28

Kontynuujemy cykl

artyku³ów o zastosowa-

niach elektroniki

w samolotach.

W tym artykule autor

omawia systemy

elektroniczne

w samolotach bojowych.

C

elem i sensem istnienia samolotów

wojskowych jest przeprowadzanie

misji bojowych _ rozpoznania i/lub

ataku.

Lotnictwo wojskowe odznacza siê specyfik¹

wykonywania zadañ, odró¿niaj¹c¹ je wyra-

Ÿnie od lotnictwa komunikacyjnego. Wymieñ-

my tu tylko niektóre:

q

Przewa¿aj¹ca grupa zadañ bojowych ma

charakter starannie planowanych misji, wiêk-

szoœæ z nich wykonywanych jest przez grupê

samolotów o œciœle synchronizowanych dzia-

³aniach, której ka¿dy uczestnik wykonuje plan

lotu dok³adnie opracowany w obszarze prze-

strzenno-czasowym.

q

Nowoczesne samoloty bojowe maj¹ naj-

czêœciej jednoosobow¹ za³ogê. Oznacza to, ¿e

pilot dzia³a sam na sam z maszyn¹ i jej wypo-

sa¿eniem.

q

Wyposa¿enie maszyn bojowych charakte-

ryzuje siê wysokim stopniem zinformatyzo-

wania, co wymaga z³o¿onych operacji przetwa-

rzania informacji, takich jak: kategoryzacja,

rankingowanie (w czasie i wed³ug istotnoœci),

integracji sygna³ów pochodz¹cych z wielu ró¿-

nych Ÿróde³ i pojawiaj¹cych siê w ró¿nym cza-

sie, rozwi¹zywania niezgodnoœci, itp. Poci¹ga

to za sob¹, oczywiœcie, szereg skutków psy-

chologicznych i prowadzi do specyficznych

wymogów stawianych temu wyposa¿eniu.

q

Pilot wykonuje zadanie w terenie obcym,

nieprzyjaznym, pozbawionym opieki w³asnych

s³u¿b kontroli ruchu.

q

Warunki wykonania zadania czêsto s¹ eks-

tremalnie trudne (np. loty na ma³ej wysokoœci,

noc¹ i w trudnych warunkach atmosferycz-

nych) i niebezpieczne (dzia³anie œrodków bo-

jowych nieprzyjaciela).

q

Nawet podczas wykonywania jednego lotu

pilot mo¿e byæ postawiony w roli niemal¿e

biernego wykonawcy dyrektyw systemu reali-

zuj¹cego uprzednio wprowadzony plan lotu,

aby w chwilê potem, wskutek nieoczekiwa-

nego biegu zdarzeñ, dezaktualizacji planów lub

utraty ³¹cznoœci z dowództwem, znaleŸæ siê

w roli wy³¹cznego decydenta.

Przytoczone wy¿ej charakterystyczne w³aœci-

woœci wykonywania zadañ przez lotnictwo bo-

jowe w istotny sposób wp³ywaj¹ na ”filozofiê”

AWIONIKA

SYSTEMY AWIONICZNE

W SAMOLOTACH WOJSKOWYCH

(1)

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 6/2001

r

ELEKTRON

IKA w RÓ¯NYCH ZASTOSOWANIACH

Szyna A

Szyna B

Monitor

szyny

Pod-

system N

Pod-

system B

Pod-

system A

Awaryjny

kontroler

szyny

Kontroler

szyny

Rys. 1. Szyna danych MIL1553B

Rys. 2. Modu³owy system
nawigacji i misji
(firma Sagem _ Francja)

Szklana kabina

£¹cze

danych

Dr¹¿ek
sterowy

Centrala danych

aerodynamicznych

Radiowysokoœciomierz

RWR

Œrodki wojny radioelektronicznej

Œrodki bojowe

FLIR

Dalmierz
laserowy

Radar

DŸwignia sterowania

silnikiem

Antena GPS

Szyna danych MIL1553B

Komputer nawigacji

i misji z platform¹

¿yroskopow¹

System
sterowania
uzbrojeniem

. . .

29

i wynikaj¹c¹ st¹d architekturê i oprogramo-

wanie wyposa¿enia pok³adowego oraz na

sposób wprowadzania, uzyskiwania, zobra-

zowania i wykorzystania (w tym u¿ycia œrod-

ków bojowych) informacji nawigacyjno-tak-

tycznej na pok³adzie.

Integracja wyposa¿enia

pok³adowego

Standardem integracji i wymiany informacji

miêdzy poszczególnymi elementami systemu

samolotów wojskowych jest szyna danych

MIL1553B (rys. 1). W odró¿nieniu od cywilne-

go standardu ARINC429, transmisja danych

w standardzie MIL1553B odbywa siê poje-

dyncz¹ lini¹ (szyna A na rys. 1). Organizacjê

wymiany danych zapewnia kontroler szyny.

Sygna³ami s¹ s³owa 20-bitowe: 3 bity syn-

chronizacji, 16 bitów u¿ytecznych i 1 bit parzy-

stoœci. Komunikaty sk³adaj¹ siê ze s³ów ko-

mendy (zawieraj¹cych adresy), s³ów stanu

i s³ów danych. Wszystkie komunikaty i dane s¹

zbierane w celach diagnostycznych przez mo-

nitor szyny. Szyna jest zwielokrotniona w ce-

lu zapewnienia wymaganego stopnia nieza-

wodnoœci (szyna B na rys. 1). Systemy bazu-

j¹ce na szynie MIL1553B charakteryzuj¹ siê

budow¹ modu³ow¹, umo¿liwiaj¹c¹ tworzenie

ró¿nych kompletacji i konfiguracji (rys. 2).

Podstawowymi modu³ami systemu s¹: cen-

tralny komputer nawigacji i misji, interfejsy in-

formacyjne, uk³ady wprowadzania i rejestracji

danych, urz¹dzenia (czujniki) pomiarowe, uk³a-

dy wykonawcze, ³¹cze danych.

Centralny komputer

Mózgiem i sercem systemu nawigacji i ataku

jest komputer nawigacji i misji, najczêœciej zin-

tegrowany we wspólnej obudowie z platfor-

m¹ ¿yroskopow¹ i odbiornikiem GPS. Zapew-

niona jest w ten sposób autonomiczna nawi-

gacja inercjalna, przy czym s³owo ”autono-

miczna”, czyli niezale¿na od warunków ze-

wnêtrznych, ma tu podstawowe znaczenie;

nawigacja ta mo¿e byæ korygowana (z uwagi

na dryft platformy) sygna³ami nawigacji sate-

wadzenia misji bojowej, a tak¿e do wizual-

nych sygna³ów ostrzegawczych w ten spo-

sób, aby nie musia³ on odrywaæ wzroku od

przestrzeni przed samolotem (rys. 3). Realizu-

je siê to za pomoc¹ przezroczystej p³yty szkla-

nej, ustawionej przed przedni¹ szyb¹ kabiny

samolotu, pod k¹tem zapewniaj¹cym ca³kowi-

te wewnêtrzne odbicie symboli emitowanych

przez lampê obrazow¹. Symbole te s¹ zo-

gniskowane w nieskoñczonoœci, dziêki czemu

nie jest wymagana akomodacja oka do obser-

wacji przestrzeni przed samolotem i odczytu

symboli _ obie te czynnoœci odbywaj¹ siê jed-

noczeœnie.

Innym sposobem zrealizowania idei wskaŸnika

przeziernego, stosowanym g³ównie na œmi-

g³owcach bojowych, jest wskaŸnik he³mowy

HDD (Helmet Mounted Display) _ rys. 4. Infor-

macja jest prezentowana bezpoœrednio przed

oczami pilota. W bardziej zaawansowanych,

stale rozwijanych systemach uk³ady wykonaw-

cze sterowania samolotem i uzbrojeniem œledz¹

ruchy g³owy, a nawet ga³ek oczu pilota.

Urz¹dzenia HOTAS, HUD i HDD spe³niaj¹

specyficzne dla lotnictwa bojowego wymogi co

do maksymalnej koncentracji uwagi, przy jed-

noczesnej znacznej iloœci przetwarzanej in-

formacji.

WskaŸniki wielofunkcyjne MFD (Multi Func-

tion Display) s¹ g³ównymi elementami ”szkla-

nej kabiny” (rys. 5) samolotu bojowego. Umo¿-

liwiaj¹ one graficzne przedstawienie taktycz-

nej sytuacji horyzontalnej, zapewniaj¹ zobra-

zowanie wskazañ FLIR, radaru, mapy rucho-

mej, rozszerzonej bazy danych obrazu celu itd.

Na wskaŸnikach wielofunkcyjnych mo¿na

przedstawiaæ tak¿e wskazania tradycyjnych

wskaŸników pok³adowych (pilota¿owo-nawiga-

cyjnych, silnikowych itp.). Jest rzecz¹ interesu-

j¹c¹, ¿e o ile piloci akceptuj¹ na wskaŸniku

HUD odmienne od tradycyjnego przedstawie-

nie parametrów (np. w postaci cyfrowej, ska-

li na pasku poziomym lub pionowym), o tyle

w przypadku nowoczesnych wskaŸników wie-

lofunkcyjnych preferowana jest symbolika tra-

dycyjna.

n

Leszek Rams

litarnej GPS, je¿eli s¹ one dostêpne (co w wa-

runkach wojny nie musi byæ spe³nione). Mo¿-

liwa jest tak¿e ”rêczna” korekcja dryftu, pole-

gaj¹ca na identyfikacji punktu w terenie wpro-

wadzonego uprzednio do pamiêci systemu.

Komputer nawigacji i misji realizuje ró¿ne ro-

dzaje nawigacji dyrektywnej _ lot po zadanej

trasie, dolot do celu po najkrótszej drodze,

z zadanym kursem i/lub w okreœlonym mo-

mencie czasowym, a tak¿e ró¿ne rodzaje ata-

ku: powietrze-ziemia, powietrze-powietrze,

z wykorzystaniem ró¿nych œrodków bojowych,

z widzialnoœci¹ lub bez widzialnoœci celu. Kom-

puter nawigacji i misji pe³ni tak¿e funkcjê kon-

trolera szyny przesy³ania danych cyfrowych

MIL1553B.

Interfejsy informacyjne

Interfejsy informacyjne s³u¿¹ do wprowa-

dzania i obrazowania bardzo du¿ej liczby ró¿-

norodnych informacji, wykorzystywanych we

wszystkich fazach, pocz¹wszy od przygotowa-

nia do lotu, a skoñczywszy na analizach po za-

koñczeniu lotu.

Blok kontroli i zobrazowania, ³¹cz¹cy funkcjê

klawiatury i ekranu komputera, s³u¿y do komu-

nikowania siê pilota z komputerem nawigacji

i misji; a zatem do kontrolowania ca³ego prze-

biegu zadania; pe³ni tak¿e istotn¹ funkcjê

w procesach diagnostycznych.

Zespó³ prze³¹czania i kontroli zrealizowany

w konwencji ”rêce na dr¹¿ku sterowym i dŸwi-

gni sterowania zespo³em napêdowym” HO-

TAS (Hands On Throttle And Stick) jest jedn¹

z podstawowych cech awioniki samolotów

wojskowych. Umo¿liwia on pilotowi wykonywa-

nie wielu prze³¹czeñ systemu awionicznego

za pomoc¹ kilkunastu prze³¹czników i przyci-

sków znajduj¹cych siê na dr¹¿ku sterowym

i dŸwigni sterowania zespo³em napêdowym.

Dziêki nim pilot mo¿e w³¹czaæ i wy³¹czaæ po-

szczególne urz¹dzenia, zmieniaæ ich rodzaj

pracy, wybieraæ rodzaje wskazañ i wprowadzaæ

niezbêdne dane cyfrowe bez odrywania r¹k od

dr¹¿ka i dŸwigni.

Przeznaczeniem wskaŸnika przeziernego

HUD (Head-Up Display _ odczyt danych ”z g³o-

w¹ do góry”) jest dostarczenie pilotowi parame-

trów lotu, symboliki niezbêdnej do prowadze-

nia nawigacji (tak¿e dyrektywnej) oraz przepro-

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 6/2001

Rys. 5. Szklana
kabina samolotu

F-16 (firma

Lockheed-Martin,
USA)

Rys. 3.
WskaŸnik przyzierny
HUD (samolot G-16
firmy Lockheed-Martin,
USA)

Rys. 4. WskaŸnik he³mowy HDD

(firma Sextant Avionique - Francja)