التحتية الإلكترونية المحمولة جواً بشكل فعال بين المرونة والتكرار والتنوع والوظائف الموزعة. تلبي كل من ICC و ALIS للطيران الحديث هذه المتطلبات. ومع ذلك ، سيتم أيضًا توسيع درجة اندماجهم في المستقبل للتفاعل مع وحدات الجيش الأخرى ، في حين أن التكامل الفعال للقوات الجوية الآن يغطي وحدتها الخاصة فقط.

قائمة المراجع

1. كورتني هوارد. إلكترونيات الطيران: قبل المنحنى // الإلكترونيات العسكرية والفضائية: ابتكارات إلكترونيات الطيران. 24 (6) ، 2013. ص. 10-17.
2. هندسة البرمجيات التكتيكية // جنرال ديناميكس الكتريك بوت.
3. ألفين ميرفي. أهمية تكامل نظام الأنظمة // الطليعة: هندسة وتكامل أنظمة القتال. 8 (2) ، 2013. 8-15.
4. F-35: جاهزة للقتال. // القوات الجوية.
5. الآفاق العالمية // رؤية العلوم والتكنولوجيا العالمية للقوات الجوية الأمريكية. 3.07.2013.
6. كريس بابكوك. التحضير لـ Cyber ​​Battleground of the Future // مجلة القوة الجوية والفضائية. 29 (6) ، 2015. ص. 61-73.
7. إدريك طومسون. بيئة التشغيل المشتركة: أجهزة الاستشعار تحرك الجيش خطوة أقرب // تقنية الجيش: أجهزة الاستشعار. 3 (1) ، 2015 ص. 16.
8. مارك كالافوت. مستقبل بقاء الطائرات: بناء مجموعة بقاء ذكية ومتكاملة // تكنولوجيا الجيش: الطيران. 3 (2) ، 2015. 16-19.
9. كورتني هوارد. إلكترونيات الطيران الذكية.
10 ستيفاني آن فرايولي. دعم الذكاء لـ F-35A Lightning II // مجلة القوة الجوية والفضائية. 30 (2) ، 2016. 106-109.
11 كورتني إي هوارد. معالجة الفيديو والصور على الحافة // الإلكترونيات العسكرية والفضائية: إلكترونيات الطيران التقدمية. 22 (8) ، 2011.
12 كورتني هوارد. الطائرات المقاتلة بإلكترونيات الطيران المتقدمة // الإلكترونيات العسكرية والفضائية: إلكترونيات الطيران. 25 (2) ، 2014. ص 8-15.
13 التركيز على الطائرات العمودية: العلماء والباحثون والطيارون يقودون الابتكار // تكنولوجيا الجيش: الطيران. 3 (2) ، 2015. ص 11-13.
14 هندسة البرمجيات التكتيكية // جنرال ديناميكس الكتريك بوت.
15 إعلان وكالة واسعة النطاق الهرمي تحديد التحقق من استغلال (HIVE) مكتب تكنولوجيا النظم الدقيقة DARPA-BAA-16-52 2 أغسطس 2016.
16 كورتني هوارد. البيانات المطلوبة: الاستجابة لدعوة الاتصالات // الإلكترونيات العسكرية والفضائية: الإلكترونيات القابلة للارتداء. 27 (9) ، 2016.
17 إعلان واسع للوكالة: الذكاء الاصطناعي القابل للتفسير (XAI) DARPA-BAA-16-53 ، 2016.
18 جوردي فالفيردو. العمارة المعرفية لتنفيذ المشاعر في أنظمة الحوسبة // البنى المعرفية المستوحاة من الناحية البيولوجية. 15 ، 2016. 34-40.
19 بروس ك.جونسون. Dawn of the Cognetic: Age Fighting Ideological War عن طريق وضع الفكر في الحركة مع التأثير // مجلة Air & Space Power. 22 (1) ، 2008. 98-106.
20 شارون م. لاتور. الذكاء العاطفي: الآثار المترتبة على جميع قادة القوات الجوية للولايات المتحدة // مجلة القوة الجوية والفضائية. 16 (4) ، 2002. ص. 27-35.
21 المقدم شارون م. لاتور. الذكاء العاطفي: الآثار المترتبة على جميع قادة القوات الجوية للولايات المتحدة // مجلة القوة الجوية والفضائية. 16 (4) ، 2002. ص. 27-35.
22 جين بنسون. البحث العلمي المعرفي: توجيه الجنود في الاتجاه الصحيح // تكنولوجيا الجيش: الحوسبة. 3 (3) ، 2015. 16-17.
23 ديان أروجو. أجهزة الكمبيوتر المعرفية مهيأة لتغيير مشهد اقتناء سلاح الجو.
24 جيمس س.البوس. RCS: بنية معرفية للأنظمة الذكية متعددة الوكلاء // المراجعات السنوية في التحكم. 29 (1) ، 2005. ص. 87-99.
25 Karev A.A. تآزر الثقة // التسويق العملي. 2015. رقم 8 (222). ص 43-48.
26 Karev A.A. خادم العميل متعدد مؤشرات الترابط للحوسبة الموزعة // مسؤول النظام. 2016. العدد 1-2 (158-159). ص 93-95.
27 Karev A.A. مكونات الأجهزة من MPS المحمولة جواً لمقاتلة الإضراب الموحدة F-35 // المكونات والتقنيات. 2016. رقم 11. S.98-102.

PS. تم نشر المقال في الأصل في "المكونات والتقنيات".

المصدر: www.habr.com