F-35 միասնական հարվածային կործանիչի կիբերենթակառուցվածքի ծրագրային առանցքը

F-35 Unified Strike Fighter-ի ինքնավար լոգիստիկ տեղեկատվական համակարգի (ALIS) հիմնական բաղադրիչների ակնարկ: «Մարտական ​​աջակցության ստորաբաժանման» և դրա չորս հիմնական բաղադրիչների մանրամասն վերլուծություն. Որոշ տեղեկություններ F-1 կործանիչի որոնվածի և այն գործիքների վերաբերյալ, որոնք օգտագործվում են դրա ծրագրային ապահովման համար: Տրվում է համեմատություն մարտական ​​կործանիչների ավելի վաղ մոդելների հետ, մատնանշվում են նաև բանակային ավիացիայի հետագա զարգացման հեռանկարները։

F-35 կործանիչն իրենից ներկայացնում է բոլոր տեսակի բարձր տեխնոլոգիական սենսորների թռչող պարս, որոնք ապահովում են ընդհանուր «360 աստիճան իրավիճակային իրազեկում»:

Ներածություն

Ռազմաօդային ուժերի ապարատային համակարգերը ժամանակի ընթացքում ավելի ու ավելի բարդ են դարձել: [27] Նրանց կիբերենթակառուցվածքը (ծրագրային և ապարատային բաղադրիչներ, որոնք պահանջում են նուրբ ալգորիթմական թյունինգ) նույնպես աստիճանաբար ավելի բարդ է դառնում։ Օգտվելով ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերի օրինակից՝ կարելի է տեսնել, թե ինչպես է մարտական ​​ինքնաթիռների կիբերենթակառուցվածքը, համեմատած դրա ավանդական ապարատային բաղադրիչների հետ, աստիճանաբար ընդլայնվել է 5%-ից պակասից (երրորդ սերնդի կործանիչ F-4-ի համար) մինչև ավելի քան 90% (հինգերորդ սերնդի կործանիչ F-35-ի համար): [5] Այս կիբեր ենթակառուցվածքի ճշգրտման համար F-35-ը պատասխանատու է այս նպատակով հատուկ մշակված վերջին ծրագրաշարի համար՝ Ինքնավար լոգիստիկ տեղեկատվական համակարգ (ALIS):

Ինքնավար լոգիստիկ տեղեկատվական համակարգ

5-րդ սերնդի կործանիչների դարաշրջանում մարտական ​​գերազանցությունը չափվում է հիմնականում իրավիճակային իրազեկման որակով: [10] Հետևաբար, F-35 կործանիչը բոլոր տեսակի բարձր տեխնոլոգիական սենսորների թռչող պարս է, որն ապահովում է ընդհանուր 360 աստիճան իրավիճակային իրազեկում։ [11] Այս առումով նոր հայտնի հիթ է այսպես կոչված. «Ինտեգրված սենսորային ճարտարապետություն» (ISA), որը ներառում է սենսորներ, որոնք միմյանց հետ փոխազդում են դինամիկ կերպով (ոչ միայն հանգիստ, այլև վիճելի տակտիկական միջավայրերում), ինչը, տեսականորեն, պետք է հանգեցնի իրավիճակի իրազեկման որակի էլ ավելի մեծ բարելավման։ . [7]։ Այնուամենայնիվ, այս տեսությունը գործնականում կիրառելու համար անհրաժեշտ է սենսորներից ստացված բոլոր տվյալների բարձրորակ ալգորիթմական մշակումը:

Հետևաբար, F-35-ը մշտապես իր վրա է կրում ծրագրակազմ, որի ելակետային կոդերի ընդհանուր չափը գերազանցում է 20 միլիոն տողը, ինչի համար այն հաճախ անվանում են «թռչող համակարգիչ»: [6] Քանի որ հարվածային կործանիչների ներկայիս հինգերորդ դարաշրջանում մարտական ​​գերազանցությունը չափվում է իրավիճակի իրազեկման որակով, այս ծրագրի կոդի գրեթե 50%-ը (8,6 մլն տող) իրականացնում է ամենաբարդ ալգորիթմական մշակումը` սոսնձելու բոլոր եկող տվյալները: սենսորներից՝ գործառնությունների թատրոնի մեկ պատկերի մեջ: Իրական ժամանակում:

ԱՄՆ մարտական ​​կործանիչների համար ինքնաթիռի ֆունկցիոնալության ապահովման դինամիկան դեպի ծրագրակազմ

F-35-ի Ինքնավար Լոգիստիկ տեղեկատվական Համակարգը (ALIS) կործանիչին տրամադրում է 1) պլանավորում (առաջադեմ ավիացիոն համակարգերի միջոցով), 2) կայունություն (որպես առաջատար մարտական ​​ստորաբաժանում գործելու ունակություն) և 3) ուժեղացում (գործելու կարողություն): որպես ստրուկների մարտական ​​միավոր): [4] «Glue Code»-ը ALIS-ի հիմնական բաղադրիչն է, որը կազմում է F-95 ինքնաթիռների բոլոր ծածկագրի 35%-ը։ ALIS կոդի մյուս 50%-ը կատարում է որոշ չնչին, բայց նաև ալգորիթմորեն շատ ինտենսիվ գործողություններ: [12] Հետևաբար F-35-ը երբևէ մշակված ամենաբարդ մարտական ​​համակարգերից մեկն է։ [6]

ALIS-ը պայմանականորեն ավտոմատացված համակարգ է, որը միավորում է ինքնաթիռի ենթահամակարգերի լայն տեսականի ինտեգրված համալիրը. և նաև ներառում է արդյունավետ փոխազդեցություն օդաչուի հետ՝ նրան օպերացիաների թատրոնի մասին բարձրորակ տեղեկատվություն տրամադրելով (իրավիճակային իրազեկում): ALIS ծրագրային շարժիչը մշտապես աշխատում է հետին պլանում՝ օգնելով օդաչուին որոշումներ կայացնելիս և ուղղորդել թռիչքի կարևոր կետերում: [13]

Մարտական ​​աջակցության ստորաբաժանում

ALIS-ի կարևորագույն ենթահամակարգերից մեկը «մարտական ​​աջակցության ստորաբաժանումն է», որը բաղկացած է հինգ հիմնական տարրերից [13].

1) «Մարդ-համակարգ ինտերֆեյս» – ապահովում է օպերացիաների թատրոնի բարձրորակ պատկերացում (էրգոնոմիկ, համապարփակ, հակիրճ): [12] Դիտարկելով այս թատրոնը՝ օդաչուն կայացնում է մարտավարական որոշումներ և տալիս մարտական ​​հրամաններ, որոնք իրենց հերթին մշակվում են ICS ստորաբաժանման կողմից։

2) «Գործադիր կառավարման համակարգ» (ECS) – փոխազդելով ինքնաթիռի զենքի կառավարման ստորաբաժանումների հետ, ապահովում է մարտական ​​հրամանների կատարումը, որոնք օդաչուի կողմից տրվում են մարդ-համակարգ ինտերֆեյսի միջոցով: ICS-ը նաև գրանցում է յուրաքանչյուր մարտական ​​հրամանի օգտագործման փաստացի վնասը (հետադարձ կապի սենսորների միջոցով)՝ ավիացիոն համակարգի կողմից դրա հետագա վերլուծության համար:

3) «Բորտի իմունային համակարգ» (BIS) – վերահսկում է արտաքին սպառնալիքները և դրանց հայտնաբերման դեպքում իրականացնում սպառնալիքները վերացնելու համար անհրաժեշտ հակաքայլեր. Այս դեպքում BIS-ը կարող է վայելել մարտավարական համատեղ գործողությանը մասնակցող ընկերական մարտական ​​ստորաբաժանումների աջակցությունը։ [8] Այդ նպատակով LSI-ն սերտորեն համագործակցում է ավիացիոն համակարգերի հետ՝ կապի համակարգի միջոցով:

4) «Ավիոնիկ համակարգ» - տարբեր սենսորներից ստացվող չմշակված տվյալների հոսքը փոխակերպում է բարձրորակ իրավիճակային իրազեկման, որը օդաչուին հասանելի է մարդ-համակարգ ինտերֆեյսի միջոցով:

5) «Կապի համակարգ»՝ կառավարում է բեռնատար և արտաքին ցանցային տրաֆիկը և այլն. ծառայում է որպես կապող բոլոր համակարգերի միջև. ինչպես նաև մարտավարական համատեղ գործողությանը մասնակցող բոլոր մարտական ​​ստորաբաժանումների միջև։

Մարդ-համակարգ ինտերֆեյս

Բարձրորակ և համապարփակ իրավիճակի իրազեկման անհրաժեշտությունը բավարարելու համար կործանիչի խցիկում հաղորդակցությունն ու վիզուալիզացիան կարևոր են: ALIS-ի դեմքն ընդհանրապես և մարտական ​​աջակցության ստորաբաժանումը մասնավորապես «panoramic visualization display subsystem»-ն է (L-3 Communications Display Systems): Այն ներառում է մեծ բարձր հստակության սենսորային էկրան (LADD) և լայնաշերտ կապի ալիք: L-3 ծրագրային ապահովումն աշխատում է Integrity OS 178B (իրական ժամանակի օպերացիոն համակարգ Green Hills Software-ից), որը F-35 կործանիչի ավիոնիկայի հիմնական օպերացիոն համակարգն է:

F-35 կիբեր ենթակառուցվածքի ճարտարապետներն ընտրել են Integrity OS 178B՝ հիմնված վեց օպերացիոն համակարգի հատուկ հատկանիշների վրա. հատուկ պահանջների անվտանգություն և 1) աջակցություն ARINC 2 բնութագրին: [3] «ARINC 4»-ը ավիոնիկայի հավելվածների համար կիրառական ծրագրային ինտերֆեյս է։ Այս ինտերֆեյսը կարգավորում է ավիացիոն հաշվողական համակարգի ռեսուրսների ժամանակային և տարածական բաժանումը ինտեգրված մոդուլային ավիոնիկայի սկզբունքներին համապատասխան. և նաև սահմանում է ծրագրավորման ինտերֆեյսը, որը կիրառական ծրագրաշարը պետք է օգտագործի համակարգչային համակարգի ռեսուրսներին մուտք գործելու համար:

Պանորամային վիզուալիզացիայի ցուցադրման ենթահամակարգ

Գործադիր կառավարման համակարգ

Ինչպես նշվեց վերևում, ICS-ը, շփվելով ինքնաթիռի զենքի կառավարման ստորաբաժանումների հետ, ապահովում է մարտական ​​հրամանների կատարումը և յուրաքանչյուր մարտական ​​հրամանի կիրառումից իրական վնասի գրանցումը: ICS-ի սիրտը սուպերհամակարգիչն է, որը, բնականաբար, նույնպես դասակարգվում է որպես «բորտային զենք»:

Քանի որ ներկառուցված սուպերհամակարգչին տրված առաջադրանքների ծավալը հսկայական է, այն մեծացրել է ուժը և համապատասխանում է սխալների հանդուրժողականության և հաշվողական հզորության բարձր պահանջներին. Այն նաև հագեցած է արդյունավետ հեղուկ հովացման համակարգով։ Այս բոլոր միջոցները ձեռնարկվում են ապահովելու համար, որ համակարգչի համակարգն ի վիճակի է արդյունավետ կերպով մշակել հսկայական քանակությամբ տվյալներ և կատարել առաջադեմ ալգորիթմական մշակում, ինչը օդաչուին տալիս է արդյունավետ իրավիճակային իրազեկում. [12]

F-35 կործանիչի ներկառուցված սուպերհամակարգիչը ունակ է շարունակաբար կատարել վայրկյանում 40 միլիարդ գործողություն, ինչի շնորհիվ ապահովում է առաջադեմ ավիոնիկայի ռեսուրսներ ինտենսիվ ալգորիթմների բազմաբնույթ կատարումը (ներառյալ էլեկտրաօպտիկական, ինֆրակարմիր և մշակում): ռադարային տվյալներ): [9] Իրական ժամանակում։ F-35 կործանիչի համար հնարավոր չէ այս բոլոր ալգորիթմական ինտենսիվ հաշվարկները կատարել կողքից (յուրաքանչյուր մարտական ​​ստորաբաժանում սուպերհամակարգիչով չզինելու համար), քանի որ բոլոր սենսորներից ստացվող տվյալների ընդհանուր հոսքի ինտենսիվությունը գերազանցում է. ամենաարագ կապի համակարգերի թողունակությունը՝ առնվազն 1000 անգամ: [12]

Հուսալիության բարձրացում ապահովելու համար F-35-ի բոլոր կարևոր ներքին համակարգերը (ներառյալ, որոշ չափով, ներկառուցված սուպերհամակարգիչը) իրականացվում են ավելորդության սկզբունքով, որպեսզի նույն առաջադրանքը հնարավոր լինի կատարել մի քանի տարբեր սարքերի կողմից: Ավելին, ավելորդության պահանջն այնպիսին է, որ կրկնօրինակ տարրերը մշակվում են այլընտրանքային արտադրողների կողմից և ունեն այլընտրանքային ճարտարապետություն: Դրա շնորհիվ նվազում է բնօրինակի և կրկնօրինակի միաժամանակյա ձախողման հավանականությունը: [1, 2] Սա է նաև պատճառը, որ գլխավոր համակարգիչն աշխատում է Linux-ի նման օպերացիոն համակարգով, մինչդեռ ստրուկ համակարգիչները աշխատում են Windows-ով: [2] Բացի այդ, որպեսզի եթե համակարգիչներից մեկը խափանվի, մարտական ​​աջակցության ստորաբաժանումը կարողանա շարունակել գործել (առնվազն վթարային ռեժիմում), ALIS միջուկի ճարտարապետությունը կառուցված է «բազմաթելային հաճախորդ-սերվեր բաշխված հաշվարկի համար» սկզբունքի վրա: [18]

Ինքնաթիռի իմունային համակարգ

Վիճելի մարտավարական միջավայրում օդային անձեռնմխելիության պահպանումը պահանջում է ճկունության, ավելորդության, բազմազանության և բաշխված ֆունկցիոնալության արդյունավետ համադրություն: Երեկվա մարտական ​​ավիացիան չուներ օդանավի միասնական իմունային համակարգ (BIS): Նրա ավիացիոն LSI-ն մասնատված էր և բաղկացած էր մի քանի անկախ գործող բաղադրիչներից: Այս բաղադրիչներից յուրաքանչյուրը օպտիմիզացված է դիմակայելու հատուկ, նեղ սպառազինության համակարգերին. 1) բալիստիկ արկեր, 2) ռադիոհաճախականության կամ էլեկտրաօպտիկական ազդանշանի վրա ուղղված հրթիռներ, 3) լազերային ճառագայթում, 4) ռադարային ճառագայթում և այլն: Հարձակման հայտնաբերման դեպքում համապատասխան LSI ենթահամակարգը ավտոմատ կերպով ակտիվանում էր և ձեռնարկում հակաքայլեր։

Երեկվա LSI-ի բաղադրիչները նախագծվել և մշակվել են միմյանցից անկախ՝ տարբեր կապալառուների կողմից: Քանի որ այս բաղադրիչները, որպես կանոն, ունեին փակ ճարտարապետություն, LSI-ի արդիականացումը՝ նոր տեխնոլոգիաների և նոր սպառազինության համակարգերի ի հայտ գալուն պես կրճատվեց՝ ավելացնելով մեկ այլ անկախ LSI բաղադրիչ: Նման մասնատված LSI-ի հիմնական թերությունը, որը բաղկացած է փակ ճարտարապետությամբ անկախ բաղադրիչներից, այն է, որ դրա բեկորները չեն կարող փոխազդել միմյանց հետ և չեն կարող կենտրոնացված լինել: Այլ կերպ ասած, նրանք չեն կարող շփվել միմյանց հետ և կատարել համատեղ գործողություններ, ինչը սահմանափակում է ամբողջ LSI-ի հուսալիությունն ու հարմարվողականությունը որպես ամբողջություն: Օրինակ, եթե իմունային ենթահամակարգերից մեկը ձախողվի կամ ոչնչացվի, մյուս ենթահամակարգերը չեն կարող արդյունավետ կերպով փոխհատուցել այդ կորուստը: Բացի այդ, LSI-ների մասնատումը շատ հաճախ հանգեցնում է բարձր տեխնոլոգիական բաղադրիչների կրկնօրինակման, ինչպիսիք են պրոցեսորները և էկրանները, [8], որոնք SWaP-ի (չափ, քաշ և էներգիայի սպառման) կրճատման «մշտադալար խնդրի» համատեքստում [16] ], շատ վատնող է։ Զարմանալի չէ, որ այս վաղ LSI-ները աստիճանաբար դառնում են հնացած:

Հատված LSI-ն փոխարինվում է մեկ բաշխված իմունային համակարգով, որը վերահսկվում է «ինտելեկտուալ-ճանաչողական վերահսկիչի» (ICC) կողմից: ICC-ն հատուկ ծրագիր է՝ ներկառուցված կենտրոնական նյարդային համակարգ, որը գործում է BIS-ում ներառված ինտեգրված ենթահամակարգերի վերևում: Այս ծրագիրը միավորում է բոլոր LSI ենթահամակարգերը մեկ բաշխված ցանցի մեջ (ընդհանուր տեղեկություններով և ընդհանուր ռեսուրսներով), ինչպես նաև միացնում է բոլոր LSI-ները կենտրոնական պրոցեսորի և այլ ներդիր համակարգերի հետ: [8] Այս համակցության հիմքը (ներառյալ ապագայում մշակվող բաղադրիչների հետ համադրությունը) «համակարգերի համակարգի» (SoS) ընդհանուր ընդունված հայեցակարգն է, [3]՝ իր տարբերակիչ հատկանիշներով, ինչպիսիք են մասշտաբայնությունը, հանրային հստակեցումը։ և բաց ճարտարապետության ծրագրային ապահովում և սարքավորում:

ICC-ին հասանելի է բոլոր BIS ենթահամակարգերից ստացված տեղեկատվություն. դրա գործառույթն է համեմատել և վերլուծել LSI ենթահամակարգերից ստացված տեղեկատվությունը: ICC-ն անընդհատ աշխատում է հետին պլանում՝ շարունակաբար շփվելով բոլոր LSI ենթահամակարգերի հետ՝ բացահայտելով յուրաքանչյուր պոտենցիալ սպառնալիք, տեղայնացնելով այն և վերջապես օդաչուին առաջարկելով հակաքայլերի օպտիմալ փաթեթը (հաշվի առնելով LSI ենթահամակարգերից յուրաքանչյուրի եզակի հնարավորությունները): Այդ նպատակով ICC-ն օգտագործում է առաջադեմ ճանաչողական ալգորիթմներ [17-25]:

Դա. Յուրաքանչյուր ինքնաթիռ ունի իր անհատական ​​ICC: Այնուամենայնիվ, ավելի մեծ ինտեգրման (և արդյունքում՝ ավելի մեծ հուսալիության) հասնելու համար մարտավարական գործողությանը մասնակցող բոլոր ինքնաթիռների ICC-ը միավորվում է մեկ ընդհանուր ցանցի մեջ, որի համակարգման համար գործում է «ինքնավար լոգիստիկ տեղեկատվական համակարգը» (ALIS): ) պատասխանատու է։ [4] Երբ ICC-ներից մեկը հայտնաբերում է սպառնալիք, ALIS-ը հաշվարկում է ամենաարդյունավետ հակաքայլերը՝ օգտագործելով բոլոր ICC-ներից ստացված տեղեկատվությունը և մարտավարական գործողությանը մասնակցող բոլոր մարտական ​​ստորաբաժանումների աջակցությունը: ALIS-ը «գիտի» յուրաքանչյուր ICC-ի անհատական ​​բնութագրերը և դրանք օգտագործում է համակարգված հակաքայլեր իրականացնելու համար:

Բաշխված LSI-ն զբաղվում է արտաքին (կապված հակառակորդի մարտական ​​գործողությունների հետ) և ներքին (կապված օդաչուական ոճի և գործառնական նրբությունների հետ) սպառնալիքների հետ։ F-35 կործանիչի վրա ավիացիոն համակարգը պատասխանատու է արտաքին սպառնալիքների մշակման համար, իսկ VRAMS-ը (խելացի ռիսկերի տեղեկատվական համակարգ, որը կապված է սարքավորումների համար վտանգավոր զորավարժությունների հետ) պատասխանատու է ներքին սպառնալիքների մշակման համար: [13] VRAMS-ի հիմնական նպատակն է երկարաձգել օդանավի շահագործման ժամկետները պահանջվող սպասարկման նիստերի միջև: Դա անելու համար VRAMS-ը հավաքում է իրական ժամանակի տեղեկատվություն օդանավի հիմնական ենթահամակարգերի (ինքնաթիռի շարժիչ, օժանդակ շարժիչներ, մեխանիկական բաղադրիչներ, էլեկտրական ենթահամակարգերի) աշխատանքի մասին և վերլուծում դրանց տեխնիկական վիճակը. հաշվի առնելով այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են ջերմաստիճանի գագաթնակետը, ճնշման անկումը, թրթռումների դինամիկան և բոլոր տեսակի միջամտությունները: Այս տեղեկատվության հիման վրա VRAMS-ը օդաչուին տալիս է նախնական առաջարկություններ այն մասին, թե ինչ պետք է անի օդանավն անվտանգ և առողջ պահելու համար: VRAMS-ը «կանխատեսում է», թե ինչ հետևանքների կարող են հանգեցնել օդաչուի որոշակի գործողությունները, ինչպես նաև խորհուրդներ է տալիս դրանցից խուսափելու վերաբերյալ: [13]

Հենանիշը, որին ձգտում է VRAMS-ը, զրոյական սպասարկումն է՝ պահպանելով ծայրահեղ հուսալիությունը և կառուցվածքային հոգնածության նվազեցումը: Այս նպատակին հասնելու համար գիտահետազոտական ​​լաբորատորիաներն աշխատում են խելացի կառուցվածքներով նյութեր ստեղծելու վրա, որոնք կկարողանան արդյունավետ աշխատել զրոյական սպասարկման պայմաններում: Այս լաբորատորիաների հետազոտողները մշակում են միկրոճաքերի և ձախողման այլ պրեկուրսորների հայտնաբերման մեթոդներ՝ հնարավոր խափանումները նախապես կանխելու համար: Հետազոտություններ են անցկացվում նաև կառուցվածքային հոգնածության երևույթը ավելի լավ հասկանալու համար, որպեսզի օգտագործվեն այս տվյալները ավիացիոն զորավարժությունները կարգավորելու համար՝ կառուցվածքային հոգնածությունը նվազեցնելու համար և այլն: երկարացնել օդանավի օգտակար ծառայության ժամկետը. [13] Այս առումով հետաքրքիր է նշել, որ «Advanced in Engineering Software» ամսագրի հոդվածների մոտ 50%-ը նվիրված է երկաթբետոնի և այլ կառույցների ամրության և խոցելիության վերլուծությանը։

Խելացի համակարգ՝ սարքավորումների համար վտանգավոր մանևրների հետ կապված ռիսկերի մասին տեղեկացնելու համար

Ընդլայնված ավիացիոն համակարգ

F-35 կործանիչի օդադեսանտային մարտական ​​աջակցության ստորաբաժանումը ներառում է առաջադեմ ավիացիոն համակարգ, որը նախատեսված է հավակնոտ առաջադրանք լուծելու համար.

Երեկվա ավիոնիկայի համակարգերը ներառում էին մի քանի անկախ ենթահամակարգեր (կառավարող ինֆրակարմիր և ուլտրամանուշակագույն սենսորներ, ռադար, սոնար, էլեկտրոնային պատերազմ և այլն), որոնցից յուրաքանչյուրը հագեցած էր իր սեփական էկրանով։ Այդ պատճառով օդաչուն ստիպված էր հերթով նայել էկրաններից յուրաքանչյուրին և ձեռքով վերլուծել ու համեմատել դրանցից ստացվող տվյալները: Մյուս կողմից, այսօրվա ավիացիոն համակարգը, որը հատկապես հագեցած է F-35 կործանիչով, ներկայացնում է նախկինում ցրված բոլոր տվյալները որպես մեկ ռեսուրս. մեկ ընդհանուր էկրանի վրա: Դա. Ժամանակակից ավիոնիկայի համակարգը տվյալների միաձուլման ինտեգրված ցանցակենտրոն համալիր է, որն օդաչուին ապահովում է իրավիճակի առավել արդյունավետ իրազեկում. փրկելով նրան բարդ վերլուծական հաշվարկներ կատարելու անհրաժեշտությունից։ Արդյունքում, վերլուծական օղակից մարդկային գործոնի բացառման շնորհիվ օդաչուն այժմ չի կարող շեղվել հիմնական մարտական ​​առաջադրանքից։

Մարդկային գործոնը ավիացիոն վերլուծական օղակից վերացնելու առաջին նշանակալից փորձերից մեկն իրականացվել է F-22 կործանիչի կիբերենթակառուցվածքում։ Այս կործանիչի վրա ալգորիթմորեն ինտենսիվ ծրագիր է պատասխանատու տարբեր սենսորներից ստացվող տվյալների բարձրորակ սոսնձման համար, որոնց ելակետային ծածկագրերի ընդհանուր չափը կազմում է 1,7 միլիոն տող: Միաժամանակ կոդի 90%-ը գրված է Ada-ով։ Այնուամենայնիվ, ժամանակակից ավիոնիկայի համակարգը, որը վերահսկվում է ALIS ծրագրով, որով հագեցած է F-35-ը, զգալիորեն առաջադիմել է F-22 կործանիչի համեմատ:

ALIS-ը հիմնված էր F-22 կործանիչի ծրագրային ապահովման վրա։ Այնուամենայնիվ, այժմ տվյալների միաձուլման համար պատասխանատու է ոչ թե 1,7 միլիոն կոդ, այլ 8,6 միլիոնը: Միևնույն ժամանակ, կոդի ճնշող մեծամասնությունը գրված է C/C++-ով։ Այս ամբողջ ալգորիթմական ինտենսիվ կոդի հիմնական խնդիրն է գնահատել, թե ինչ տեղեկատվություն է տեղին լինելու օդաչուի համար: Արդյունքում, օպերատիվ թատերաբեմում կենտրոնանալով միայն կրիտիկական տվյալների վրա, օդաչուն այժմ կարողանում է ավելի արագ և արդյունավետ որոշումներ կայացնել: Դա. Ժամանակակից ավիոնիկայի համակարգը, որով հատկապես հագեցած է F-35 կործանիչը, օդաչուի վրայից հանում է վերլուծական բեռը, և վերջապես թույլ է տալիս նրան պարզապես թռչել։ [12]

Հին ոճի ավիոնիկա

Կողային գոտի. Զարգացման գործիքներ, որոնք օգտագործվում են F-35-ի վրա

F-35-ի կիբերենթակառուցվածքի որոշ [փոքր] ծրագրային բաղադրիչներ գրված են այնպիսի մասունքային լեզուներով, ինչպիսիք են Ada, CMS-2Y, FORTRAN: Ada-ով գրված ծրագրային բլոկները սովորաբար փոխառվում են F-22 կործանիչից։ [12] Այնուամենայնիվ, այս մասունքային լեզուներով գրված կոդը F-35 ծրագրաշարի միայն մի փոքր մասն է: F-35-ի ծրագրավորման հիմնական լեզուն C/C++-ն է։ F-35-ի վրա օգտագործվում են նաև հարաբերական և օբյեկտի վրա հիմնված տվյալների բազաներ: [14] Տվյալների շտեմարաններն օգտագործվում են նավի վրա՝ մեծ տվյալների արդյունավետ մշակման համար: Որպեսզի այս աշխատանքը կատարվի իրական ժամանակում, տվյալների բազաները օգտագործվում են ապարատային գրաֆիկների վերլուծության արագացուցիչի հետ համատեղ: [15]

Կողային գոտի. Հետին դռներ F-35-ում

Բոլոր բաղադրիչները, որոնք կազմում են ժամանակակից ամերիկյան ռազմական տեխնիկան, 1) կամ պատվերով պատրաստված են, 2) կամ հարմարեցված են մատչելի առևտրային արտադրանքներից, 3) կամ ներկայացնում են տուփի առևտրային լուծում: Ավելին, այս բոլոր երեք դեպքերում արտադրողները՝ կա՛մ առանձին բաղադրիչների, կա՛մ ամբողջ համակարգի՝ որպես ամբողջություն, ունեն կասկածելի ծագում, որը սովորաբար ծագում է երկրից դուրս: Արդյունքում, վտանգ կա, որ մատակարարման շղթայի ինչ-որ պահի (որը հաճախ տարածվում է ամբողջ աշխարհում) ծրագրային ապահովման կամ ապարատային բաղադրիչի մեջ կկառուցվի հետնադուռ կամ չարամիտ ծրագիր (կամ ծրագրային ապահովման կամ ապարատային մակարդակում): Բացի այդ, հայտնի է, որ ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերն օգտագործում են ավելի քան 1 միլիոն կեղծ էլեկտրոնային բաղադրիչներ, ինչը նաև մեծացնում է ինքնաթիռում վնասակար կոդի և հետին դռների հավանականությունը: Էլ չեմ խոսում այն ​​մասին, որ կեղծը սովորաբար բնօրինակի անորակ ու անկայուն կրկնօրինակն է՝ այն ամենով, ինչ ենթադրում է։ [5]

ALIS միջուկի ճարտարապետություն

Ամփոփելով բոլոր ներկառուցված համակարգերի նկարագրությունը՝ կարող ենք ասել, որ դրանց հիմնական պահանջները հանգում են հետևյալ թեզերին. հանրային հստակեցում և բաց ճարտարապետություն; էրգոնոմիկա և հակիրճություն; կայունություն, ավելորդություն, բազմազանություն, աճող ճկունություն և ուժ; բաշխված ֆունկցիոնալություն. ALIS-ի հիմնական ճարտարապետությունը համապարփակ պատասխան է F-35 Joint Strike Fighter-ի այս լայն և հավակնոտ մրցակցային պահանջներին:

Այնուամենայնիվ, այս ճարտարապետությունը, ինչպես ամեն հնարամիտ, պարզ է. Որպես հիմք ընդունվել է վերջավոր վիճակի մեքենաների հայեցակարգը։ Այս հայեցակարգի կիրառումը ALIS-ի շրջանակներում իրականացվում է նրանով, որ F-35 կործանիչի բորտային ծրագրային ապահովման բոլոր բաղադրիչներն ունեն միասնական կառուցվածք։ Բաշխված հաշվարկների համար բազմաշերտ հաճախորդ-սերվեր ճարտարապետության հետ համակցված ALIS ավտոմատ միջուկը համապատասխանում է վերը նկարագրված բոլոր հակասական պահանջներին: Յուրաքանչյուր ALIS ծրագրային բաղադրիչ բաղկացած է «.h-file» ինտերֆեյսից և «.cpp-file» ալգորիթմական կոնֆիգուրացիայից: Դրանց ընդհանրացված կառուցվածքը տրված է հոդվածին կից սկզբնաղբյուր ֆայլերում (տե՛ս հետևյալ երեք սփոյլերները)։

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;
}

ավտոմատ1.հ

#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;
}

Ամփոփելով, վիճելի մարտավարական միջավայրում ռազմաօդային ուժերի ստորաբաժանումները, որոնց կիբերենթակառուցվածքը արդյունավետ կերպով համատեղում է ճկունությունը, ավելորդությունը, բազմազանությունը և բաշխված ֆունկցիոնալությունը, վայելում են մարտական ​​գերազանցություն: Ժամանակակից ավիացիայի IKK-ն և ALIS-ը համապատասխանում են այս պահանջներին: Այնուամենայնիվ, ապագայում նրանց ինտեգրման աստիճանը կընդլայնվի նաև բանակային այլ ստորաբաժանումների հետ փոխգործակցության համար, մինչդեռ այժմ ռազմաօդային ուժերի արդյունավետ ինտեգրումն ընդգրկում է միայն սեփական ստորաբաժանումը:

Մատենագիտություն

1. Քորթնի Հովարդ. Ավիոնիկա. կորի առաջ // Ռազմական և օդատիեզերական էլեկտրոնիկա. Ավիոնիկայի նորարարություններ: 24 (6), 2013. pp. 10-17 թթ.
2. Տակտիկական ծրագրային ճարտարագիտություն // General Dynamics Electric Boat.
3. Էլվին Մերֆի. System-of-Systems Integration-ի կարևորությունը // Առաջատար՝ մարտական ​​համակարգերի ինժեներություն և ինտեգրում: 8 (2), 2013. pp. 8-15։
4. F-35: Մարտական ​​պատրաստ. // Օդային ուժեր.
5. Գլոբալ հորիզոններ // Միացյալ Նահանգների ռազմաօդային ուժերի Գլոբալ գիտության և տեխնոլոգիաների տեսլականը. 3.07.2013թ.
6. Քրիս Բաբքոք. Պատրաստվում ենք ապագայի կիբեր մարտադաշտին // Air & Space Power Journal. 29 (6), 2015. pp. 61-73 թթ.
7. Էդրիկ Թոմփսոն. Ընդհանուր գործառնական միջավայր. Սենսորները բանակը տեղափոխում են մեկ քայլ ավելի մոտ // Army Technology. Sensors. 3 (1), 2015. էջ. 16.
8. Մարկ Կալաֆուտ. Ինքնաթիռների գոյատևման ապագան. խելացի, ինտեգրված գոյատևման հավաքակազմի ստեղծում // Army Technology. Aviation. 3 (2), 2015. pp. 16-19 թթ.
9. Քորթնի Հովարդ. Խելացի ավիոնիկա.
10: Ստեֆանի Անն Ֆրայոլի. Հետախուզական աջակցություն F-35A Lightning II-ի համար // Air & Space Power Journal. 30 (2), 2016. pp. 106-109 թթ.
11: Քորթնի Է.Հովարդ. Տեսանյութերի և պատկերների մշակում եզրին // Military & Aerospace electronics. Progressive Avionics. 22 (8), 2011 թ.
12: Քորթնի Հովարդ. Առաջադեմ ավիոնիկայով մարտական ​​ինքնաթիռներ // Ռազմական և օդատիեզերական էլեկտրոնիկա. Ավիոնիկա. 25(2), 2014. pp.8-15.
13: Կենտրոնանալ ռոտորանավերի վրա. գիտնականները, հետազոտողները և օդաչուները մղում են նորարարությունը // Army Technology. Aviation. 3(2), 2015. էջ 11-13:
14: Տակտիկական ծրագրային ճարտարագիտություն // General Dynamics Electric Boat.
15: Գործակալության լայնածավալ հայտարարություն Հիերարխիկ նույնականացում Verify Exploit (HIVE) Microsystems Technology Office DARPA-BAA-16-52 օգոստոսի 2, 2016 թ.
16: Քորթնի Հովարդ. Պահանջվող տվյալներ. պատասխանում է կապի համար զանգին // Ռազմական և օդատիեզերական էլեկտրոնիկա. կրելի էլեկտրոնիկա: 27 (9), 2016 թ.
17: Գործակալության լայն հայտարարություն. բացատրելի արհեստական ​​բանականություն (XAI) DARPA-BAA-16-53, 2016 թ.
18: Ժորդի Վալվերդու. Ճանաչողական ճարտարապետություն հաշվողական համակարգերում զգացմունքների ներդրման համար // Կենսաբանորեն ներշնչված ճանաչողական ճարտարապետություն. 15, 2016. pp. 34-40 թթ.
19: Բրյուս Կ. Ջոնսոն. Cognetic-ի արշալույս. Տարիքային պայքար գաղափարախոսական պատերազմի միջոցով՝ ազդեցությամբ միտքը շարժման մեջ դնելով // Air & Space Power Journal. 22 (1), 2008. pp. 98-106 թթ.
20: Շերոն Մ. Լատուր. Զգացմունքային բանականություն. հետևանքներ Միացյալ Նահանգների ռազմաօդային ուժերի բոլոր ղեկավարների համար // Air & Space Power Journal. 16 (4), 2002. pp. 27-35 թթ.
21: Փոխգնդապետ Շերոն Մ. Լատուր. Զգացմունքային բանականություն. հետևանքներ Միացյալ Նահանգների ռազմաօդային ուժերի բոլոր ղեկավարների համար // Air & Space Power Journal. 16 (4), 2002. pp. 27-35 թթ.
22: Ջեյն Բենսոն. Ճանաչողական գիտական ​​հետազոտություն. զինվորներին ուղղորդել ճիշտ ուղղությամբ // Բանակի տեխնոլոգիա. 3 (3), 2015. pp. 16-17 թթ.
23: Դայան Արաուժո. Ճանաչողական համակարգիչները պատրաստվեցին փոխել օդային ուժերի ձեռքբերումների լանդշաֆտը.
24: Ջեյմս Ս. Ալբուս. RCS. Ճանաչողական ճարտարապետություն խելացի բազմագործակալ համակարգերի համար // Տարեկան ակնարկներ վերահսկողության մեջ: 29 (1), 2005. pp. 87-99 թթ.
25: Կարև Ա.Ա. Վստահության սիներգիա // Գործնական մարքեթինգ. 2015. Թիվ 8(222). էջ 43-48։
26: Կարև Ա.Ա. Բաշխված հաշվարկների համար բազմաշերտ հաճախորդ-սերվեր // Համակարգի ադմինիստրատոր: 2016. Թիվ 1-2(158-159). էջ 93-95։
27: Կարև Ա.Ա. F-35 միասնական հարվածային կործանիչի ապարատային բաղադրիչներ // Բաղադրիչներ և տեխնոլոգիաներ. 2016. Թիվ 11. P.98-102.

Ետգրություն Այս հոդվածը սկզբնապես հրապարակվել է «Բաղադրիչներ և տեխնոլոգիաներ».

Source: www.habr.com