Рабочие места экипажа танка Т-14 «Армата» – водителя (верхние изображения), командира и наводчика (нижние изображения)
Наблюдение
С самого начала развития бронетехники возникла проблема плохой обзорности. Требования по максимальному обеспечению защищённости бронемашин накладывают жёсткие ограничения на обзорные приборы. Оптические приборы, устанавливаемые на бронетехнике, имеют ограниченные углы обзора в малую скорость наведения. Эта проблема касается как командира и наводчика, так и водителя бронемашины.
Автору лично доводилось ездить пассажиром на БТР-80 и видеть, как водитель на некоторых участках маршрута движения, вылезал по пояс из люка, ловко управляя рулём бронемашины ногой. Использование подобного способа управления наглядно характеризует обзорность в этой бронемашине.
В XXI веке появилась возможность радикально улучшить возможности экипажей бронемашин по ориентации в пространстве и поиску целей. Появились видеокамеры высокого разрешения, высокоэффективные приборы ночного видения, тепловизоры. Тем не менее, пока есть определённый скепсис в отношении радикального усиления возможностей отечественной бронетехники в части наблюдения и разведки целей. Для обнаружения целей по-прежнему требуется значительное время на разворот приборов наблюдения, с последующим наведением оружия на цель.
Возможно, есть подвижки в концептуально наиболее продвинутом танке Т-14 на платформе «Армата», но возникают вопросы по возможностям камер кругового обзора, наличию в их составе каналов ночного видения, скорости и органах управления наведением приборов наблюдения.
Крайне интересным решением выглядит проект шлема IronVision израильской фирмы Elbit System. Подобно шлему пилота американского истребителя пятого поколения F-35, шлем IronVision позволит экипажу бронемашины видеть «сквозь» броню. Шлем предоставляет экипажу цветное изображение высокого разрешения, позволяющее различать объекты как в близи, так и в отдалении от бронемашины.
Работа шлема системы Iron Vision
На этой технологии необходимо остановиться поподробнее. Проблема реализации «прозрачной брони» состоит в том, что недостаточно увешать бронемашину видеокамерами и надеть на пилота шлем с дисплеями или проекцией картинки в глаз пилота. Необходимо сложнейшее программное обеспечение, способное в реальном времени «сшивать» информацию от соседних камер и микшировать, то есть накладывать друг на друга слои информации от различных типов датчиков. Для такого сложного программного обеспечения необходим соответствующий вычислительный комплекс.
Общий размер исходных кодов программного обеспечения (ПО) истребителя F-35 превышает 20 миллионов строк, почти половина этого программного кода (8,6 миллионов строк) ведёт в режиме реального времени сложнейшую алгоритмическую обработку для склеивания всех поступающих от сенсоров данных в единую картину театра боевых действий.
Бортовой суперкомпьютер истребителя F-35 способен в непрерывном режиме совершать 40 миллиардов операций в секунду, благодаря чему обеспечивает мультизадачное исполнение ресурсоёмких алгоритмов передовой авионики, в том числе обработку электрооптических, инфракрасных и радиолокационных данных. Обработанная информация с сенсоров самолёта выводится непосредственно в зрачки пилота, с учётом поворота головы относительно корпуса самолёта.
Шлем пилота F-35
В России шлемы нового поколения разрабатываются в рамках создания истребителя пятого поколения Су-57 и вертолёта Ми-28НМ «Ночной охотник».
Основные технические характеристики перспективного шлема пилота:
— оптическая система нашлемного индикатора бинокулярного типа;
— количество элементов отображения видеоинформации, не менее 1024х768;
— яркость – не менее 2000 кд/м2;
— диапазон угловых координат положения шлема: по азимуту – от минус 90 до +90, по углу места – от минус 60 до +30;
— частота обновления координатной информации – не менее 100 Гц;
— задержка выдачи координат текущего измерения не более 20 мс;
масса интегрального шлема – не более 2 кг.
Исходя из доступной информации можно предположить, что технически перспективный российский шлем пилота способен отображать графическую информацию, но при этом он в первую очередь ориентирован на вывод символьной графики. Отображение изображения с оптических и тепловизионных средств разведки по качеству возможно будет уступать качеству изображения, отображаемого шлемом пилота F-35, с учётом тех сложностей, что требуются для настройки последнего.
Подгонка шлема пилота F-35 занимает два дня по два часа, дисплей дополненной реальности должен располагался точно в 2 миллиметрах от центра зрачка, каждый шлем предназначен для конкретного пилота. Преимуществом российского подхода скорее всего является простота настройки шлема по сравнению с его американским аналогом, также российский шлем скорее всего может использоваться любым пилотом с минимальной настройкой.
Существенно более важным вопросом является способность программного обеспечения боевой машины обеспечить бесшовную «склейку» изображения, поступающего от камер кругового обзора. В этом российские системы скорее всего пока уступают системам вероятного противника, обеспечивая вывод изображения в шлем лишь с приборов наблюдения, расположенных в носовой части летательного аппарата. Впрочем, возможно, что работы в этом направлении уже ведутся в соответствующих учреждениях.
Насколько востребовано оборудование такого типа в качестве оснащения боевых бронированных машин? Наземный бой значительно динамичнее воздушного боя, разумеется не с точки зрения скорости перемещения боевых машин, а с точки зрения внезапности появления угроз. Этому способствуют и сложный рельеф местности, и наличие зелёных насаждений, зданий и сооружений. И если мы хотим обеспечить экипажам высокую ситуационную осведомлённость, то авиационные технологии должны быть адаптированы для применения на бронемашинах, и приведённый выше пример шлема IronVision израильской фирмы Elbit System наглядно показывает, что их время уже пришло.
При использовании систем вывода изображения в шлем необходимо учитывать тот факт, что человек не сова, и вертеть головой на 180 градусов не может. В случае, если мы используем изображение с сенсоров, размещённых в носовой части самолёта или вертолёта, это не так критично. А вот при обеспечении экипажа круговым обзором необходимо рассмотреть различные варианты решений, снижающих необходимость членам экипажа выкручивать голову на максимальные углы. Например, сжатие изображения в своего рода 3D панораму, когда при повороте головы на 90 градусов обеспечивается фактический разворот изображения на 180 градусов.
Другой вариант – наличие кнопок быстрой смены направления – при нажатии одной из которых центр изображения смещается в верхнюю/боковую/заднюю полусферу. Плюсом цифровых систем вывода изображения является то, что могут быть реализованы несколько вариантов управления обзором, и каждый член экипажа бронемашины сможет выбрать наиболее удобный для себя способ.
Основным способом наведения вооружения на цель должно стать наведение взглядом. В этом режиме может быть реализовано несколько алгоритмов управления – например, при обнаружении цели оператор осуществляет её захват, после чего отдаётся команда на применение вооружения, далее ДУМВ автоматически осуществляет разворот и производит выстрел по цели. В другом сценарии ДУМВ осуществляет разворот и сопровождение цели, команда на открытие огня отдаётся оператором дополнительно.
Шлем или экран?
Теоретически информация с камер внешнего обзора и других средств разведки может выводиться на крупноформатные дисплеи в кабине боевой машины, в этом случае наведение вооружения будет обеспечиваться нашлемными системами целеуказания (НСЦ) аналогичными тем, что применяются в кабинах истребителей Су-27, МиГ-29, вертолётов Ка-50.
Но применение таких решений будет шагом назад, поскольку удобство и качество вывода информации на крупноформатные дисплеи в любом случае будет хуже, чем при выводе на нашлемный дисплей, да и выход из строя дисплеев большой площади в ходе боя более вероятен, нежели повреждение шлема, который будет уничтожен скорее всего только вместе с головой носителя.
В случае использования экранов как резервного средства отображения информации, наведение может осуществляться путём указания точки на поверхности сенсорного экрана, проще говоря действовать по принципу «укажи цель пальцем».
Судя по последней информации такие панели российской промышленности вполне по силам.
Как уже говорилось ранее, по сравнению с системами вывода изображения в шлем, вывод информации на экраны можно считать менее перспективным направлением развития. На примере развития панелей приборов самолётов и вертолётов можно увидеть, что жидкокристаллические экраны некоторое время соседствовали с механическими индикаторами. В дальнейшем, по мере того как к экранам привыкли и убедились в их надёжности, от механических индикаторов постепенно стали отказываться.
Похожий процесс в перспективе может произойти и с экранами. По мере того, как будут совершенствоваться технологии шлемов с возможностью вывода изображения, упрощаться и автоматизироваться процесс их настройки, возможен полный отказ от дисплеев в кабине боевой техники. Это позволит оптимизировать эргономику кабины экипажа с учётом освободившегося пространства. С точки зрения резервирования вывода изображения проще положить в кабину запасной шлем и сделать резервную линию для его подключения.
Нейроинтерфейс
В настоящее время стремительно развиваются технологии считывания мозговой активности. О чтении мыслей речь сейчас не идёт, в первую очередь эти технологии востребованы в медицинской сфере для людей с ограниченной подвижностью. Ранние эксперименты подразумевали внедрение небольших электродов в человеческий мозг, но в дальнейшем появились устройства, размещаемые в специальном шлеме, и позволяющие управлять протезом или даже персонажем в компьютерной игре.
Потенциально такие технологии могут оказать значительное влияние на системы управления боевых машин. Например, при изменении расстояния до наблюдаемого объекта человек осуществляет перефокусировку глаз интуитивно, без дополнительных мысленных или мышечных усилий.
В шлеме с выводом изображения технологии распознавания мозговой активности могут применяться в сочетании с технологией отслеживания положения зрачка для мгновенного изменения кратности увеличения приборов наведения в соответствие с «мысленным» интуитивным пожеланием оператора. В случае применения высокоскоростных приводов наведения средств разведки оператор сможет изменять поле зрения так же быстро, как это может делать человек, просто оглядываясь по сторонам.
Вывод
Сочетание ДУМВ с высокоскоростными приводами наведения и современных систем отображения информации в шлемах экипажей бронетехники, с наведением вооружения взглядом, позволят бронетехнике обрести недоступную ранее ситуационную осведомлённость и высочайшую скорость реакции на угрозы.
В следующем материале поговорим об эргономике рабочих мест экипажей наземной боевой техники и о том, для чего танку нужен суперкомпьютер.
/Андрей Митрофанов, topwar.ru/