Tổng quan về các thành phần chính của Hệ thống thông tin hậu cần tự động (ALIS) của Máy bay tấn công thống nhất F-35. Phân tích chi tiết về “đơn vị hỗ trợ chiến đấu” và bốn thành phần chính của nó: 1) giao diện hệ thống con người, 2) hệ thống điều khiển điều hành, 3) hệ thống miễn dịch trên máy bay, 4) hệ thống điện tử hàng không. Một số thông tin liên quan đến phần sụn của máy bay chiến đấu F-35 và các công cụ được sử dụng cho phần mềm trên máy bay. Một so sánh với các mẫu máy bay chiến đấu trước đó được đưa ra và triển vọng phát triển hơn nữa của ngành hàng không quân đội cũng được chỉ ra.
Máy bay chiến đấu F-35 là một đàn bay gồm tất cả các loại cảm biến công nghệ cao cung cấp “nhận thức tình huống 360 độ” tổng thể.
Giới thiệu
Hệ thống phần cứng của Không quân ngày càng trở nên phức tạp hơn theo thời gian. [27] Cơ sở hạ tầng mạng của họ (các thành phần phần mềm và phần cứng yêu cầu tinh chỉnh thuật toán tinh vi) cũng đang dần trở nên phức tạp hơn. Sử dụng ví dụ của Không quân Hoa Kỳ, người ta có thể thấy cơ sở hạ tầng mạng của máy bay chiến đấu - so với các thành phần phần cứng truyền thống của nó - đã dần mở rộng từ mức dưới 5% (đối với F-4, máy bay chiến đấu thế hệ thứ ba) lên hơn 90% (đối với F-35, máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm). [5] Để tinh chỉnh cơ sở hạ tầng mạng này, F-35 chịu trách nhiệm về phần mềm mới nhất được phát triển đặc biệt cho mục đích này: Hệ thống thông tin hậu cần tự động (ALIS).
Hệ thống thông tin hậu cần tự động
Trong kỷ nguyên của máy bay chiến đấu thế hệ thứ 5, ưu thế chiến đấu chủ yếu được đo lường bằng chất lượng nhận thức tình huống. [10] Do đó, máy bay chiến đấu F-35 là một đàn bay được trang bị đủ loại cảm biến công nghệ cao, cung cấp khả năng nhận biết tình huống tổng thể 360 độ. [11] Một bản hit mới phổ biến về vấn đề này là cái gọi là. “Kiến trúc cảm biến tích hợp” (ISA), bao gồm các cảm biến tương tác động độc lập với nhau (không chỉ trong môi trường yên tĩnh mà còn trong môi trường chiến thuật đầy tranh chấp) - về mặt lý thuyết, điều này sẽ dẫn đến những cải tiến lớn hơn nữa về chất lượng nhận thức tình huống . [7]. Tuy nhiên, để lý thuyết này đi vào thực tế, việc xử lý thuật toán chất lượng cao cho tất cả dữ liệu nhận được từ các cảm biến là cần thiết.
Do đó, F-35 liên tục mang theo phần mềm trên máy bay, tổng kích thước mã nguồn vượt quá 20 triệu dòng, mà nó thường được gọi là “máy tính bay”. [6] Vì trong kỷ nguyên thứ năm hiện nay của máy bay chiến đấu tấn công, ưu thế chiến đấu được đo bằng chất lượng nhận thức tình huống, nên gần 50% mã chương trình này (8,6 triệu dòng) thực hiện quá trình xử lý thuật toán phức tạp nhất - để kết dính tất cả dữ liệu sắp tới. từ các cảm biến thành một bức ảnh duy nhất về hoạt động. Trong thời gian thực.
Động lực của sự thay đổi trong việc cung cấp chức năng trên máy bay cho máy bay chiến đấu của Hoa Kỳ - hướng tới phần mềm
Hệ thống thông tin hậu cần tự động (ALIS) của F-35 cung cấp cho máy bay chiến đấu 1) lập kế hoạch (thông qua hệ thống điện tử hàng không tiên tiến), 2) duy trì (khả năng hoạt động như một đơn vị chiến đấu dẫn đầu) và 3) tăng cường. như một đơn vị chiến đấu nô lệ). [4] "Mã keo" là thành phần chính của ALIS, chiếm 95% tổng số mã máy bay F-35. 50% còn lại của mã ALIS thực hiện một số thao tác nhỏ nhưng cũng rất chuyên sâu về mặt thuật toán. [12] Do đó, F-35 là một trong những hệ thống chiến đấu phức tạp nhất từng được phát triển. [6]
ALIS là một hệ thống lái tự động có điều kiện, kết hợp tổ hợp tích hợp của nhiều hệ thống con trên tàu; và cũng bao gồm sự tương tác hiệu quả với phi công bằng cách cung cấp cho anh ta thông tin chất lượng cao về bối cảnh hoạt động (nhận thức tình huống). Công cụ phần mềm ALIS chạy liên tục ở chế độ nền, hỗ trợ phi công đưa ra quyết định và cung cấp hướng dẫn tại các điểm quan trọng trong chuyến bay. [13]
Đơn vị hỗ trợ chiến đấu
Một trong những hệ thống con quan trọng nhất của ALIS là “đơn vị hỗ trợ chiến đấu”, bao gồm năm yếu tố chính [13]:
1) “Giao diện hệ thống con người” – cung cấp hình ảnh trực quan chất lượng cao về hoạt động (tiện dụng, toàn diện, ngắn gọn). [12] Quan sát khu vực này, phi công đưa ra các quyết định chiến thuật và đưa ra các lệnh chiến đấu, sau đó được đơn vị ICS xử lý.
2) “Hệ thống điều khiển điều hành” (ECS) – tương tác với các đơn vị điều khiển vũ khí trên máy bay, đảm bảo thực hiện các lệnh chiến đấu do phi công đưa ra thông qua giao diện hệ thống con người. ICS cũng ghi lại thiệt hại thực tế từ việc sử dụng từng lệnh chiến đấu (thông qua cảm biến phản hồi) - để hệ thống điện tử hàng không phân tích tiếp theo.
3) “Hệ thống miễn dịch trên tàu” (BIS) – giám sát các mối đe dọa bên ngoài và khi chúng được phát hiện, sẽ thực hiện các biện pháp đối phó cần thiết để loại bỏ các mối đe dọa. Trong trường hợp này, BIS có thể nhận được sự hỗ trợ của các đơn vị chiến đấu thiện chiến tham gia vào hoạt động chiến thuật chung. [8] Với mục đích này, LSI tương tác chặt chẽ với các hệ thống điện tử hàng không - thông qua hệ thống liên lạc.
4) “Hệ thống điện tử hàng không” - chuyển đổi luồng dữ liệu thô đến từ nhiều cảm biến khác nhau thành nhận thức tình huống chất lượng cao, có sẵn cho phi công thông qua giao diện hệ thống con người.
5) “Hệ thống liên lạc” – quản lý lưu lượng mạng bên trong và bên ngoài, v.v. phục vụ như một liên kết giữa tất cả các hệ thống trên tàu; cũng như giữa tất cả các đơn vị chiến đấu tham gia vào một hoạt động chiến thuật chung.
Giao diện hệ thống con người
Để đáp ứng nhu cầu nhận thức tình huống toàn diện và chất lượng cao, việc liên lạc và trực quan hóa trong buồng lái máy bay chiến đấu là rất quan trọng. Bộ mặt của ALIS nói chung và đơn vị hỗ trợ chiến đấu nói riêng là “hệ thống con hiển thị hình ảnh toàn cảnh” (L-3 Communications Display Systems). Nó bao gồm một màn hình cảm ứng độ phân giải cao (LADD) lớn và một kênh liên lạc băng thông rộng. Phần mềm L-3 chạy Integrity OS 178B (hệ điều hành thời gian thực của Green Hills Software), là hệ điều hành hệ thống điện tử hàng không chính cho máy bay chiến đấu F-35.
Các kiến trúc sư cơ sở hạ tầng mạng của F-35 đã chọn Hệ điều hành toàn vẹn 178B dựa trên sáu tính năng dành riêng cho hệ điều hành: 1) tuân thủ các tiêu chuẩn kiến trúc mở, 2) khả năng tương thích với Linux, 3) khả năng tương thích với API POSIX, 4) phân bổ bộ nhớ an toàn, 5) hỗ trợ bảo mật các yêu cầu đặc biệt và 6) hỗ trợ cho đặc tả ARINC 653. [12] "ARINC 653" là giao diện phần mềm ứng dụng cho các ứng dụng điện tử hàng không. Giao diện này quy định sự phân chia theo không gian và thời gian của tài nguyên hệ thống máy tính hàng không theo các nguyên tắc của hệ thống điện tử hàng không mô-đun tích hợp; và cũng xác định giao diện lập trình mà phần mềm ứng dụng phải sử dụng để truy cập tài nguyên hệ thống máy tính.
Hệ thống con hiển thị trực quan toàn cảnh
Hệ thống điều hành-điều hành
Như đã lưu ý ở trên, ICS, tương tác với các đơn vị điều khiển vũ khí trên tàu, đảm bảo thực hiện các lệnh chiến đấu và ghi lại thiệt hại thực tế khi sử dụng từng lệnh chiến đấu. Trái tim của ICS là một siêu máy tính, đương nhiên cũng được xếp vào loại “vũ khí trên máy bay”.
Do khối lượng nhiệm vụ được giao cho siêu máy tính trên bo mạch là rất lớn nên nó có sức mạnh tăng lên và đáp ứng yêu cầu cao về khả năng chịu lỗi và khả năng tính toán; Nó cũng được trang bị hệ thống làm mát bằng chất lỏng hiệu quả. Tất cả các biện pháp này được thực hiện để đảm bảo rằng hệ thống máy tính trên máy bay có khả năng xử lý hiệu quả lượng dữ liệu khổng lồ và thực hiện xử lý thuật toán tiên tiến - giúp phi công nhận thức tình huống hiệu quả: cung cấp cho anh ta thông tin toàn diện về tình hình hoạt động. [12]
Siêu máy tính trên máy bay chiến đấu F-35 có khả năng thực hiện liên tục 40 tỷ hoạt động mỗi giây, nhờ đó nó đảm bảo thực hiện đa tác vụ các thuật toán sử dụng nhiều tài nguyên của hệ thống điện tử hàng không tiên tiến (bao gồm xử lý quang điện, hồng ngoại và dữ liệu radar). [9] Thời gian thực. Đối với máy bay chiến đấu F-35, không thể thực hiện tất cả các tính toán chuyên sâu về mặt thuật toán này (để không trang bị cho mỗi đơn vị chiến đấu một siêu máy tính), vì cường độ của tổng luồng dữ liệu đến từ tất cả các cảm biến vượt quá thông lượng của hệ thống liên lạc nhanh nhất - ít nhất 1000 lần. [12]
Để đảm bảo độ tin cậy tăng lên, tất cả các hệ thống quan trọng trên máy bay F-35 (bao gồm cả siêu máy tính trên máy bay ở một mức độ nào đó) đều được triển khai bằng nguyên tắc dự phòng, do đó, cùng một nhiệm vụ trên máy bay có thể được thực hiện bởi nhiều thiết bị khác nhau. Hơn nữa, yêu cầu về tính dự phòng là các phần tử trùng lặp được phát triển bởi các nhà sản xuất khác và có kiến trúc thay thế. Nhờ đó, khả năng thất bại đồng thời của bản gốc và bản sao sẽ giảm đi. [1, 2] Đây cũng là lý do tại sao máy tính chính chạy hệ điều hành giống Linux, trong khi máy tính phụ chạy Windows. [2] Ngoài ra, để nếu một trong các máy tính bị lỗi, bộ phận hỗ trợ chiến đấu có thể tiếp tục hoạt động (ít nhất là trong chế độ khẩn cấp), kiến trúc hạt nhân ALIS được xây dựng trên nguyên tắc “máy khách-máy chủ đa luồng cho điện toán phân tán”. [18]
Hệ thống miễn dịch trên tàu
Trong môi trường chiến thuật đầy tranh chấp, việc duy trì khả năng miễn dịch trên không đòi hỏi sự kết hợp hiệu quả giữa khả năng phục hồi, dự phòng, đa dạng và chức năng phân tán. Lực lượng hàng không chiến đấu ngày hôm qua không có hệ thống miễn dịch thống nhất trên máy bay (BIS). LSI hàng không của nó bị phân mảnh và bao gồm một số thành phần hoạt động độc lập. Mỗi thành phần này đều được tối ưu hóa để chống lại một nhóm hệ thống vũ khí hẹp, cụ thể: 1) đạn đạo, 2) tên lửa nhắm vào tần số vô tuyến hoặc tín hiệu quang điện, 3) chiếu xạ laser, 4) chiếu xạ radar, v.v. Khi phát hiện một cuộc tấn công, hệ thống con LSI tương ứng sẽ tự động được kích hoạt và thực hiện các biện pháp đối phó.
Các thành phần của LSI ngày hôm qua được thiết kế và phát triển độc lập với nhau - bởi các nhà thầu khác nhau. Vì các thành phần này, theo quy luật, có kiến trúc khép kín nên việc hiện đại hóa LSI - khi các công nghệ mới và hệ thống vũ khí mới xuất hiện - được giảm xuống bằng việc bổ sung thêm một thành phần LSI độc lập khác. Nhược điểm cơ bản của LSI phân mảnh như vậy - bao gồm các thành phần độc lập với kiến trúc khép kín - là các mảnh của nó không thể tương tác với nhau và không thể phối hợp tập trung. Nói cách khác, chúng không thể liên lạc với nhau và thực hiện các hoạt động chung, điều này hạn chế độ tin cậy và khả năng thích ứng của toàn bộ LSI. Ví dụ, nếu một trong các hệ thống con miễn dịch bị lỗi hoặc bị phá hủy, các hệ thống con khác không thể bù đắp một cách hiệu quả cho sự mất mát này. Ngoài ra, sự phân mảnh của LSI thường dẫn đến sự trùng lặp của các thành phần công nghệ cao như bộ xử lý và màn hình, [8], trong bối cảnh “vấn đề thường trực” về việc giảm SWaP (kích thước, trọng lượng và mức tiêu thụ điện năng) [16 ], rất lãng phí. Không có gì đáng ngạc nhiên khi những LSI đầu tiên này đang dần trở nên lỗi thời.
LSI phân mảnh đang được thay thế bằng một hệ thống miễn dịch phân tán duy nhất trên tàu, được điều khiển bởi “bộ điều khiển nhận thức trí tuệ” (ICC). ICC là một chương trình đặc biệt, hệ thống thần kinh trung ương trên tàu, hoạt động trên các hệ thống con tích hợp có trong BIS. Chương trình này hợp nhất tất cả các hệ thống con LSI thành một mạng phân tán duy nhất (có thông tin chung và tài nguyên chung), đồng thời kết nối tất cả các LSI với bộ xử lý trung tâm và các hệ thống tích hợp khác. [8] Cơ sở cho sự kết hợp này (bao gồm cả sự kết hợp với các thành phần sẽ được phát triển trong tương lai) là khái niệm được chấp nhận chung về “hệ thống của các hệ thống” (SoS), [3] - với các đặc điểm phân biệt của nó như khả năng mở rộng, đặc điểm kỹ thuật công khai và phần cứng và phần mềm kiến trúc mở.
ICC có quyền truy cập thông tin từ tất cả các hệ thống con BIS; chức năng của nó là so sánh và phân tích thông tin nhận được từ các hệ thống con LSI. ICC liên tục hoạt động ở chế độ nền, tương tác liên tục với tất cả các hệ thống con LSI - xác định từng mối đe dọa tiềm ẩn, khoanh vùng nó và cuối cùng đề xuất cho phi công bộ biện pháp đối phó tối ưu (có tính đến các khả năng riêng biệt của từng hệ thống con LSI). Với mục đích này, ICC sử dụng các thuật toán nhận thức tiên tiến [17-25].
Cái đó. Mỗi máy bay có ICC riêng. Tuy nhiên, để đạt được sự tích hợp lớn hơn nữa (và do đó, độ tin cậy cao hơn), ICC của tất cả các máy bay tham gia hoạt động chiến thuật được kết hợp thành một mạng chung duy nhất, để phối hợp với “hệ thống thông tin hậu cần tự trị” (ALIS) ) có trách nhiệm. [4] Khi một trong các ICC xác định được mối đe dọa, ALIS sẽ tính toán các biện pháp đối phó hiệu quả nhất - sử dụng thông tin từ tất cả các ICC và sự hỗ trợ của tất cả các đơn vị chiến đấu tham gia hoạt động chiến thuật. ALIS “biết” các đặc điểm riêng của từng ICC và sử dụng chúng để thực hiện các biện pháp đối phó phối hợp.
LSI phân tán giải quyết các mối đe dọa bên ngoài (liên quan đến hoạt động chiến đấu của kẻ thù) và bên trong (liên quan đến phong cách lái phi công và các sắc thái hoạt động). Trên máy bay chiến đấu F-35, hệ thống điện tử hàng không chịu trách nhiệm xử lý các mối đe dọa bên ngoài và VRAMS (hệ thống thông tin rủi ro thông minh liên quan đến các thao tác nguy hiểm đối với thiết bị) chịu trách nhiệm xử lý các mối đe dọa bên trong. [13] Mục đích chính của VRAMS là kéo dài thời gian hoạt động của máy bay giữa các đợt bảo trì bắt buộc. Để thực hiện điều này, VRAMS thu thập thông tin theo thời gian thực về hiệu suất của các hệ thống con cơ bản trên máy bay (động cơ máy bay, bộ truyền động phụ, bộ phận cơ khí, hệ thống con điện) và phân tích tình trạng kỹ thuật của chúng; có tính đến các thông số như đỉnh nhiệt độ, giảm áp suất, động lực rung và tất cả các loại nhiễu. Dựa trên thông tin này, VRAMS đưa ra khuyến nghị trước cho phi công về những việc cần làm để giữ cho máy bay an toàn và ổn định. VRAMS “dự đoán” hậu quả mà một số hành động nhất định của phi công có thể dẫn đến và cũng đưa ra khuyến nghị về cách tránh chúng. [13]
Tiêu chuẩn mà VRAMS phấn đấu là không cần bảo trì trong khi vẫn duy trì độ tin cậy cực cao và giảm độ mỏi của cấu trúc. Để đạt được mục tiêu này, các phòng thí nghiệm nghiên cứu đang nỗ lực tạo ra các vật liệu có cấu trúc thông minh có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện không cần bảo trì. Các nhà nghiên cứu tại các phòng thí nghiệm này đang phát triển các phương pháp phát hiện các vết nứt nhỏ và các dấu hiệu báo trước hư hỏng khác nhằm ngăn ngừa trước các hư hỏng có thể xảy ra. Nghiên cứu cũng đang được tiến hành để hiểu rõ hơn về hiện tượng mỏi cấu trúc nhằm sử dụng dữ liệu này để điều chỉnh các hoạt động diễn tập hàng không nhằm giảm mỏi cấu trúc - v.v. kéo dài thời gian sử dụng hữu ích của máy bay. [13] Về vấn đề này, thật thú vị khi lưu ý rằng khoảng 50% số bài báo trên tạp chí “Phần mềm kỹ thuật nâng cao” được dành cho việc phân tích độ bền và tính dễ bị tổn thương của bê tông cốt thép và các kết cấu khác.
Hệ thống thông minh để thông báo về các rủi ro liên quan đến thao tác gây nguy hiểm cho thiết bị
Hệ thống điện tử hàng không tiên tiến
Đơn vị hỗ trợ chiến đấu trên không của máy bay chiến đấu F-35 bao gồm hệ thống điện tử hàng không tiên tiến được thiết kế để giải quyết một nhiệm vụ đầy tham vọng:
Các hệ thống điện tử hàng không ngày hôm qua bao gồm một số hệ thống con độc lập (điều khiển các cảm biến hồng ngoại và tia cực tím, radar, sonar, tác chiến điện tử và các hệ thống khác), mỗi hệ thống đều được trang bị màn hình riêng. Do đó, phi công phải lần lượt xem xét từng màn hình và phân tích, so sánh dữ liệu đến từ chúng theo cách thủ công. Mặt khác, hệ thống điện tử hàng không ngày nay, đặc biệt là được trang bị cho máy bay chiến đấu F-35, thể hiện tất cả dữ liệu, trước đây nằm rải rác, dưới dạng một nguồn tài nguyên duy nhất; trên một màn hình chung. Cái đó. hệ thống điện tử hàng không hiện đại là một tổ hợp tổng hợp dữ liệu lấy mạng làm trung tâm tích hợp, cung cấp cho phi công nhận thức tình huống hiệu quả nhất; cứu anh ta khỏi nhu cầu thực hiện các phép tính phân tích phức tạp. Kết quả là, nhờ loại trừ yếu tố con người khỏi vòng phân tích, giờ đây phi công không thể bị phân tâm khỏi nhiệm vụ chiến đấu chính.
Một trong những nỗ lực quan trọng đầu tiên nhằm loại bỏ yếu tố con người khỏi vòng phân tích hệ thống điện tử hàng không đã được triển khai trong cơ sở hạ tầng mạng của máy bay chiến đấu F-22. Trên máy bay chiến đấu này, một chương trình chuyên sâu về mặt thuật toán chịu trách nhiệm dán dữ liệu chất lượng cao đến từ nhiều cảm biến khác nhau, tổng kích thước của mã nguồn là 1,7 triệu dòng. Đồng thời, 90% mã được viết bằng Ada. Tuy nhiên, hệ thống điện tử hàng không hiện đại - được điều khiển bởi chương trình ALIS - mà F-35 trang bị đã có những tiến bộ vượt bậc so với tiêm kích F-22.
ALIS dựa trên phần mềm máy bay chiến đấu F-22. Tuy nhiên, hiện nay không phải 1,7 triệu dòng mã chịu trách nhiệm hợp nhất dữ liệu mà là 8,6 triệu. Đồng thời, phần lớn mã được viết bằng C/C++. Nhiệm vụ chính của tất cả mã chuyên sâu về mặt thuật toán này là đánh giá thông tin nào sẽ phù hợp với phi công. Kết quả là, bằng cách chỉ tập trung vào dữ liệu quan trọng trong quá trình vận hành, giờ đây phi công có thể đưa ra quyết định nhanh hơn và hiệu quả hơn. Cái đó. Hệ thống điện tử hàng không hiện đại, đặc biệt được trang bị trên máy bay chiến đấu F-35, loại bỏ gánh nặng phân tích cho phi công và cuối cùng cho phép anh ta bay một cách đơn giản. [12]
Hệ thống điện tử kiểu cũ
Thanh bên: Các công cụ phát triển được sử dụng trên F-35
Một số thành phần phần mềm [nhỏ] của cơ sở hạ tầng mạng trên máy bay F-35 được viết bằng các ngôn ngữ cũ như Ada, CMS-2Y, FORTRAN. Các khối chương trình viết bằng Ada thường được mượn từ máy bay chiến đấu F-22. [12] Tuy nhiên, mã được viết bằng các ngôn ngữ cổ xưa này chỉ là một phần nhỏ của phần mềm F-35. Ngôn ngữ lập trình chính của F-35 là C/C++. Cơ sở dữ liệu quan hệ và hướng đối tượng cũng được sử dụng trên F-35. [14] Cơ sở dữ liệu được sử dụng để xử lý dữ liệu lớn một cách hiệu quả. Để cho phép thực hiện công việc này trong thời gian thực, cơ sở dữ liệu được sử dụng kết hợp với bộ tăng tốc phân tích biểu đồ phần cứng. [15]
Thanh bên: Cửa hậu trong F-35
Tất cả các thành phần tạo nên thiết bị quân sự hiện đại của Mỹ là 1) được sản xuất theo đơn đặt hàng, 2) hoặc được tùy chỉnh từ các sản phẩm thương mại có sẵn, 3) hoặc đại diện cho một giải pháp thương mại được đóng hộp. Hơn nữa, trong cả ba trường hợp này, các nhà sản xuất, dù là từng bộ phận riêng lẻ hoặc toàn bộ hệ thống, đều có phả hệ không rõ ràng, thường có nguồn gốc từ bên ngoài quốc gia. Kết quả là có nguy cơ tại một thời điểm nào đó trong chuỗi cung ứng (thường trải rộng trên toàn thế giới), cửa hậu hoặc phần mềm độc hại (ở cấp độ phần mềm hoặc phần cứng) sẽ được tích hợp vào thành phần phần mềm hoặc phần cứng. Ngoài ra, Không quân Mỹ còn được biết là sử dụng hơn 1 triệu linh kiện điện tử giả, điều này cũng làm tăng khả năng xuất hiện mã độc và cửa hậu trên máy bay. Chưa kể đến thực tế là hàng giả thường là bản sao chất lượng thấp và không ổn định của bản gốc, với tất cả những gì nó ngụ ý. [5]
Kiến trúc hạt nhân ALIS
Tóm tắt mô tả của tất cả các hệ thống trên tàu, chúng ta có thể nói rằng các yêu cầu chính đối với chúng bao gồm các luận điểm sau: khả năng tích hợp và khả năng mở rộng; đặc điểm kỹ thuật công cộng và kiến trúc mở; công thái học và sự đồng nhất; ổn định, dự phòng, đa dạng, tăng khả năng phục hồi và sức mạnh; chức năng phân tán. Kiến trúc cốt lõi của ALIS là sự đáp ứng toàn diện cho các yêu cầu cạnh tranh rộng rãi và đầy tham vọng này đối với Máy bay chiến đấu tấn công chung F-35.
Tuy nhiên, kiến trúc này, giống như mọi thứ khéo léo, rất đơn giản. Khái niệm về máy trạng thái hữu hạn được lấy làm cơ sở. Việc áp dụng khái niệm này trong khuôn khổ ALIS được hiện thực hóa ở chỗ tất cả các thành phần phần mềm trên máy bay chiến đấu F-35 đều có cấu trúc thống nhất. Kết hợp với kiến trúc máy khách-máy chủ đa luồng dành cho điện toán phân tán, hạt nhân máy tự động ALIS đáp ứng tất cả các yêu cầu xung đột được mô tả ở trên. Mỗi thành phần phần mềm ALIS bao gồm một giao diện ".h-file" và cấu hình thuật toán ".cpp-file". Cấu trúc tổng quát của chúng được đưa ra trong các tệp nguồn đính kèm với bài viết (xem ba phần tiết lộ sau).
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;
};
#endifchính.cpp
#include "automata1.h"
void main()
{
CAutomata1 *pAutomata1;
pAutomata1 = new CAutomata1();
while (pAutomata->Automata1()) {}
delete pAutomata1;
}Tóm lại, trong một môi trường chiến thuật đầy tranh chấp, các đơn vị Không quân có cơ sở hạ tầng mạng trên máy bay kết hợp hiệu quả khả năng phục hồi, dự phòng, đa dạng và chức năng phân tán sẽ có được ưu thế chiến đấu. IKK và ALIS của ngành hàng không hiện đại đáp ứng được những yêu cầu này. Tuy nhiên, mức độ tích hợp của họ trong tương lai cũng sẽ được mở rộng để tương tác với các đơn vị quân đội khác, trong khi hiện tại, việc tích hợp hiệu quả của Không quân chỉ bao gồm đơn vị của riêng họ.
Tham khảo thư loại
1. Courtney Howard. Hệ thống điện tử hàng không: dẫn đầu // Điện tử quân sự & hàng không vũ trụ: Những đổi mới về hệ thống điện tử hàng không. 24(6), 2013. tr. 10-17.
2. // Thuyền điện động lực chung.
3. Alvin Murphy. Tầm quan trọng của việc tích hợp hệ thống của các hệ thống // Ưu điểm hàng đầu: Tích hợp và kỹ thuật hệ thống chiến đấu. 8(2), 2013. tr. 8-15.
4. . // Không quân.
5. Chân trời toàn cầu // Tầm nhìn khoa học và công nghệ toàn cầu của Không quân Hoa Kỳ. 3.07.2013/XNUMX/XNUMX.
6. Chris Babcock. Chuẩn bị cho Chiến trường mạng của tương lai // Tạp chí Sức mạnh Không quân & Vũ trụ. 29(6), 2015. tr. 61-73.
7. Edric Thompson. Môi trường hoạt động chung: Cảm biến đưa Quân đội tiến gần hơn một bước // Công nghệ quân đội: Cảm biến. 3(1), 2015. tr. 16.
8. Mark Calafut. Tương lai của khả năng sống sót của máy bay: Xây dựng một bộ khả năng sống sót tích hợp, thông minh // Công nghệ quân đội: Hàng không. 3(2), 2015. tr. 16-19.
9. Courtney Howard. .
10. Stephanie Anne Fraioli. Hỗ trợ tình báo cho F-35A Lightning II // Tạp chí Sức mạnh Không quân & Không gian. 30(2), 2016. tr. 106-109.
11. Courtney E. Howard. Xử lý video và hình ảnh ở rìa // Điện tử quân sự & hàng không vũ trụ: Hệ thống điện tử hàng không tiến bộ. 22(8), 2011.
12. Courtney Howard. Máy bay chiến đấu với hệ thống điện tử hàng không tiên tiến // Điện tử quân sự & hàng không vũ trụ: Hệ thống điện tử hàng không. 25(2), 2014. tr.8-15.
13. Tập trung vào tàu cánh quạt: Các nhà khoa học, nhà nghiên cứu và phi công thúc đẩy sự đổi mới // Công nghệ quân đội: Hàng không. 3(2), 2015. tr.11-13.
14. // Thuyền điện động lực chung.
15. Thông báo của Cơ quan Rộng rãi Xác định thứ bậc Xác minh Khai thác (HIVE) Văn phòng Công nghệ Hệ thống Vi mô DARPA-BAA-16-52 Ngày 2 tháng 2016 năm XNUMX.
16. Courtney Howard. Dữ liệu theo yêu cầu: trả lời cuộc gọi liên lạc // Điện tử quân sự & hàng không vũ trụ: Điện tử có thể đeo được. 27(9), 2016.
17. Thông báo của Cơ quan rộng rãi: Trí tuệ nhân tạo có thể giải thích (XAI) DARPA-BAA-16-53, 2016.
18. Jordi Vallverdu. Kiến trúc nhận thức để triển khai cảm xúc trong hệ thống máy tính // Kiến trúc nhận thức lấy cảm hứng từ sinh học. Ngày 15 tháng 2016 năm 34. trang. 40-XNUMX.
19. Bruce K. Johnson. Bình minh của nhận thức: Thời đại chống lại chiến tranh tư tưởng bằng cách đưa tư tưởng vào chuyển động bằng tác động // Tạp chí Sức mạnh Không quân & Không gian. 22(1), 2008. tr. 98-106.
20. Sharon M. Latour. Trí tuệ cảm xúc: Ý nghĩa đối với tất cả các nhà lãnh đạo Lực lượng Không quân Hoa Kỳ // Tạp chí Sức mạnh Không quân & Không gian. 16(4), 2002. tr. 27-35.
21. Trung tá Sharon M. Latour. Trí tuệ cảm xúc: Ý nghĩa đối với tất cả các nhà lãnh đạo Lực lượng Không quân Hoa Kỳ // Tạp chí Sức mạnh Không quân & Không gian. 16(4), 2002. tr. 27-35.
22. Jane Benson. Nghiên cứu khoa học nhận thức: Chỉ đạo binh lính đi đúng hướng // Công nghệ quân đội: Máy tính. 3(3), 2015. tr. 16-17.
23. Dayan Araujo. .
24. James S. Albus. RCS: Kiến trúc nhận thức cho hệ thống đa tác nhân thông minh // Đánh giá hàng năm về Kiểm soát. 29(1), 2005. tr. 87-99.
25. Karev A.A. Sức mạnh tổng hợp của niềm tin // Tiếp thị thực tế. 2015. Số 8(222). trang 43-48.
26. Karev A.A. Máy khách-máy chủ đa luồng cho điện toán phân tán // Quản trị viên hệ thống. 2016. Số 1-2(158-159). trang 93-95.
27. Karev A.A. Các thành phần phần cứng của MPS trên máy bay chiến đấu tấn công thống nhất F-35 // Linh kiện và Công nghệ. 2016. Số 11. P.98-102.
PS. Bài viết này ban đầu được xuất bản trong .
Nguồn: www.habr.com