F-35 ერთიანი დამრტყმელი გამანადგურებლის საბორტო კიბერ ინფრასტრუქტურის პროგრამული ბირთვი

F-35 Unified Strike Fighter-ის ავტონომიური ლოგისტიკის საინფორმაციო სისტემის (ALIS) ძირითადი კომპონენტების მიმოხილვა. "საბრძოლო მხარდაჭერის განყოფილების" და მისი ოთხი ძირითადი კომპონენტის დეტალური ანალიზი: 1) ადამიანის სისტემის ინტერფეისი, 2) აღმასრულებელი-საკონტროლო სისტემა, 3) ბორტზე იმუნური სისტემა, 4) ავიონიკური სისტემა. ზოგიერთი ინფორმაცია F-35 გამანადგურებლის პროგრამული უზრუნველყოფის და ინსტრუმენტების შესახებ, რომლებიც გამოიყენება მისი საბორტო პროგრამული უზრუნველყოფისთვის. მოწოდებულია შედარება საბრძოლო მებრძოლების ადრინდელ მოდელებთან და ასევე მითითებულია არმიის ავიაციის შემდგომი განვითარების პერსპექტივები.

F-35 მოიერიშე თვითმფრინავი არის ყველა სახის მაღალტექნოლოგიური სენსორების მფრინავი გროვა, რომელიც უზრუნველყოფს მთლიანი "360 გრადუსიანი სიტუაციის ცნობიერებას".

შესავალი

საჰაერო ძალების ტექნიკის სისტემები დროთა განმავლობაში უფრო და უფრო რთული ხდება. [27] მათი კიბერინფრასტრუქტურა (პროგრამული და ტექნიკის კომპონენტები, რომლებიც საჭიროებენ დახვეწილ ალგორითმულ რეგულირებას) ასევე თანდათან უფრო რთული ხდება. აშშ-ს საჰაერო ძალების მაგალითის გამოყენებით, შეგიძლიათ ნახოთ, თუ როგორ გაიზარდა საბრძოლო თვითმფრინავების კიბერ ინფრასტრუქტურა - მის ტრადიციულ ტექნიკის კომპონენტებთან შედარებით - თანდათან გაფართოვდა 5%-ზე ნაკლებიდან (F-4-ისთვის, მესამე თაობის გამანადგურებლისთვის) 90%-ზე მეტი (F-35, მეხუთე თაობის გამანადგურებლისთვის). [5] ამ კიბერ ინფრასტრუქტურის დახვეწისთვის, F-35 პასუხისმგებელია ამ მიზნით სპეციალურად შემუშავებულ უახლეს პროგრამულ უზრუნველყოფაზე: ავტონომიური ლოგისტიკის საინფორმაციო სისტემაზე (ALIS).

ავტონომიური ლოგისტიკური საინფორმაციო სისტემა

მე-5 თაობის მებრძოლების ეპოქაში საბრძოლო უპირატესობა, პირველ რიგში, სიტუაციური ცნობიერების ხარისხით იზომება. [10] მაშასადამე, F-35 გამანადგურებელი არის ყველა სახის მაღალტექნოლოგიური სენსორების მფრინავი ჯგუფი, რომელიც უზრუნველყოფს მთლიანი სიტუაციის ცნობიერებას 360 გრადუსს. [11] ახალი პოპულარული ჰიტი ამ მხრივ არის ე.წ. "ინტეგრირებული სენსორული არქიტექტურა" (ISA), რომელიც მოიცავს სენსორებს, რომლებიც დამოუკიდებლად ურთიერთობენ ერთმანეთთან დინამიურად (არა მხოლოდ წყნარ, არამედ სადავო ტაქტიკურ გარემოში) - რაც, თეორიულად, უნდა გამოიწვიოს კიდევ უფრო დიდი გაუმჯობესება სიტუაციის ცნობიერების ხარისხში. . [7]. თუმცა, ამ თეორიის პრაქტიკაში გასასვლელად, აუცილებელია სენსორებისგან მიღებული ყველა მონაცემის მაღალი ხარისხის ალგორითმული დამუშავება.

ამრიგად, F-35 მუდმივად ატარებს პროგრამულ უზრუნველყოფას ბორტზე, რომლის წყაროს კოდების საერთო ზომა აღემატება 20 მილიონ ხაზს, რისთვისაც მას ხშირად უწოდებენ "მფრინავ კომპიუტერს". [6] ვინაიდან დარტყმის მებრძოლების ამჟამინდელ მეხუთე ეპოქაში საბრძოლო უპირატესობა იზომება სიტუაციური ცნობიერების ხარისხით, ამ პროგრამის კოდის თითქმის 50% (8,6 მილიონი ხაზი) ​​ახორციელებს ყველაზე რთულ ალგორითმულ დამუშავებას - ყველა შემოსული მონაცემის წებოვნებას. სენსორებიდან ოპერაციების თეატრის ერთ სურათში. Რეალურ დროში.

აშშ-ს საბრძოლო მებრძოლებისთვის ბორტზე ფუნქციონირების უზრუნველყოფის დინამიკა - პროგრამული უზრუნველყოფისკენ

F-35-ის ავტონომიური ლოგისტიკის საინფორმაციო სისტემა (ALIS) უზრუნველყოფს მოიერიშეს 1) დაგეგმვას (მოწინავე ავიონიკის სისტემების მეშვეობით), 2) მდგრადობას (წამყვან საბრძოლო ნაწილზე მოქმედების უნარს) და 3) გაძლიერებას (მოქმედების უნარს). როგორც მონების საბრძოლო ნაწილი). [4] "Glue Code" არის ALIS-ის მთავარი კომპონენტი, რომელიც შეადგენს F-95 თვითმფრინავის ყველა კოდის 35%-ს. ALIS კოდის დანარჩენი 50% ასრულებს ზოგიერთ უმნიშვნელო, მაგრამ ასევე ალგორითმულად ძალიან ინტენსიურ ოპერაციებს. [12] ამიტომ F-35 არის ერთ-ერთი ყველაზე რთული საბრძოლო სისტემა, რომელიც ოდესმე შემუშავებულა. [6]

ALIS არის პირობითად ავტოპილოტირებადი სისტემა, რომელიც აერთიანებს საბორტო ქვესისტემების ფართო სპექტრის ინტეგრირებულ კომპლექსს; და ასევე მოიცავს პილოტთან ეფექტურ ინტერაქციას ოპერაციების თეატრის შესახებ მაღალი ხარისხის ინფორმაციის მიწოდებით (სიტუაციური ცნობიერება). ALIS პროგრამული ძრავა მუდმივად მუშაობს ფონზე, ეხმარება პილოტს გადაწყვეტილების მიღებაში და ხელმძღვანელობს ფრენის კრიტიკულ წერტილებში. [13]

საბრძოლო დამხმარე განყოფილება

ALIS-ის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ქვესისტემაა „საბრძოლო მხარდაჭერის განყოფილება“, რომელიც შედგება ხუთი ძირითადი ელემენტისგან [13]:

1) "ადამიანის სისტემის ინტერფეისი" - უზრუნველყოფს ოპერაციების თეატრის მაღალხარისხიან ვიზუალიზაციას (ერგონომიული, ყოვლისმომცველი, ლაკონური). [12] ამ თეატრზე დაკვირვებით, პილოტი იღებს ტაქტიკურ გადაწყვეტილებებს და გასცემს საბრძოლო ბრძანებებს, რომლებსაც თავის მხრივ ამუშავებს ICS განყოფილება.

2) „აღმასრულებელი კონტროლის სისტემა“ (ECS) – ურთიერთქმედება საბორტო იარაღის საკონტროლო ერთეულებთან, უზრუნველყოფს საბრძოლო ბრძანებების შესრულებას, რომელსაც პილოტი გასცემს ადამიანი-სისტემის ინტერფეისის საშუალებით. ICS ასევე აღრიცხავს ფაქტობრივ ზიანს თითოეული საბრძოლო ბრძანების გამოყენებით (უკუკავშირის სენსორების საშუალებით) - ავიონიკის სისტემის მიერ მისი შემდგომი ანალიზისთვის.

3) „ბორტზე იმუნური სისტემა“ (BIS) – აკონტროლებს გარე საფრთხეებს და მათი აღმოჩენისას ახორციელებს საფრთხეების აღმოსაფხვრელად აუცილებელ კონტრზომებს. ამ შემთხვევაში BIS-ს შეუძლია ისარგებლოს მეგობრული საბრძოლო ნაწილების მხარდაჭერით, რომლებიც მონაწილეობენ ერთობლივ ტაქტიკურ ოპერაციაში. [8] ამ მიზნით, LSI მჭიდროდ ურთიერთქმედებს ავიონიკურ სისტემებთან - საკომუნიკაციო სისტემის მეშვეობით.

4) „ავიონიკის სისტემა“ - გარდაქმნის სხვადასხვა სენსორებიდან მომდინარე ნედლეულ მონაცემთა ნაკადს მაღალხარისხიან სიტუაციურ ცნობიერებაში, პილოტისთვის ხელმისაწვდომი ადამიანის სისტემის ინტერფეისის საშუალებით.

5) „საკომუნიკაციო სისტემა“ – მართავს ბორტ და გარე ქსელის ტრაფიკს და ა.შ. ემსახურება როგორც კავშირს ყველა ბორტ სისტემას შორის; ასევე ერთობლივ ტაქტიკურ ოპერაციაში მონაწილე ყველა საბრძოლო ნაწილს შორის.

ადამიანის სისტემის ინტერფეისი

მაღალი ხარისხის და ყოვლისმომცველი სიტუაციური ცნობიერების აუცილებლობის დასაკმაყოფილებლად, მნიშვნელოვანია კომუნიკაცია და ვიზუალიზაცია მოიერიშე კაბინაში. ALIS-ის სახე ზოგადად და განსაკუთრებით საბრძოლო მხარდაჭერის განყოფილებაა „პანორამული ვიზუალიზაციის ჩვენების ქვესისტემა“ (L-3 Communications Display Systems). მასში შედის დიდი მაღალი გარჩევადობის სენსორული ეკრანი (LADD) და ფართოზოლოვანი საკომუნიკაციო არხი. L-3 პროგრამული უზრუნველყოფა მუშაობს Integrity OS 178B (რეალურ დროში ოპერაციული სისტემა Green Hills Software-ისგან), რომელიც არის F-35 გამანადგურებელი თვითმფრინავის მთავარი ავიონიკური ოპერაციული სისტემა.

F-35 კიბერ ინფრასტრუქტურის არქიტექტორებმა შეარჩიეს Integrity OS 178B ექვსი ოპერაციული სისტემის სპეციფიკური მახასიათებლის საფუძველზე: 1) ღია არქიტექტურის სტანდარტების დაცვა, 2) თავსებადობა Linux-თან, 3) თავსებადობა POSIX API-სთან, 4) მეხსიერების უსაფრთხო განაწილება, 5) მხარდაჭერა სპეციალური მოთხოვნების უსაფრთხოება და 6) ARINC 653 სპეციფიკაციის მხარდაჭერა. [12] "ARINC 653" არის აპლიკაციის პროგრამული უზრუნველყოფის ინტერფეისი ავიონიკის აპლიკაციებისთვის. ეს ინტერფეისი არეგულირებს საავიაციო გამოთვლითი სისტემის რესურსების დროებით და სივრცით დაყოფას ინტეგრირებული მოდულარული ავიონიკის პრინციპების შესაბამისად; და ასევე განსაზღვრავს პროგრამირების ინტერფეისს, რომელიც აპლიკაციის პროგრამამ უნდა გამოიყენოს კომპიუტერული სისტემის რესურსებზე წვდომისთვის.

პანორამული ვიზუალიზაციის ჩვენების ქვესისტემა

აღმასრულებელი კონტროლის სისტემა

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ICS, ბორტ იარაღის საკონტროლო ერთეულებთან ურთიერთქმედებით, უზრუნველყოფს საბრძოლო ბრძანებების შესრულებას და თითოეული საბრძოლო ბრძანების გამოყენებისგან რეალური ზიანის აღრიცხვას. ICS-ის გული არის სუპერკომპიუტერი, რომელიც ბუნებრივად ასევე კლასიფიცირდება როგორც "ბორტ იარაღად".

ვინაიდან ბორტ სუპერკომპიუტერზე დაკისრებული ამოცანების მოცულობა კოლოსალურია, მას აქვს გაზრდილი ძალა და აკმაყოფილებს ხარვეზების ტოლერანტობისა და გამოთვლითი სიმძლავრის მაღალ მოთხოვნებს; იგი ასევე აღჭურვილია ეფექტური თხევადი გაგრილების სისტემით. ყველა ეს ღონისძიება მიიღება იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ბორტ კომპიუტერულ სისტემას შეუძლია ეფექტურად დაამუშაოს დიდი რაოდენობით მონაცემები და განახორციელოს გაფართოებული ალგორითმული დამუშავება - რაც პილოტს აძლევს ეფექტურ სიტუაციურ ცნობიერებას: აწვდის მას ამომწურავ ინფორმაციას ოპერაციების თეატრის შესახებ. [12]

F-35 მოიერიშე თვითმფრინავის ბორტ სუპერკომპიუტერს შეუძლია წამში 40 მილიარდი ოპერაციის უწყვეტი შესრულება, რისი წყალობითაც იგი უზრუნველყოფს მოწინავე ავიონიკის რესურსზე ინტენსიური ალგორითმების მრავალფუნქციურ შესრულებას (ელექტროოპტიკური, ინფრაწითელი და დამუშავების ჩათვლით). რადარის მონაცემები). [9] რეალურ დროში. F-35 გამანადგურებლისთვის შეუძლებელია ყველა ამ ალგორითმულად ინტენსიური გამოთვლების განხორციელება გვერდით (იმისათვის, რომ არ აღჭურვა თითოეული საბრძოლო განყოფილება სუპერკომპიუტერით), რადგან ყველა სენსორიდან მიღებული მონაცემების მთლიანი ნაკადის ინტენსივობა აღემატება უსწრაფესი საკომუნიკაციო სისტემების გამტარუნარიანობა - მინიმუმ 1000-ჯერ. [12]

გაზრდილი საიმედოობის უზრუნველსაყოფად, F-35-ის ყველა კრიტიკული საბორტო სისტემა (მათ შორის, გარკვეულწილად, საბორტო სუპერკომპიუტერი) დანერგილია ზედმეტობის პრინციპის გამოყენებით, ისე, რომ ბორტზე ერთი და იგივე დავალება შეიძლება შესრულდეს რამდენიმე განსხვავებული მოწყობილობის მიერ. უფრო მეტიც, სიჭარბის მოთხოვნა ისეთია, რომ დუბლიკატი ელემენტები შემუშავებულია ალტერნატიული მწარმოებლების მიერ და აქვთ ალტერნატიული არქიტექტურა. ამის წყალობით, ორიგინალისა და დუბლიკატის ერთდროული წარუმატებლობის ალბათობა მცირდება. [1, 2] ამიტომაც მთავარი კომპიუტერი ამუშავებს Linux-ის მსგავს ოპერაციულ სისტემას, ხოლო სლავური კომპიუტერები Windows-ს. [2] ასევე, იმისთვის, რომ ერთ-ერთი კომპიუტერის გაუმართაობის შემთხვევაში, საბრძოლო მხარდაჭერის განყოფილებამ გააგრძელოს ფუნქციონირება (მინიმუმ საგანგებო რეჟიმში), ALIS ბირთვის არქიტექტურა აგებულია პრინციპზე "მრავალსართულიანი კლიენტ-სერვერი განაწილებული გამოთვლებისთვის". [18]

ბორტზე იმუნური სისტემა

სადავო ტაქტიკურ გარემოში, საჰაერო ხომალდის იმუნიტეტის შენარჩუნება მოითხოვს გამძლეობის, სიჭარბის, მრავალფეროვნებისა და განაწილებული ფუნქციონირების ეფექტურ კომბინაციას. გუშინდელ საბრძოლო ავიაციას არ გააჩნდა ერთიანი საბორტო იმუნური სისტემა (BIS). მისი საავიაციო LSI იყო ფრაგმენტული და შედგებოდა რამდენიმე დამოუკიდებლად მოქმედი კომპონენტისგან. თითოეული ეს კომპონენტი ოპტიმიზირებული იყო იმისათვის, რომ გაუძლოს იარაღის სისტემების სპეციფიკურ, ვიწრო კომპლექტს: 1) ბალისტიკური ჭურვები, 2) რაკეტები მიმართული რადიოსიხშირული ან ელექტროოპტიკური სიგნალისკენ, 3) ლაზერული დასხივება, 4) რადარის დასხივება და ა.შ. როდესაც შეტევა გამოვლინდა, შესაბამისი LSI ქვესისტემა ავტომატურად გააქტიურდა და მიიღო კონტრზომები.

გუშინდელი LSI-ის კომპონენტები ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად შემუშავდა და განვითარდა - სხვადასხვა კონტრაქტორის მიერ. ვინაიდან ამ კომპონენტებს, როგორც წესი, ჰქონდათ დახურული არქიტექტურა, LSI მოდერნიზაცია - ახალი ტექნოლოგიებისა და ახალი იარაღის სისტემების გაჩენის შედეგად - შემცირდა სხვა დამოუკიდებელი LSI კომპონენტის დამატებამდე. ასეთი ფრაგმენტული LSI-ის ფუნდამენტური მინუსი - რომელიც შედგება დამოუკიდებელი კომპონენტებისგან დახურული არქიტექტურით - არის ის, რომ მისი ფრაგმენტები ვერ ურთიერთობენ ერთმანეთთან და არ შეიძლება იყოს ცენტრალურად კოორდინირებული. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მათ არ შეუძლიათ ერთმანეთთან კომუნიკაცია და ერთობლივი ოპერაციების შესრულება, რაც ზღუდავს მთლიანი LSI-ის საიმედოობას და ადაპტირებას. მაგალითად, თუ ერთ-ერთი იმუნური ქვესისტემა ფუნქციონირებს ან განადგურებულია, სხვა ქვესისტემები ვერ ანაზღაურებენ ამ დანაკარგს. გარდა ამისა, LSI-ების ფრაგმენტაცია ხშირად იწვევს მაღალტექნოლოგიური კომპონენტების დუბლირებას, როგორიცაა პროცესორები და დისპლეები, [8] რაც SWaP-ის შემცირების „მარადმწვანე პრობლემის“ კონტექსტში (ზომა, წონა და ენერგიის მოხმარება) [16] ], ძალიან მფლანგველია. გასაკვირი არ არის, რომ ეს ადრეული LSI-ები თანდათანობით ხდება მოძველებული.

ფრაგმენტული LSI იცვლება ერთიანი განაწილებული ბორტზე იმუნური სისტემით, რომელსაც აკონტროლებს „ინტელექტუალურ-კოგნიტური კონტროლერი“ (ICC). ICC არის სპეციალური პროგრამა, შიდა ცენტრალური ნერვული სისტემა, რომელიც მუშაობს BIS-ში შემავალი ინტეგრირებული ქვესისტემების თავზე. ეს პროგრამა აერთიანებს ყველა LSI ქვესისტემას ერთ განაწილებულ ქსელში (საერთო ინფორმაციით და საერთო რესურსებით) და ასევე აკავშირებს ყველა LSI-ს ცენტრალურ პროცესორთან და სხვა შიდა სისტემებთან. [8] ამ კომბინაციის საფუძველი (კომპონენტებთან კომბინაციის ჩათვლით, რომლებიც მომავალში განვითარდება) არის ზოგადად მიღებული კონცეფცია "სისტემათა სისტემის" (SoS), [3] - მისი განმასხვავებელი მახასიათებლებით, როგორიცაა მასშტაბურობა, საჯარო სპეციფიკაცია. და ღია არქიტექტურის პროგრამული უზრუნველყოფა და აპარატურა.

ICC-ს აქვს წვდომა ინფორმაციაზე ყველა BIS ქვესისტემიდან; მისი ფუნქციაა LSI ქვესისტემებიდან მიღებული ინფორმაციის შედარება და ანალიზი. ICC მუდმივად მუშაობს ფონზე, განუწყვეტლივ ურთიერთქმედებს ყველა LSI ქვესისტემასთან - იდენტიფიცირება თითოეული პოტენციური საფრთხის შესახებ, ლოკალიზება და ბოლოს პილოტს უწევს რეკომენდაციას საწინააღმდეგო ზომების ოპტიმალურ კომპლექტს (თითოეული LSI ქვესისტემის უნიკალური შესაძლებლობების გათვალისწინებით). ამ მიზნით ICC იყენებს მოწინავე კოგნიტურ ალგორითმებს [17-25].

რომ. თითოეულ თვითმფრინავს აქვს საკუთარი ინდივიდუალური ICC. ამასთან, კიდევ უფრო დიდი ინტეგრაციის მისაღწევად (და, შედეგად, უფრო მეტი საიმედოობისთვის), ტაქტიკურ ოპერაციაში მონაწილე ყველა თვითმფრინავის ICC გაერთიანებულია ერთ საერთო ქსელში, რომლის კოორდინაციისთვის არის "ავტონომიური ლოგისტიკური საინფორმაციო სისტემა" (ALIS). ) პასუხისმგებელია. [4] როდესაც ერთ-ერთი ICC იდენტიფიცირებს საფრთხეს, ALIS ითვლის ყველაზე ეფექტურ კონტრზომებს - იყენებს ყველა ICC-ის ინფორმაციას და ტაქტიკურ ოპერაციაში მონაწილე ყველა საბრძოლო ნაწილის მხარდაჭერას. ALIS-მა „იცის“ თითოეული ICC-ის ინდივიდუალური მახასიათებლები და იყენებს მათ კოორდინირებული კონტრზომების განსახორციელებლად.

განაწილებული LSI ეხება გარე (დაკავშირებულ მტრის საბრძოლო ოპერაციებთან) და შიდა (დაკავშირებულ პილოტირების სტილსა და ოპერატიულ ნიუანსებთან) საფრთხეებს. F-35 გამანადგურებელზე ავიონიკის სისტემა პასუხისმგებელია გარე საფრთხეების დამუშავებაზე, ხოლო VRAMS (ინტელექტუალური რისკის საინფორმაციო სისტემა, რომელიც დაკავშირებულია აღჭურვილობის საშიშ მანევრებთან) პასუხისმგებელია შიდა საფრთხეების დამუშავებაზე. [13] VRAMS-ის მთავარი მიზანია გააგრძელოს თვითმფრინავის ექსპლუატაციის პერიოდები საჭირო ტექნიკურ სესიებს შორის. ამისათვის VRAMS აგროვებს რეალურ დროში ინფორმაციას საბორტო ძირითადი ქვესისტემების მუშაობის შესახებ (თვითმფრინავის ძრავა, დამხმარე ამძრავები, მექანიკური კომპონენტები, ელექტრო ქვესისტემები) და აანალიზებს მათ ტექნიკურ მდგომარეობას; ისეთი პარამეტრების გათვალისწინებით, როგორიცაა ტემპერატურის პიკი, წნევის ვარდნა, ვიბრაციის დინამიკა და ყველა სახის ჩარევა. ამ ინფორმაციის საფუძველზე, VRAMS აძლევს პილოტს წინასწარ რეკომენდაციებს იმის შესახებ, თუ რა უნდა გააკეთოს თვითმფრინავის უსაფრთხოდ და უსაფრთხოდ შესანარჩუნებლად. VRAMS „წინასწარმეტყველებს“ რა შედეგები შეიძლება მოჰყვეს პილოტის გარკვეულ ქმედებებს და ასევე იძლევა რეკომენდაციებს, თუ როგორ ავიცილოთ ისინი. [13]

ნიშნული, რომლისკენაც ისწრაფვის VRAMS არის ნულოვანი შენარჩუნება, ულტრა საიმედოობის და სტრუქტურული დაღლილობის შემცირების შენარჩუნებისას. ამ მიზნის მისაღწევად კვლევითი ლაბორატორიები მუშაობენ ჭკვიანური სტრუქტურების მქონე მასალების შექმნაზე, რომლებიც შეძლებენ ეფექტურად იმუშაონ ნულოვანი მოვლის პირობებში. ამ ლაბორატორიების მკვლევარები ავითარებენ მეთოდებს მიკრობზარების და წარუმატებლობის სხვა წინამორბედების გამოსავლენად, რათა თავიდან აიცილონ შესაძლო წარუმატებლობა. ასევე ტარდება კვლევები სტრუქტურული დაღლილობის ფენომენის უკეთ გასაგებად, რათა ეს მონაცემები გამოვიყენოთ საავიაციო მანევრების დასარეგულირებლად სტრუქტურული დაღლილობის შესამცირებლად - და ა.შ. გაახანგრძლივოს თვითმფრინავის სასარგებლო სიცოცხლე. [13] ამასთან დაკავშირებით, საინტერესოა აღინიშნოს, რომ ჟურნალში „Advanced in Engineering Software“ სტატიების დაახლოებით 50% ეძღვნება რკინაბეტონის და სხვა კონსტრუქციების სიძლიერისა და დაუცველობის ანალიზს.

ინტელექტუალური სისტემა აღჭურვილობისთვის სახიფათო მანევრებთან დაკავშირებული რისკების შესახებ ინფორმირებისთვის

მოწინავე ავიონიკის სისტემა

F-35 გამანადგურებლის საჰაერო სადესანტო საბრძოლო მხარდაჭერის განყოფილება მოიცავს მოწინავე ავიონიკურ სისტემას, რომელიც შექმნილია ამბიციური ამოცანის გადასაჭრელად:

გუშინდელი ავიონიკური სისტემები მოიცავდა რამდენიმე დამოუკიდებელ ქვესისტემას (ინფრაწითელი და ულტრაიისფერი სენსორების კონტროლი, რადარი, სონარი, ელექტრონული ომი და სხვა), რომელთაგან თითოეული აღჭურვილი იყო საკუთარი დისპლეით. ამის გამო პილოტს რიგრიგობით უწევდა თითოეული ჩვენების დათვალიერება და ხელით გაანალიზება და შედარება მათგან მომდინარე მონაცემები. მეორე მხრივ, დღევანდელი საავიაციო სისტემა, რომელიც განსაკუთრებით აღჭურვილია F-35 გამანადგურებლით, წარმოადგენს ყველა მონაცემს, ადრე გაბნეულს, როგორც ერთიან რესურსს; ერთ საერთო ეკრანზე. რომ. თანამედროვე ავიონიკის სისტემა არის ინტეგრირებული ქსელზე ორიენტირებული მონაცემთა შერწყმის კომპლექსი, რომელიც პილოტს აძლევს ყველაზე ეფექტურ სიტუაციურ ცნობიერებას; გადაარჩენს მას რთული ანალიტიკური გამოთვლების გაკეთების აუცილებლობისგან. შედეგად, ანალიტიკური მარყუჟიდან ადამიანური ფაქტორის გამორიცხვის წყალობით, პილოტს ახლა არ შეუძლია განადგურდეს მთავარი საბრძოლო მისიიდან.

ავიონიკური ანალიტიკური მარყუჟიდან ადამიანის ფაქტორის აღმოფხვრის ერთ-ერთი პირველი მნიშვნელოვანი მცდელობა განხორციელდა F-22 გამანადგურებლის კიბერ ინფრასტრუქტურაში. ამ გამანადგურებლის ბორტზე, ალგორითმულად ინტენსიური პროგრამა პასუხისმგებელია სხვადასხვა სენსორებიდან მიღებული მონაცემების მაღალი ხარისხის წებოვნებაზე, რომელთა წყაროს კოდების საერთო ზომაა 1,7 მილიონი ხაზი. ამავდროულად, კოდის 90% იწერება ადაში. თუმცა, თანამედროვე ავიონიკის სისტემა - ALIS პროგრამით კონტროლირებული - რომლითაც F-35 არის აღჭურვილი, მნიშვნელოვნად დაწინაურდა F-22 გამანადგურებელთან შედარებით.

ALIS დაფუძნებული იყო F-22 გამანადგურებელ პროგრამაზე. თუმცა, ახლა არა 1,7 მილიონი კოდის ხაზი პასუხისმგებელია მონაცემთა გაერთიანებაზე, არამედ 8,6 მილიონი. ამავდროულად, კოდის აბსოლუტური უმრავლესობა იწერება C/C++-ში. მთელი ამ ალგორითმულად ინტენსიური კოდის მთავარი ამოცანაა შეაფასოს რა ინფორმაცია იქნება პილოტისთვის შესაბამისი. შედეგად, ოპერაციების თეატრში მხოლოდ კრიტიკულ მონაცემებზე ფოკუსირებით, პილოტს ახლა შეუძლია უფრო სწრაფი და ეფექტური გადაწყვეტილებების მიღება. რომ. თანამედროვე ავიონიკური სისტემა, რომლითაც განსაკუთრებით F-35 გამანადგურებელია აღჭურვილი, პილოტს ანალიტიკურ ტვირთს აშორებს და ბოლოს უბრალოდ ფრენის საშუალებას აძლევს. [12]

ძველი სტილის ავიონიკა

Sidebar: განვითარების ინსტრუმენტები, რომლებიც გამოიყენება F-35-ზე

F-35 საბორტო კიბერინფრასტრუქტურის ზოგიერთი [პატარა] პროგრამული კომპონენტი დაწერილია ისეთ რელიქტურ ენებზე, როგორიცაა Ada, CMS-2Y, FORTRAN. Ada-ში დაწერილი პროგრამული ბლოკები ჩვეულებრივ ნასესხებია F-22 გამანადგურებელიდან. [12] თუმცა, ამ რელიქტურ ენებზე დაწერილი კოდი F-35 პროგრამული უზრუნველყოფის მხოლოდ მცირე ნაწილია. F-35-ის პროგრამირების მთავარი ენაა C/C++. რელაციური და ობიექტზე ორიენტირებული მონაცემთა ბაზები ასევე გამოიყენება F-35-ის ბორტზე. [14] მონაცემთა ბაზები გამოიყენება ბორტზე დიდი მონაცემების ეფექტურად დასამუშავებლად. ამ სამუშაოს რეალურ დროში შესასრულებლად, მონაცემთა ბაზები გამოიყენება აპარატურული გრაფიკის ანალიზის ამაჩქარებლთან ერთად. [15]

Sidebar: Backdoors F-35-ში

ყველა კომპონენტი, რომელიც აყალიბებს თანამედროვე ამერიკულ სამხედრო აღჭურვილობას, არის 1) ან შეკვეთით დამზადებული, 2) ან მორგებულია ხელმისაწვდომი კომერციული პროდუქტებიდან, 3) ან წარმოადგენს ყუთის კომერციულ გადაწყვეტას. უფრო მეტიც, ამ სამივე შემთხვევაში მწარმოებლებს, როგორც ცალკეულ კომპონენტებს, ისე მთლიან სისტემას, აქვთ საეჭვო მემკვიდრეობა, რომელიც, როგორც წესი, წარმოიშობა ქვეყნის ფარგლებს გარეთ. შედეგად, არსებობს რისკი, რომ მიწოდების ჯაჭვის რაღაც მომენტში (რომელიც ხშირად არის გადაჭიმული მთელს მსოფლიოში) უკანა კარი ან მავნე პროგრამა (პროგრამული თუ აპარატურის დონეზე) ჩაშენდება პროგრამულ ან აპარატურულ კომპონენტში. გარდა ამისა, ცნობილია, რომ აშშ-ის საჰაერო ძალები იყენებენ 1 მილიონზე მეტ ყალბ ელექტრონულ კომპონენტს, რაც ასევე ზრდის მავნე კოდის და ბორტზე უკანა კარების ალბათობას. რომ აღარაფერი ვთქვათ იმ ფაქტზე, რომ ყალბი, როგორც წესი, ორიგინალის დაბალი ხარისხის და არასტაბილური ასლია, რასაც გულისხმობს. [5]

ALIS ბირთვის არქიტექტურა

ბორტზე არსებული ყველა სისტემის აღწერის შეჯამებით, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მათთვის ძირითადი მოთხოვნები შემდეგ თეზისებზე მოდის: ინტეგრირება და მასშტაბურობა; საჯარო სპეციფიკაცია და ღია არქიტექტურა; ერგონომიკა და ლაკონურობა; სტაბილურობა, სიჭარბე, მრავალფეროვნება, გაზრდილი გამძლეობა და ძალა; განაწილებული ფუნქციონირება. ALIS-ის ძირითადი არქიტექტურა არის ყოვლისმომცველი პასუხი F-35 Joint Strike Fighter-ის ამ ფართო და ამბიციურ კონკურენტულ მოთხოვნებზე.

თუმცა, ეს არქიტექტურა, ისევე როგორც ყველაფერი გენიალური, მარტივია. მის საფუძვლად იქნა მიღებული სასრული მდგომარეობის მანქანების კონცეფცია. ამ კონცეფციის გამოყენება ALIS-ის ფარგლებში რეალიზებულია იმით, რომ F-35 გამანადგურებლის საბორტო პროგრამული უზრუნველყოფის ყველა კომპონენტს აქვს ერთიანი სტრუქტურა. განაწილებული გამოთვლებისთვის მრავალძალიან კლიენტ-სერვერის არქიტექტურასთან ერთად, ALIS automata ბირთვი აკმაყოფილებს ზემოთ აღწერილ ყველა კონფლიქტურ მოთხოვნას. ALIS პროგრამული უზრუნველყოფის თითოეული კომპონენტი შედგება ინტერფეისისგან ".h-file" და ალგორითმული კონფიგურაციის ".cpp-file". მათი განზოგადებული სტრუქტურა მოცემულია სტატიას თანდართულ წყარო ფაილებში (იხილეთ შემდეგი სამი სპოილერი).

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

მთავარი.cpp

#include "automata1.h"

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

    while (pAutomata->Automata1()) {}

    delete pAutomata1;
}

მოკლედ, სადავო ტაქტიკურ გარემოში, საჰაერო ძალების ქვედანაყოფები, რომელთა საბორტო კიბერ ინფრასტრუქტურა ეფექტურად აერთიანებს გამძლეობას, სიჭარბეს, მრავალფეროვნებას და განაწილებულ ფუნქციონირებას, სარგებლობენ საბრძოლო უპირატესობით. თანამედროვე ავიაციის IKK და ALIS აკმაყოფილებს ამ მოთხოვნებს. თუმცა, მომავალში მათი ინტეგრაციის ხარისხი ასევე გაფართოვდება სხვა არმიის ქვედანაყოფებთან ურთიერთობისთვის, მაშინ როდესაც საჰაერო ძალების ეფექტური ინტეგრაცია ახლა მხოლოდ საკუთარ ქვედანაყოფს მოიცავს.

ბიბლიოგრაფია

1. კორტნი ჰოვარდი. ავიონიკა: მრუდის წინ // სამხედრო და საჰაერო კოსმოსური ელექტრონიკა: ავიონიკის ინოვაციები. 24 (6), 2013. გვ. 10-17.
2. ტაქტიკური პროგრამული ინჟინერია // General Dynamics ელექტრო ნავი.
3. ელვინ მერფი. System-of-Systems ინტეგრაციის მნიშვნელობა // ლიდერი: საბრძოლო სისტემების ინჟინერია და ინტეგრაცია. 8 (2), 2013. გვ. 8-15.
4. F-35: საბრძოლო მზადყოფნა. // Საჰაერო ძალა.
5. გლობალური ჰორიზონტები // შეერთებული შტატების საჰაერო ძალების Global Science and Technology Vision. 3.07.2013წ.
6. კრის ბაბკოკი. მომზადება მომავლის კიბერ ბრძოლის ველისთვის // Air & Space Power Journal. 29 (6), 2015. გვ. 61-73.
7. ედრიკ ტომპსონი. საერთო საოპერაციო გარემო: სენსორები არმიას ერთი ნაბიჯით მიუახლოვდება // არმიის ტექნოლოგია: სენსორები. 3(1), 2015. გვ. 16.
8. მარკ კალაფუტი. თვითმფრინავების გადარჩენის მომავალი: ინტელექტუალური, ინტეგრირებული გადარჩენის კომპლექტის შექმნა // არმიის ტექნოლოგია: ავიაცია. 3 (2), 2015. გვ. 16-19.
9. კორტნი ჰოვარდი. ინტელექტუალური ავიონიკა.
10. სტეფანი ენ ფრაიოლი. დაზვერვის მხარდაჭერა F-35A Lightning II-ისთვის // Air & Space Power Journal. 30 (2), 2016. გვ. 106-109 წწ.
11. კორტნი ე. ჰოვარდი. ვიდეო და გამოსახულების დამუშავება ზღვარზე // Military & Aerospace electronics: Progressive Avionics. 22(8), 2011 წ.
12. კორტნი ჰოვარდი. საბრძოლო თვითმფრინავი მოწინავე ავიონიკით // Military & Aerospace electronics: Avionics. 25(2), 2014. გვ.8-15.
13. ფოკუსირება როტორკრაფტზე: მეცნიერები, მკვლევარები და ავიატორები მართავენ ინოვაციას // არმიის ტექნოლოგია: ავიაცია. 3(2), 2015. გვ.11-13.
14. ტაქტიკური პროგრამული ინჟინერია // General Dynamics ელექტრო ნავი.
15. ფართო სააგენტოს განცხადება Hierarchical Identify Verify Exploit (HIVE) Microsystems Technology Office DARPA-BAA-16-52 2 აგვისტო, 2016 წ.
16. კორტნი ჰოვარდი. მოთხოვნადი მონაცემები: პასუხი კომუნიკაციისთვის // Military & Aerospace electronics: Wearable Electronics. 27(9), 2016წ.
17. ფართო სააგენტოს განცხადება: ახსნადი ხელოვნური ინტელექტი (XAI) DARPA-BAA-16-53, 2016 წ.
18. ჟორდი ვალვერდუ. შემეცნებითი არქიტექტურა გამოთვლით სისტემებში ემოციების განხორციელებისთვის // ბიოლოგიურად შთაგონებული კოგნიტური არქიტექტურა. 15, 2016. გვ. 34-40.
19. ბრიუს კ.ჯონსონი. Dawn of the Cognetic: Age Fighting Ideological War by Putting Thought in Motion with Impact // Air & Space Power Journal. 22 (1), 2008. გვ. 98-106 წწ.
20. შერონ მ ლატური. ემოციური ინტელექტი: შედეგები შეერთებული შტატების საჰაერო ძალების ყველა ლიდერისთვის // Air & Space Power Journal. 16 (4), 2002. გვ. 27-35.
21. ვიცე-პოლკოვნიკი შერონ მ. ლატური. ემოციური ინტელექტი: შედეგები შეერთებული შტატების საჰაერო ძალების ყველა ლიდერისთვის // Air & Space Power Journal. 16 (4), 2002. გვ. 27-35.
22. ჯეინ ბენსონი. შემეცნებითი მეცნიერების კვლევა: ჯარისკაცების მართვა სწორი მიმართულებით // Army Technology: Computing. 3 (3), 2015. გვ. 16-17.
23. დაიან არაუჯო. შემეცნებითი კომპიუტერები მზად იყვნენ შეცვალონ საჰაერო ძალების შეძენის ლანდშაფტი.
24. ჯეიმს ს. ალბუსი. RCS: შემეცნებითი არქიტექტურა ინტელექტუალური მრავალ აგენტური სისტემებისთვის // ყოველწლიური მიმოხილვები კონტროლში. 29 (1), 2005. გვ. 87-99 წწ.
25. კარევი ა.ა. ნდობის სინერგია // პრაქტიკული მარკეტინგი. 2015. No8(222). გვ 43-48.
26. კარევი ა.ა. მრავალ ხრახნიანი კლიენტ-სერვერი განაწილებული გამოთვლებისთვის // სისტემის ადმინისტრატორი. 2016. No1-2(158-159). გვ 93-95.
27. კარევი ა.ა. F-35 ერთიანი დამრტყმელი გამანადგურებლის საბორტო MPS-ის აპარატურის კომპონენტები // კომპონენტები და ტექნოლოგიები. 2016. No11. გვ.98-102.

PS. ეს სტატია თავდაპირველად გამოქვეყნდა ქ "კომპონენტები და ტექნოლოგიები".

წყარო: www.habr.com