Основные особенности и свойства рассматриваемых автономных объектов и способы их теоретических и экспериментальных исследований

Автономные объекты (Рис.4) представляют собой человеко-машинные образования, предназначенные для выполнения целенаправленных воздействий на окружающую среду со стороны человека-оператора.

Рис. 4. Автономный объект.

Обычно автономные объекты должны функционировать в условиях динамически изменяющейся окружающей их обстановки (среды). Причем изменения эти, как правило, стохастичны. Предназначением таких объектов всегда является обеспечение предписанной им целевой функцией.

Для обеспечения предписанной автономному объекту целевой функции он оснащается комплексом технических средств. Управление этими техническими средствами и самим автономным объектом осуществляет экипаж, команда, коллектив с командиром, капитаном, руководителем и т.д., выполняющим функции лица, принимающего решения (ЛПР).

Автономный объект и его комплекс управления техническими средствами, обычно имеют иерархическую структуру c ЛПР (человеком-оператором (Ч - О)) на вершине иерархии.

Типичными примерами автономных объектов являются рассмотренные нами примеры линейных (средних) танков (ЛТ).

ЛТможет быть отнесён к классу комплексных систем координированного управления техническими средствами транспортных машин (КСКУ ТС ТМ) или к автономным комплексам управления системами танка (АКУСТ).

Типовая структура АКУСТ приведена на Рис. 5. Данная структура не принадлежит к какой-либо конкретной разновидности ЛТ. Однако в ней имеются практически все комплексы и системы, обеспечивающие эффективное и безаварийноефункционирование любого современного линейного танка рассматриваемого класса.

Анализ схемы, приведенной на Рис. 5, показывает, что АКУСТ относится по всем признакам к иерархическим структурам. Причём, все современные конструктивные реализации ЛТ по тем или иным причинам относятся к неполным иерархическим структурам, поскольку у них различные комплексы и системы одного и того же уровня иерархии имеют разный объём автоматизации.

Находящийся на вершине иерархической структуры АКУСТ командир ЛТ фактически является лицом, принимающим решение (ЛПР), осуществляющим управление всеми комплексами и системами танка непосредственно или через других членов экипажа (наводчика или механика-водителя). Это управление во всех реальных случаях многоканально. Если в конструктивно самостоятельном канале находится другой член экипажа, через которого может осуществляться управление со стороны командира (ЛПР), то это управление возможно, по крайней мере, двумя способами по двум каналам (с передачей управления другому члену экипажа либо без такой передачи). При этом можно говорить о многоканальном (двухканальном) управлении со стороны командира при разных уровнях (степени) автоматизации конструктивно самостоятельных каналов. Вопрос о том, какой из каналов в этом случае является основным, а какой резервным, зависит от конкретной цели и обеспечиваемого качества управления каждым из каналов, а не от принятого штатного расписания и должностных обязанностей членов экипажа.

Рис. 5. Типовая структура автономного комплекса управления (АКУСТ): Вариант структуры автономного комплекса управления системами линейного танка: I – командир ЛТ, выполняющий функции центрального органа управления, координации и контроля над комплексами и системами, – ЛПР; 1-8 – комплексы управления ЛТ, в которые входят: комплекс наблюдения и поражения с наводчиком в его составе (1), комплекс средств связи (2), комплекс памяти и регистрации информации (3), комплекс средств навигации и топопривязки (4), комплекс энергетики (5), комплекс защиты и обитаемости (6), комплекс средств вождения с механиком-водителем в его составе (7), комплекс специальных систем (8); a-я – системы управления, входящие в соответствующие комплексы ЛТ: a – система наблюдения, обнаружения и идентификации цели, наведения и управления основным вооружением ЛТ, (средствами поражения), b – система основного средства поражения (стабилизатор основного вооружения, система заряжания и удаления гильз или поддонов), c – система наблюдения, обнаружения и идентификации целей средств воздушной защиты, d – система управления средствами воздушной защиты, e – система наблюдения, обнаружения и идентификации целей для ПТУРСов, f – система управления ПТУРСами, g – система целеуказания; h – система внешней связи; i – система внутренней связи (ТПУ – телефонное переговорное устройство); j – система оперативной памяти, k – система долговременной памяти, включая “чёрный ящик”, l – система автономной навигации и топопривязки, m – система внешней навигации и топопривязки (спутниковой или другой), n – главная энергетическая установка или система электропитания, o – система гидропитания, p – система снабжения воздухом, q – система активной и динамической защиты, r – система коллективной защиты, s – система обеспечения маскировкой, включая постановку дымовых завес и пр., t – система обитаемости и жизнеобеспечения, включая противоатомную защиту (систему ПАЗ), u – система наблюдения за трассой, v – система управления двигателем, w – система управления движителем, x – система управления траекторией, y – система управления движением в колонне, z – система подогрева и запуска главной энергетической установки (основного двигателя), э – система ОПВТ, я – система гидроочистки, обогрева и защиты оптики.

Так, например, даже при наличии систем “дублированного” управления движением ЛТ со стороны командира для классической схемы (два члена экипажа – в башне, один – в корпусе) этот канал управления является резервным при вождении и основным при выборе главного направления и траектории движения. Это объясняется конструктивными особенностями размещения командира и механика-водителя, обеспечения им необходимой обзорности и предписанными им целевыми функциями.

Аналогично обстоит дело и с системой дублированного управления огнём, в котором основным каналом управления оружием является канал наводчика, обладающего обычно более совершенным аппаратурным оснащением или, хотя бы в силу конкретного своего предназначения, позволяющего сосредоточить всё внимание на этом управлении. Причём, в случае внезапного обнаружения командиром танкоопасной цели и наличии у него средств дублированного управления огнём и производства выстрела, канал управления со стороны командира становится основным.

Стремление к получению максимального эффекта от боевого применения танков привело к созданию специальных комплексов координированного управления техническими средствами танковых подразделений (КСКУ ТС ТП) и, в частности, к созданию системы координированного управления манёвром и огнём танкового подразделения (СКУ МО ТП), например, батальона или роты.

Типовая структура танкового батальона приведена на Рис. 6. Очевидно, что данная структура может быть также с полным правом отнесена к типу автономных комплексов управления современными танками (АКУСТ). И здесь – иерархия, многоканальность и стохастичность.

Рис. 6. Типовая структура автономного комплекса управления (АКУСТ) на примере танкового батальона: C_I – вектор целевой функции (план боевой операции и приказ) командира батальона;C₁, C₂, C₃, – векторы целевых функций командиров рот; C_A, C_B, C_C, C_D, C_E, C_F, C_G, C_H, C_J. – вектор целевых функций командиров линейных танков, соответственно.

На рис 7 показан танковый батальон на марше (выход на исходный рубеж).

Рис. 7. Танковый батальон на марше (выход на исходный рубеж).

Даже краткий анализ рассмотренных разновидностей линейных танков, представляющих собой типичный автономный подвижный объект, показывает на ряд тенденций при его усовершенствовании.

Это, прежде всего, стремление к сокращению числа членов экипажа, что существенно уменьшает требуемые объемы обитаемых отделений. Решение таких задач конструктивно возможно только при достаточно высокой степени автоматизации технологических процессов управления всеми процессами в рассматриваемой боевой машине.

Исторически, снижение числа членов экипажа началось с замены стрелка-радиста (пятого члена экипажа, например в танке Т-34) и передачи его функций командиру танка. Это стало возможным, когда технические средства связи и стрельбы из зенитного пулемета были конструктивно достаточно отработаны.

Замена заряжающего автоматом заряжания позволило в последних вариантах танка придти к числу членов экипажа, равному трем.