PÄrskats par F-35 vienotÄ trieciencÄ«Åa autonomÄs loÄ£istikas informÄcijas sistÄmas (ALIS) galvenajÄm sastÄvdaļÄm. DetalizÄta "kaujas atbalsta vienÄ«bas" un tÄs Äetru galveno komponentu analÄ«ze: 1) cilvÄka un sistÄmas saskarne, 2) izpildvaras vadÄ«bas sistÄma, 3) iebÅ«vÄtÄ imÅ«nsistÄma, 4) avionikas sistÄma. InformÄcija par iznÄ«cinÄtÄja F-35 programmaparatÅ«ru un rÄ«kiem, kas tiek izmantoti tÄ borta programmatÅ«rai. Tiek sniegts salÄ«dzinÄjums ar agrÄkiem kaujas iznÄ«cinÄtÄju modeļiem, kÄ arÄ« norÄdÄ«tas armijas aviÄcijas tÄlÄkÄs attÄ«stÄ«bas perspektÄ«vas.
IznÄ«cinÄtÄjs F-35 ir lidojoÅ”s visu veidu augsto tehnoloÄ£iju sensoru bars, kas kopumÄ nodroÅ”ina "360 grÄdu situÄcijas izpratni".
Ievads
Gaisa spÄku aparatÅ«ras sistÄmas laika gaitÄ ir kļuvuÅ”as arvien sarežģītÄkas. [27] ArÄ« to kiberinfrastruktÅ«ra (programmatÅ«ras un aparatÅ«ras komponenti, kuriem nepiecieÅ”ama precÄ«za algoritmiskÄ regulÄÅ”ana) pakÄpeniski kļūst sarežģītÄka. Izmantojot ASV gaisa spÄku piemÄru, var redzÄt, kÄ kaujas lidmaŔīnu kiberinfrastruktÅ«ra, salÄ«dzinot ar tÄs tradicionÄlajÄm aparatÅ«ras sastÄvdaļÄm, ir pakÄpeniski paplaÅ”inÄjusies no mazÄk nekÄ 5% (treÅ”Äs paaudzes iznÄ«cinÄtÄjam F-4) lÄ«dz vairÄk nekÄ 90% (F-35, piektÄs paaudzes iznÄ«cinÄtÄjam). [5] Å Ä«s kiberinfrastruktÅ«ras precizÄÅ”anai F-35 ir atbildÄ«gs par jaunÄko, Ä«paÅ”i Å”im nolÅ«kam izstrÄdÄto programmatÅ«ru: Autonomo Logistics Information System (ALIS).
AutonomÄ loÄ£istikas informÄcijas sistÄma
5. paaudzes cÄ«nÄ«tÄju laikmetÄ kaujas pÄrÄkumu galvenokÄrt mÄra ar situÄcijas apzinÄÅ”anÄs kvalitÄti. [10] TÄpÄc iznÄ«cinÄtÄjs F-35 ir lidojoÅ”s visu veidu augsto tehnoloÄ£iju sensoru bars, kas kopumÄ nodroÅ”ina 360 grÄdu situÄcijas izpratni. [11] Jauns populÄrs hits Å”ajÄ ziÅÄ ir t.s. āIntegrÄtÄ sensoru arhitektÅ«raā (ISA), kas ietver sensorus, kas neatkarÄ«gi viens ar otru mijiedarbojas dinamiski (ne tikai klusÄ, bet arÄ« strÄ«dÄ«gÄ taktiskÄ vidÄ) ā kam teorÄtiski vajadzÄtu novest pie vÄl lielÄkiem situÄcijas izpratnes kvalitÄtes uzlabojumiem. . [7]. TomÄr, lai Ŕī teorija varÄtu Ä«stenoties praksÄ, ir nepiecieÅ”ama visu no sensoriem saÅemto datu kvalitatÄ«va algoritmiskÄ apstrÄde.
TÄpÄc F-35 uz klÄja pastÄvÄ«gi ir programmatÅ«ra, kuras avota kodu kopÄjais izmÄrs pÄrsniedz 20 miljonus rindu, un tÄpÄc to bieži sauc par ālidojoÅ”o datoruā. [6] TÄ kÄ paÅ”reizÄjÄ piektajÄ streikotÄju laikmetÄ kaujas pÄrÄkumu mÄra ar situÄcijas apzinÄÅ”anÄs kvalitÄti, gandrÄ«z 50% no Ŕī programmas koda (8,6 miljoni rindu) veic vissarežģītÄko algoritmisko apstrÄdi - visu ienÄkoÅ”o datu salÄ«mÄÅ”anu. no sensoriem vienÄ operÄciju teÄtra attÄlÄ. ReÄlÄ laikÄ.
ASV kaujas kaujas kaujas kuÄ£u borta funkcionalitÄtes nodroÅ”inÄÅ”anas pÄrejas dinamika uz programmatÅ«ru
F-35 autonomÄ loÄ£istikas informÄcijas sistÄma (ALIS) nodroÅ”ina iznÄ«cinÄtÄjam 1) plÄnoÅ”anu (izmantojot uzlabotas avionikas sistÄmas), 2) uzturÄÅ”anu (spÄju darboties kÄ vadoÅ”ai kaujas vienÄ«bai) un 3) pastiprinÄjumu (spÄju darboties). kÄ vergu kaujas vienÄ«ba). [4] "LÄ«mes kods" ir ALIS galvenÄ sastÄvdaļa, kas veido 95% no visiem F-35 gaisa kuÄ£u kodiem. PÄrÄjie 50% ALIS koda veic dažas nelielas, bet arÄ« algoritmiski ļoti intensÄ«vas darbÄ«bas. [12] TÄpÄc F-35 ir viena no sarežģītÄkajÄm jebkad izstrÄdÄtajÄm kaujas sistÄmÄm. [6]
ALIS ir nosacÄ«ti autopilotÄta sistÄma, kas apvieno integrÄtu kompleksu no visdažÄdÄkajÄm borta apakÅ”sistÄmÄm; un ietver arÄ« efektÄ«vu mijiedarbÄ«bu ar pilotu, sniedzot viÅam augstas kvalitÄtes informÄciju par darbÄ«bas vietu (situÄcijas apzinÄÅ”anÄs). ALIS programmatÅ«ras dzinÄjs pastÄvÄ«gi darbojas fonÄ, palÄ«dzot pilotam pieÅemt lÄmumus un sniedzot norÄdÄ«jumus kritiskajos lidojuma punktos. [13]
Kaujas atbalsta vienība
Viena no svarÄ«gÄkajÄm ALIS apakÅ”sistÄmÄm ir ākaujas atbalsta vienÄ«baā, kas sastÄv no pieciem galvenajiem elementiem [13]:
1) āCilvÄka un sistÄmas saskarneā ā nodroÅ”ina kvalitatÄ«vu operÄciju teÄtra vizualizÄciju (ergonomisku, visaptveroÅ”u, kodolÄ«gu). [12] VÄrojot Å”o teÄtri, pilots pieÅem taktiskus lÄmumus un izdod kaujas komandas, kuras savukÄrt apstrÄdÄ ICS vienÄ«ba.
2) āExecutive-control systemā (ECS) ā mijiedarbojoties ar borta ieroÄu vadÄ«bas blokiem, nodroÅ”ina kaujas komandu izpildi, kuras pilots izdod caur cilvÄka un sistÄmas saskarni. ICS arÄ« reÄ£istrÄ faktiskos bojÄjumus, kas raduÅ”ies katras kaujas komandas izmantoÅ”anas rezultÄtÄ (izmantojot atgriezeniskÄs saites sensorus), lai to turpmÄk varÄtu analizÄt aviÄcijas elektronikas sistÄmÄ.
3) āBorta imÅ«nsistÄmaā (BIS) ā uzrauga ÄrÄjos draudus un, tos atklÄjot, veic draudu novÄrÅ”anai nepiecieÅ”amos pretpasÄkumus. Å ajÄ gadÄ«jumÄ BIS var baudÄ«t draudzÄ«gu kaujas vienÄ«bu atbalstu, kas piedalÄs kopÄ«gÄ taktiskajÄ operÄcijÄ. [8] Å im nolÅ«kam LSI cieÅ”i mijiedarbojas ar avionikas sistÄmÄm ā izmantojot sakaru sistÄmu.
4) "Avionikas sistÄma" - pÄrveido neapstrÄdÄtu datu plÅ«smu, kas nÄk no dažÄdiem sensoriem, augstas kvalitÄtes situÄcijas apziÅÄ, kas pilotam ir pieejama, izmantojot cilvÄka un sistÄmas saskarni.
5) āSakaru sistÄmaā ā pÄrvalda borta un ÄrÄjÄ tÄ«kla trafiku u.c. kalpo kÄ saikne starp visÄm borta sistÄmÄm; kÄ arÄ« starp visÄm kaujas vienÄ«bÄm, kas piedalÄs kopÄ«gÄ taktiskajÄ operÄcijÄ.
CilvÄka un sistÄmas saskarne
Lai apmierinÄtu vajadzÄ«bu pÄc augstas kvalitÄtes un visaptveroÅ”as situÄcijas izpratnes, komunikÄcija un vizualizÄcija iznÄ«cinÄtÄja kabÄ«nÄ ir ļoti svarÄ«ga. ALIS kopumÄ un jo Ä«paÅ”i kaujas atbalsta vienÄ«bas seja ir āpanorÄmas vizualizÄcijas displeja apakÅ”sistÄmaā (L-3 Communications Display Systems). Tas ietver lielu augstas izŔķirtspÄjas skÄrienekrÄnu (LADD) un platjoslas sakaru kanÄlu. ProgrammatÅ«ra L-3 darbojas ar Integrity OS 178B (reÄllaika operÄtÄjsistÄma no Green Hills Software), kas ir galvenÄ iznÄ«cinÄtÄja F-35 aviÄcijas operÄtÄjsistÄma.
F-35 kiberinfrastruktÅ«ras arhitekti izvÄlÄjÄs Integrity OS 178B, pamatojoties uz seÅ”Äm operÄtÄjsistÄmai raksturÄ«gÄm funkcijÄm: 1) atvÄrtÄs arhitektÅ«ras standartu ievÄroÅ”ana, 2) saderÄ«ba ar Linux, 3) savietojamÄ«ba ar POSIX API, 4) droÅ”a atmiÅas pieŔķirÅ”ana, 5) atbalsts Ä«paÅ”u prasÄ«bu droŔība un 6) atbalsts ARINC 653 specifikÄcijai. [12] "ARINC 653" ir lietojumprogrammatÅ«ras saskarne aviÄcijas elektronikas lietojumiem. Å Ä« saskarne regulÄ aviÄcijas skaitļoÅ”anas sistÄmas resursu laika un telpisko sadalÄ«jumu saskaÅÄ ar integrÄtÄs modulÄrÄs avionikas principiem; un arÄ« nosaka programmÄÅ”anas saskarni, kas lietojumprogrammatÅ«rai jÄizmanto, lai piekļūtu datorsistÄmas resursiem.
PanorÄmas vizualizÄcijas displeja apakÅ”sistÄma
Izpildvaras kontroles sistÄma
KÄ minÄts iepriekÅ”, ICS, mijiedarbojoties ar borta ieroÄu vadÄ«bas blokiem, nodroÅ”ina kaujas komandu izpildi un katras kaujas komandas izmantoÅ”anas faktisko bojÄjumu fiksÄÅ”anu. ICS sirds ir superdators, kas, gluži dabiski, tiek klasificÄts arÄ« kÄ "borta ierocis".
TÄ kÄ iebÅ«vÄtajam superdatoram uzticÄto uzdevumu apjoms ir milzÄ«gs, tas ir palielinÄjis izturÄ«bu un atbilst augstÄm prasÄ«bÄm attiecÄ«bÄ uz kļūdu toleranci un skaitļoÅ”anas jaudu; Tas ir aprÄ«kots arÄ« ar efektÄ«vu Ŕķidruma dzesÄÅ”anas sistÄmu. Visi Å”ie pasÄkumi tiek veikti, lai nodroÅ”inÄtu, ka borta datorsistÄma spÄj efektÄ«vi apstrÄdÄt milzÄ«gus datu apjomus un veikt progresÄ«vu algoritmisko apstrÄdi, kas nodroÅ”ina pilotam efektÄ«vu situÄcijas izpratni: sniedzot viÅam visaptveroÅ”u informÄciju par darbÄ«bas laukumu. [12]
IznÄ«cinÄtÄja F-35 borta superdators spÄj nepÄrtraukti veikt 40 miljardus operÄciju sekundÄ, pateicoties kam tas nodroÅ”ina modernas avionikas resursietilpÄ«gu algoritmu daudzuzdevumu izpildi (ieskaitot elektrooptisko, infrasarkano un radara dati). [9] ReÄllaikÄ. IznÄ«cinÄtÄjam F-35 nav iespÄjams veikt visus Å”os algoritmiski intensÄ«vos aprÄÄ·inus uz sÄniem (lai neaprÄ«kotu katru kaujas vienÄ«bu ar superdatoru), jo kopÄjÄs datu plÅ«smas intensitÄte, kas nÄk no visiem sensoriem, pÄrsniedz ÄtrÄko sakaru sistÄmu caurlaidspÄja - vismaz 1000 reizes. [12]
Lai nodroÅ”inÄtu paaugstinÄtu uzticamÄ«bu, visas kritiskÄs F-35 borta sistÄmas (tostarp zinÄmÄ mÄrÄ arÄ« borta superdators) tiek ieviestas, izmantojot dublÄÅ”anas principu, lai vienu un to paÅ”u uzdevumu uz kuÄ£a varÄtu veikt vairÄkas dažÄdas ierÄ«ces. TurklÄt atlaiÅ”anas prasÄ«ba ir tÄda, ka dublikÄtus izstrÄdÄ alternatÄ«vi ražotÄji un tiem ir alternatÄ«va arhitektÅ«ra. Pateicoties tam, tiek samazinÄta oriÄ£inÄla un dublikÄta vienlaicÄ«gas kļūmes iespÄjamÄ«ba. [1, 2] Å Ä« iemesla dÄļ galvenajÄ datorÄ darbojas Linux lÄ«dzÄ«ga operÄtÄjsistÄma, bet vergu datoros darbojas Windows. [2] TurklÄt, lai, ja kÄds no datoriem sabojÄjas, kaujas atbalsta vienÄ«ba varÄtu turpinÄt darboties (vismaz avÄrijas režīmÄ), ALIS kodola arhitektÅ«ra ir veidota pÄc principa ādaudzpavedienu klient-serveris dalÄ«tai skaitļoÅ”anaiā. [18]
Borta imÅ«nsistÄma
ApstrÄ«dÄtÄ taktiskÄ vidÄ, lai saglabÄtu imunitÄti gaisÄ, ir nepiecieÅ”ama efektÄ«va noturÄ«bas, dublÄÅ”anas, daudzveidÄ«bas un sadalÄ«tas funkcionalitÄtes kombinÄcija. Vakardienas kaujas aviÄcijai nebija vienotas borta imÅ«nsistÄmas (BIS). TÄs aviÄcijas LSI bija sadrumstalota un sastÄvÄja no vairÄkiem neatkarÄ«gi darbojoÅ”iem komponentiem. Katrs no Å”iem komponentiem tika optimizÄts, lai izturÄtu konkrÄtu, Å”auru ieroÄu sistÄmu komplektu: 1) ballistiskos Å”ÄviÅus, 2) raÄ·etes, kas tÄmÄtas uz radiofrekvences vai elektrooptisku signÄlu, 3) lÄzera apstaroÅ”anu, 4) radara apstaroÅ”anu utt. Kad uzbrukums tika konstatÄts, attiecÄ«gÄ LSI apakÅ”sistÄma tika automÄtiski aktivizÄta un veica pretpasÄkumus.
Vakardienas LSI komponentus projektÄja un izstrÄdÄja neatkarÄ«gi viens no otra ā dažÄdi darbuzÅÄmÄji. TÄ kÄ Å”iem komponentiem parasti bija slÄgta arhitektÅ«ra, LSI modernizÄcija, parÄdoties jaunÄm tehnoloÄ£ijÄm un jaunÄm ieroÄu sistÄmÄm, tika samazinÄta lÄ«dz vÄl viena neatkarÄ«ga LSI komponenta pievienoÅ”anai. Å Ädas sadrumstalotas LSI, kas sastÄv no neatkarÄ«giem komponentiem ar slÄgtu arhitektÅ«ru, galvenais trÅ«kums ir tÄds, ka tÄ fragmenti nevar mijiedarboties savÄ starpÄ un tos nevar centralizÄti koordinÄt. Citiem vÄrdiem sakot, viÅi nevar sazinÄties savÄ starpÄ un veikt kopÄ«gas operÄcijas, kas ierobežo visas LSI uzticamÄ«bu un pielÄgoÅ”anÄs spÄju kopumÄ. PiemÄram, ja viena no imÅ«nÄs apakÅ”sistÄmÄm sabojÄjas vai tiek iznÄ«cinÄta, pÄrÄjÄs apakÅ”sistÄmas nevar efektÄ«vi kompensÄt Å”o zaudÄjumu. TurklÄt LSI sadrumstalotÄ«ba ļoti bieži izraisa augsto tehnoloÄ£iju komponentu, piemÄram, procesoru un displeju, dublÄÅ”anos [8], kas saistÄ«bÄ ar āmūžzaļo problÄmuā samazinÄt SWaP (izmÄrs, svars un enerÄ£ijas patÄriÅÅ”) [16]. ], ir ļoti izŔķÄrdÄ«ga. Nav pÄrsteidzoÅ”i, ka Å”ie agrÄ«nie LSI pakÄpeniski noveco.
SadrumstalotÄ LSI tiek aizstÄta ar vienu sadalÄ«tu iebÅ«vÄtu imÅ«nsistÄmu, ko kontrolÄ āintelektuÄli kognitÄ«vais kontrolierisā (ICC). ICC ir Ä«paÅ”a programma, iebÅ«vÄta centrÄlÄ nervu sistÄma, kas darbojas virs BIS iekļautajÄm integrÄtajÄm apakÅ”sistÄmÄm. Å Ä« programma apvieno visas LSI apakÅ”sistÄmas vienÄ izplatÄ«tÄ tÄ«klÄ (ar kopÄ«gu informÄciju un kopÄ«giem resursiem), kÄ arÄ« savieno visas LSI ar centrÄlo procesoru un citÄm borta sistÄmÄm. [8] Å Ä«s kombinÄcijas (ieskaitot kombinÄciju ar komponentiem, kas tiks izstrÄdÄtas nÄkotnÄ) pamats ir vispÄrpieÅemtais āsistÄmu sistÄmasā (SoS) jÄdziens [3] - ar tÄ atŔķirÄ«gÄm Ä«paŔībÄm, piemÄram, mÄrogojamÄ«bu, publisko specifikÄciju. un atvÄrtÄs arhitektÅ«ras programmatÅ«ra un aparatÅ«ra.
ICC ir pieejama informÄcija no visÄm BIS apakÅ”sistÄmÄm; tÄ funkcija ir salÄ«dzinÄt un analizÄt no LSI apakÅ”sistÄmÄm saÅemto informÄciju. ICC pastÄvÄ«gi strÄdÄ fonÄ, nepÄrtraukti mijiedarbojoties ar visÄm LSI apakÅ”sistÄmÄm ā identificÄjot katru iespÄjamo apdraudÄjumu, lokalizÄjot to un visbeidzot iesakot pilotam optimÄlo pretpasÄkumu kopumu (Åemot vÄrÄ katras no LSI apakÅ”sistÄmÄm unikÄlÄs iespÄjas). Å im nolÅ«kam ICC izmanto progresÄ«vus kognitÄ«vos algoritmus [17-25].
Tas. Katrai lidmaŔīnai ir savs individuÄlais ICC. TaÄu, lai panÄktu vÄl lielÄku integrÄciju (un lÄ«dz ar to arÄ« lielÄku uzticamÄ«bu), visu taktiskajÄ operÄcijÄ iesaistÄ«to gaisa kuÄ£u ICC tiek apvienoti vienotÄ tÄ«klÄ, kura koordinÄÅ”anai tiek izmantota āautonomÄ loÄ£istikas informÄcijas sistÄmaā (ALIS). ) ir atbildÄ«gs. [4] Kad kÄds no ICC konstatÄ draudus, ALIS aprÄÄ·ina efektÄ«vÄkos pretpasÄkumus ā izmantojot informÄciju no visÄm ICC un visu taktiskajÄ operÄcijÄ iesaistÄ«to kaujas vienÄ«bu atbalstu. ALIS āzinaā katra ICC individuÄlÄs Ä«paŔības un izmanto tÄs, lai Ä«stenotu saskaÅotus pretpasÄkumus.
Distributed LSI nodarbojas ar ÄrÄjiem (saistÄ«ti ar ienaidnieka kaujas operÄcijÄm) un iekÅ”Äjiem (saistÄ«ti ar pilotÄÅ”anas stilu un darbÄ«bas niansÄm) draudiem. Uz iznÄ«cinÄtÄja F-35 avionikas sistÄma ir atbildÄ«ga par ÄrÄjo draudu apstrÄdi, un VRAMS (inteliÄ£enta riska informÄcijas sistÄma, kas saistÄ«ta ar bÄ«stamiem manevriem aprÄ«kojumam) ir atbildÄ«ga par iekÅ”Äjo apdraudÄjumu apstrÄdi. [13] VRAMS galvenais mÄrÄ·is ir pagarinÄt gaisa kuÄ£a darbÄ«bas periodus starp nepiecieÅ”amajÄm apkopes sesijÄm. Lai to izdarÄ«tu, VRAMS apkopo reÄllaika informÄciju par pamata borta apakÅ”sistÄmu (lidmaŔīnas dzinÄju, palÄ«gpiedziÅas, mehÄnisko komponentu, elektrisko apakÅ”sistÄmu) darbÄ«bu un analizÄ to tehnisko stÄvokli; Åemot vÄrÄ tÄdus parametrus kÄ temperatÅ«ras maksimumi, spiediena kritumi, vibrÄciju dinamika un visa veida traucÄjumi. Pamatojoties uz Å”o informÄciju, VRAMS sniedz pilotam iepriekÅ”Äjus ieteikumus, kÄ rÄ«koties, lai gaisa kuÄ£is bÅ«tu droÅ”s un vesels. VRAMS āprognozÄā, pie kÄdÄm sekÄm var novest noteiktas pilota darbÄ«bas, kÄ arÄ« sniedz ieteikumus, kÄ no tÄm izvairÄ«ties. [13]
Etalons, uz kuru VRAMS tiecas, ir nulles apkope, vienlaikus saglabÄjot Ä«paÅ”i lielu uzticamÄ«bu un samazinÄtu strukturÄlo nogurumu. Lai sasniegtu Å”o mÄrÄ·i, pÄtniecÄ«bas laboratorijas strÄdÄ, lai radÄ«tu materiÄlus ar viedÄm konstrukcijÄm, kas spÄs efektÄ«vi darboties bezapkopes apstÄkļos. PÄtnieki Å”ajÄs laboratorijÄs izstrÄdÄ metodes mikroplaisu un citu atteices priekÅ”teÄu noteikÅ”anai, lai jau iepriekÅ” novÄrstu iespÄjamÄs kļūmes. Tiek veikti arÄ« pÄtÄ«jumi, lai labÄk izprastu strukturÄlÄ noguruma fenomenu, lai izmantotu Å”os datus, lai regulÄtu aviÄcijas manevrus, lai samazinÄtu strukturÄlo nogurumu utt. pagarinÄt lidmaŔīnas lietderÄ«gÄs lietoÅ”anas laiku. [13] Å ajÄ sakarÄ ir interesanti atzÄ«mÄt, ka aptuveni 50% no žurnÄla āAdvanced in Engineering Softwareā rakstiem ir veltÄ«ti dzelzsbetona un citu konstrukciju stiprÄ«bas un ievainojamÄ«bas analÄ«zei.
InteliÄ£enta sistÄma informÄÅ”anai par riskiem, kas saistÄ«ti ar tehnikai bÄ«stamiem manevriem
Uzlabota avionikas sistÄma
F-35 iznÄ«cinÄtÄja gaisa kaujas atbalsta vienÄ«bÄ ir iekļauta uzlabota avionikas sistÄma, kas paredzÄta vÄrienÄ«ga uzdevuma risinÄÅ”anai:
Vakardienas avionikas sistÄmÄs ietilpa vairÄkas neatkarÄ«gas apakÅ”sistÄmas (infrasarkano un ultravioleto sensoru, radaru, hidrolokatoru, elektroniskÄs karadarbÄ«bas un citas kontrolÄjoÅ”as), no kurÄm katra bija aprÄ«kota ar savu displeju. Å Ä« iemesla dÄļ pilotam bija jÄaplÅ«ko katrs displejs pÄc kÄrtas un manuÄli jÄanalizÄ un jÄsalÄ«dzina no tiem iegÅ«tie dati. No otras puses, mÅ«sdienu avionikas sistÄma, kas jo Ä«paÅ”i ir aprÄ«kota ar iznÄ«cinÄtÄju F-35, atspoguļo visus iepriekÅ” izkaisÄ«tos datus kÄ vienu resursu; vienÄ kopÄjÄ displejÄ. Tas. moderna avionikas sistÄma ir integrÄts uz tÄ«klu orientÄts datu saplÅ«Å”anas komplekss, kas nodroÅ”ina pilotam visefektÄ«vÄko situÄcijas izpratni; glÄbjot viÅu no nepiecieÅ”amÄ«bas veikt sarežģītus analÄ«tiskos aprÄÄ·inus. TÄ rezultÄtÄ, pateicoties cilvÄciskÄ faktora izslÄgÅ”anai no analÄ«tiskÄs cilpas, pilotu tagad nevar novÄrst no galvenÄs kaujas misijas.
Viens no pirmajiem nozÄ«mÄ«gajiem mÄÄ£inÄjumiem novÄrst cilvÄka faktoru no avionikas analÄ«tiskÄs cilpas tika Ä«stenots iznÄ«cinÄtÄja F-22 kiberinfrastruktÅ«rÄ. Uz Ŕī cÄ«nÄ«tÄja klÄja algoritmiski intensÄ«va programma ir atbildÄ«ga par kvalitatÄ«vu dažÄdu sensoru datu salÄ«mÄÅ”anu, kuras avota kodu kopÄjais izmÄrs ir 1,7 miljoni rindiÅu. TajÄ paÅ”Ä laikÄ 90% koda ir rakstÄ«ts AdÄ. TomÄr modernÄ avionikas sistÄma, ko kontrolÄ ALIS programma, ar kuru ir aprÄ«kots F-35, ir ievÄrojami uzlabojusies salÄ«dzinÄjumÄ ar iznÄ«cinÄtÄju F-22.
ALIS pamatÄ bija F-22 iznÄ«cinÄtÄja programmatÅ«ra. TomÄr tagad par datu apvienoÅ”anu ir atbildÄ«gas nevis 1,7 miljoni koda rindiÅu, bet gan 8,6 miljoni. TajÄ paÅ”Ä laikÄ lielÄkÄ daļa koda ir rakstÄ«ta C/C++ valodÄ. Visa Ŕī algoritmiski intensÄ«vÄ koda galvenais uzdevums ir izvÄrtÄt, kÄda informÄcija bÅ«s aktuÄla pilotam. RezultÄtÄ, koncentrÄjoties tikai uz kritiskiem datiem operÄciju laukumÄ, pilots tagad spÄj pieÅemt ÄtrÄkus un efektÄ«vÄkus lÄmumus. Tas. MÅ«sdienu avionikas sistÄma, ar kuru jo Ä«paÅ”i ir aprÄ«kots iznÄ«cinÄtÄjs F-35, noÅem pilota analÄ«tisko slogu un visbeidzot ļauj viÅam vienkÄrÅ”i lidot. [12]
VecÄ stila avionika
SÄnjosla: izstrÄdes rÄ«ki, ko izmanto uz F-35
Daži [nelieli] F-35 iebÅ«vÄtÄs kiberinfrastruktÅ«ras programmatÅ«ras komponenti ir rakstÄ«ti tÄdÄs relikviju valodÄs kÄ Ada, CMS-2Y, FORTRAN. Programmu bloki, kas rakstÄ«ti AdÄ, parasti tiek aizgÅ«ti no iznÄ«cinÄtÄja F-22. [12] TomÄr Å”ajÄs relikviju valodÄs rakstÄ«tais kods ir tikai neliela daļa no F-35 programmatÅ«ras. GalvenÄ F-35 programmÄÅ”anas valoda ir C/C++. Uz F-35 klÄja tiek izmantotas arÄ« relÄciju un objektorientÄtas datu bÄzes. [14] Lai efektÄ«vi apstrÄdÄtu lielos datus, tiek izmantotas datu bÄzes. Lai Å”o darbu varÄtu veikt reÄllaikÄ, datu bÄzes tiek izmantotas kopÄ ar aparatÅ«ras grafiku analÄ«zes paÄtrinÄtÄju. [15]
SÄnjosla: F-35 aizmugurÄjÄs durvis
Visas sastÄvdaļas, kas veido mÅ«sdienu amerikÄÅu militÄro aprÄ«kojumu, ir 1) vai nu izgatavotas pÄc pasÅ«tÄ«juma, 2) vai pielÄgotas no pieejamajiem komerciÄlajiem produktiem, 3) vai arÄ« ir komerciÄls risinÄjums. TurklÄt visos trÄ«s Å”ajos gadÄ«jumos ražotÄjiem, vai nu atseviŔķu komponentu, vai visas sistÄmas kopumÄ, ir apÅ”aubÄmi ciltsraksti, kuru izcelsme parasti ir Ärpus valsts. TÄ rezultÄtÄ pastÄv risks, ka kÄdÄ piegÄdes Ä·Ädes posmÄ (kas bieži vien ir izstiepta visÄ pasaulÄ) programmatÅ«ras vai aparatÅ«ras komponentÄ tiks iebÅ«vÄta aizmugures durvis vai ļaunprÄtÄ«ga programmatÅ«ra (programmatÅ«ras vai aparatÅ«ras lÄ«menÄ«). TurklÄt ir zinÄms, ka ASV gaisa spÄki izmanto vairÄk nekÄ 1 miljonu viltotu elektronisko komponentu, kas arÄ« palielina ļaunprÄtÄ«ga koda un aizmugures durvju iespÄjamÄ«bu uz kuÄ£a. Nemaz nerunÄjot par to, ka viltojums parasti ir nekvalitatÄ«va un nestabila oriÄ£inÄla kopija ar visu no tÄ izrietoÅ”o. [5]
ALIS kodola arhitektūra
Apkopojot visu iebÅ«vÄto sistÄmu aprakstu, mÄs varam teikt, ka galvenÄs prasÄ«bas tÄm ir Å”Ädas: integrÄjamÄ«ba un mÄrogojamÄ«ba; publiska specifikÄcija un atvÄrtÄ arhitektÅ«ra; ergonomika un kodolÄ«gums; stabilitÄte, atlaiÅ”ana, daudzveidÄ«ba, palielinÄta noturÄ«ba un izturÄ«ba; izplatÄ«ta funkcionalitÄte. ALIS pamata arhitektÅ«ra ir visaptveroÅ”a atbilde uz Ŕīm plaÅ”ajÄm un ambiciozajÄm konkurÄjoÅ”Äm prasÄ«bÄm F-35 Joint Strike Fighter.
TomÄr Ŕī arhitektÅ«ra, tÄpat kÄ viss Ä£eniÄlais, ir vienkÄrÅ”a. Par pamatu tika Åemta galÄ«go stÄvokļu maŔīnu koncepcija. Å Ä«s koncepcijas pielietojums ALIS ietvaros tiek realizÄts ar to, ka visiem iznÄ«cinÄtÄja F-35 borta programmatÅ«ras komponentiem ir vienota struktÅ«ra. ApvienojumÄ ar vairÄku pavedienu klienta-servera arhitektÅ«ru sadalÄ«tai skaitļoÅ”anai, ALIS automÄta kodols atbilst visÄm iepriekÅ” aprakstÄ«tajÄm pretrunÄ«gajÄm prasÄ«bÄm. Katrs ALIS programmatÅ«ras komponents sastÄv no interfeisa ".h-file" un algoritmiskÄs konfigurÄcijas ".cpp-file". To vispÄrÄ«gÄ struktÅ«ra ir norÄdÄ«ta rakstam pievienotajos avota failos (skatiet nÄkamos trÄ«s spoileri).
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;
}
automÄti1.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;
}
RezumÄjot, strÄ«dÄ«gÄ taktiskÄ vidÄ gaisa spÄku vienÄ«bas, kuru borta kiberinfrastruktÅ«ra efektÄ«vi apvieno noturÄ«bu, dublÄÅ”anu, daudzveidÄ«bu un izkliedÄtu funkcionalitÄti, bauda kaujas pÄrÄkumu. ModernÄs aviÄcijas IKK un ALIS atbilst Ŕīm prasÄ«bÄm. TaÄu to integrÄcijas pakÄpe nÄkotnÄ tiks paplaÅ”inÄta arÄ« mijiedarbÄ«bÄ ar citÄm armijas vienÄ«bÄm, turpretim Å”obrÄ«d gaisa spÄku efektÄ«va integrÄcija aptver tikai savu vienÄ«bu.
BibliogrÄfija
1. Kortnija Hovarda. Avionika: priekÅ”Ä lÄ«knei //MilitÄrÄ un kosmosa elektronika: Avionikas inovÄcijas. 24(6), 2013. lpp. 10-17.
2.
3. Alvins MÄrfijs. SistÄmu sistÄmu integrÄcijas nozÄ«me // VadoÅ”Ä mala: SistÄmu inženierijas un integrÄcijas apkaroÅ”ana. 8(2), 2013. lpp. 8-15.
4.
5. GlobÄlie apvÄrÅ”Åi // Amerikas Savienoto Valstu gaisa spÄku globÄlÄ zinÄtnes un tehnoloÄ£iju vÄ«zija. 3.07.2013.
6. Kriss Babkoks. GatavoÅ”anÄs nÄkotnes kiberkaujas laukam // Gaisa un kosmosa enerÄ£ijas žurnÄls. 29(6), 2015. lpp. 61-73.
7. Edriks Tompsons. KopÄjÄ darbÄ«bas vide: sensori pÄrvieto armiju vienu soli tuvÄk // Armijas tehnoloÄ£ija: sensori. 3(1), 2015. lpp. 16.
8. Marks Kalafuts. Gaisa kuÄ£u izdzÄ«voÅ”anas nÄkotne: vieda, integrÄta izdzÄ«voÅ”anas komplekta izveide // Armijas tehnoloÄ£ija: AviÄcija. 3(2), 2015. lpp. 16-19.
9. Kortnija Hovarda.
10. StefÄnija Anne Fraioli. IzlÅ«koÅ”anas atbalsts F-35A Lightning II // Gaisa un kosmosa enerÄ£ijas žurnÄls. 30 (2), 2016. lpp. 106-109.
11. Kortnija E. Hovarda. Video un attÄlu apstrÄde malÄs // Military & Aerospace electronics: Progressive avionics. 22(8), 2011.
12. Kortnija Hovarda. Kaujas lidmaŔīnas ar modernu avioniku // MilitÄrÄ un kosmosa elektronika: Avionika. 25(2), 2014. 8.-15.lpp.
13. KoncentrÄjieties uz rotorkuÄ£iem: zinÄtnieki, pÄtnieki un aviatori virza inovÄcijas // Armijas tehnoloÄ£ija: AviÄcija. 3(2), 2015. 11.-13.lpp.
14.
15. PlaÅ”s aÄ£entÅ«ras paziÅojums Hierarchical Identify Verify Exploit (HIVE) Microsystems Technology Office DARPA-BAA-16-52, 2. gada 2016. augusts.
16. Kortnija Hovarda. PieprasÄ«tie dati: atbilde uz saziÅas zvanu // Military & Aerospace electronics: Wearable Electronics. 27(9), 2016.
17. PlaÅ”s aÄ£entÅ«ras paziÅojums: izskaidrojams mÄkslÄ«gais intelekts (XAI) DARPA-BAA-16-53, 2016. gads.
18. Žordi Vallverdu. KognitÄ«vÄ arhitektÅ«ra emociju Ä«stenoÅ”anai skaitļoÅ”anas sistÄmÄs // Biologically Inspired Cognitive Architectures. 15, 2016. lpp. 34-40.
19. BrÅ«ss K. Džonsons. Cognetic rÄ«tausma: laikmets, kas cÄ«nÄs ar ideoloÄ£isko karu, iedarbinot domu // Air & Space Power Journal. 22(1), 2008. lpp. 98-106.
20. Å arona M. LatÅ«ra. EmocionÄlÄ inteliÄ£ence: ietekme uz visiem ASV gaisa spÄku vadÄ«tÄjiem // Gaisa un kosmosa enerÄ£ijas žurnÄls. 16(4), 2002. lpp. 27-35.
21. Pulkvežleitnants Å arons M. LatÅ«rs. EmocionÄlÄ inteliÄ£ence: ietekme uz visiem ASV gaisa spÄku vadÄ«tÄjiem // Gaisa un kosmosa enerÄ£ijas žurnÄls. 16(4), 2002. lpp. 27-35.
22. Džeina Bensone. KognitÄ«vÄs zinÄtnes pÄtÄ«jumi: virzÄ«t karavÄ«rus pareizajÄ virzienÄ // Armijas tehnoloÄ£ija: skaitļoÅ”ana. 3(3), 2015. lpp. 16-17.
23. Dajana Araujo.
24. Džeimss S. Albuss. RCS: kognitÄ«vÄ arhitektÅ«ra viedÄm vairÄku aÄ£entu sistÄmÄm // Gada pÄrskati par kontroli. 29(1), 2005. lpp. 87-99.
25. Karevs A.A. UzticÄ«bas sinerÄ£ija // Praktiskais mÄrketings. 2015. Nr.8(222). 43.-48.lpp.
26. Karevs A.A. VairÄku pavedienu klients-serveris sadalÄ«tai skaitļoÅ”anai // SistÄmas administrators. 2016. Nr.1-2(158-159). 93.-95.lpp.
27. Karevs A.A. VienotÄ uzbrukuma iznÄ«cinÄtÄja F-35 borta MPS aparatÅ«ras komponenti // Komponenti un tehnoloÄ£ijas. 2016. Nr.11. P.98-102.
PS. Å is raksts sÄkotnÄji tika publicÄts
Avots: www.habr.com