способ управления воздушным движением и система его реализующая

Формула изобретения

1. Способ управления воздушным движением, включающий получение информации о координатах воздушных объектов и параметрах их движения с помощью радиолокационного комплекса и средств радиосвязи, вторичную обработку полученной информации в вычислительном комплексе автоматизированной системы, отображение на экране индикатора воздушной обстановки информации о движении воздушных объектов, расчет параметров конфликтных ситуаций конфликтующих воздушных объектов, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют расчет параметров конфликтных ситуаций конфликтующих воздушных и наземных объектов и разделение конфликтных ситуаций с использованием дополнительного индикатора в координатах «номер конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации», по одной координате которого дискретно размещают шкалы, каждая из которых соответствует порядковому номеру пары объектов конфликтной ситуации, а по другой координате на временной оси шкалы, соответствующей номеру пары, отображают отметки объектов этой пары, отметки параметров конфликтной ситуации и формуляры, идентифицирующие объекты конфликтной ситуации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют разделение конфликтных ситуаций «средство воздушного нападения - защищаемый объект» и на временной оси шкалы пары конфликтной ситуации отображают отметку воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, в начале отсчета, отметку защищаемого объекта - в конце отсчета, а между ними - отметки воздушных объектов, идентифицируемых со средствами защиты, и отметки параметров конфликтной ситуации, при этом расстояние между отметкой воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, и отметкой защищаемого объекта соответствует текущему времени подлета средства нападения к защищаемому объекту.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что расстояние между отметкой воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения и отметкой защищаемого объекта на временной оси шкалы конфликтной ситуации выделяется изменением толщины линии развертки, а при минимальном расстоянии - концентрирующим внимание цветом.

4. Система управления воздушным движением, преимущественно для наведения истребителей на воздушные цели, содержащая центральную ЭВМ, ЭВМ связи, устройства сопряжения с РЛС, устройства сопряжения с командными пунктами, индикатор воздушной обстановки, локальную вычислительную сеть и шину обмена, причем порты ввода-вывода центральной ЭВМ соединены с соответствующими входами индикатора воздушной обстановки и с локальной вычислительной сетью, которая соединена с ЭВМ связи и вычислителем параметров перехвата, траекторий наведения, маневров целей, расстояний между положениями истребителей и воздушных средств нападения, времени перехвата и путей полета истребителей, порт ввода-вывода ЭВМ связи через шину обмена соединен с n устройствами сопряжения с РЛС и m устройствами сопряжения с командными пунктами подразделений средств защиты, при этом n+m групп связей двунаправленного обмена устройств сопряжения являются информационными каналами системы, отличающаяся тем, что дополнительно содержит подключенный к локальной вычислительной сети вычислитель параметров конфликтных ситуаций «средство воздушного нападения - защищаемый объект», который преобразует информацию о взаимном положении средств нападения и обороняемых объектов во временные интервалы, выбирает наиболее вероятный объект нападения и выдает для отображения на индикатор в координатах «номер конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации», по одной координате которого дискретно расположены шкалы, каждая из которых соответствует порядковому номеру конфликтной ситуации, а по другой координате на временной оси шкалы, соответствующей номеру конфликтной ситуации, отображены отметки объектов конфликтной ситуации, отметки параметров конфликтной ситуации и формуляры, идентифицирующие объекты конфликтной ситуации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам обнаружения, сопровождения и распределения воздушных целей в радиолокационных комплексах наземного и/или морского базирования и может использоваться в системах противовоздушной обороны при защите наземных объекта от воздушного нападения.

Известен способ прицеливания при атаке скоростных целей истребителем по спрямленной траектории и устройство для его реализации (см. патент Российской Федерации №2170907, МПК⁷ F 41 G 3/2, публ. 2001 г.). В этом способе прогнозируют время выхода атакующего истребителя на границу области эффективного применения оружия, координаты положения и параметры движения истребителя и цели, значение вектора ее дальности относительно истребителя, саму дальность эффективного применения оружия. Прогнозируют дополнительно вектор дальности упрежденного положения цели на суммарное время выхода истребителя на границу указанной области эффективного применения оружия и полета снаряда, пущенного с границы этой области до встречи с целью. Направляют полет истребителя в процессе атаки по предлагаемому способу вдоль указанного вектора дальности упрежденного на суммарное время выхода истребителя на границу области эффективного применения оружия и полета снаряда, положения цели, что при нулевых ошибках прицеливания и соответствии движения скоростной цели прогнозу обеспечивает атаку по спрямленной траектории, то есть не только при минимуме потребных нормальных ускорений, но и при максимуме. Устройство, реализующее способ, содержит бортовые системы автоматического сопровождения целей, бортовые датчики текущих координат и параметров полета истребителя, микропроцессорные блоки экстраполяции движения цели, экстраполяции движения истребителя, баллистики, вычисления прогнозируемой дальности эффективного применения оружия, прицельно-пилотажный индикатор, задатчик типа снарядов и его баллистических и аэродинамических характеристик, специальный вычислитель, включающий сумматор, два компаратора, умножитель, двухканальный ключ и др., соединенные между собой вполне определенным образом.

Такие технические решения позволяют реализовать управление истребителем при атаке скоростных целей с оптимизацией потребных нормальных ускорений, но не могут обеспечить управление средствами защиты наземных объектов от воздушного нападения.

Из описания к патенту Российской Федерации №2190863, МПК⁷ G 01 S 13/72, публ. 2002 г. известен способ ранжирования целей, позволяющий выбрать цель, которая является совместно наиболее опасной для нас и наиболее благоприятной для нападения на нее, в условиях ограничений, связанных с составом и возможностями бортового оборудования истребителя и цели. Способ ранжирования целей основан на вычислении минимума квадратично-линейного функционала, в составе которого одновременно учитываются как параметры, свидетельствующие об опасности цели, так и параметры, благоприятствующие нападению на нее. Если идентифицированная цель имеет лучшие летно-технические характеристики, то в функционале большую роль в его минимизации играет слагаемое, учитывающее требование обеспечения собственной защиты. В противном случае, большую роль играет слагаемое, которое характеризует возможность нападения. Достигаемым техническим результатом является повышение собственной безопасности истребителей и одновременно определение цели, для которой в текущей ситуации обеспечиваются наиболее благоприятные условия для ее поражения с учетом состава бортового оборудования истребителя и цели. Ранжирование целей по степени их важности (опасности) позволяет установить очередность применения средств поражения по сопровождаемым целям и тем самым при условии, что количество средств поражения на борту истребителя меньше количества одновременно сопровождаемых целей, оптимальным образом решить задачу как их поражения, так обеспечения собственной безопасности. Однако этот способ не учитывает возможностей защиты наземных объектов от воздушного нападения и не может использоваться в системах управления противовоздушной обороной.

В книге В.В.Грачева и В.М.Кейна «Радиотехнические методы управления воздушным движением», М., «Транспорт», 1975 г., стр.329...333 описан способ управления движением транспортом на трассах, сущность которого заключается в следующем. Центр управления движением (ЦУД) на трассах связан линиями связи со всеми обслуживаемыми им аэродромными диспетчерскими пунктами (ДП), по которым в ЦЭВМ ЦУД вводятся планы полетов. В ЦЭВМ ЦУД с учетом метеоусловий рассчитываются графики движения - моменты времени и высоту пролета каждого контрольного пункта. Информация с контрольных пунктов сравнивается с рассчитанными графиками движения и, если обнаруживается возможность опасного сближения, она отображается на специальном панорамном индикаторе. На экране нанесено условное изображение трасс и контрольных пунктов, относящихся к данному диспетчерскому району. Контрольные пункты имеют буквенные обозначения, в нижней части экрана предусмотрены ячейки для знаковой информации, включающей время возможного опасного сближения, обозначение контрольного пункта и номера сближающихся самолетов. Для устранения опасной ситуации диспетчер изменяет один из планов полета. ЦЭВМ анализирует измененный вариант плана, и, если возникнет новая опасность сближения, то диспетчер стирает введенную ранее информацию и пробует новый вариант. Так продолжается до тех пор, пока не будет найден бесконфликтный вариант планов полета. В процессе выполнения полетов реальный график движения самолетов неизбежно отличается от расчетного, поэтому планы непрерывно корректируются. Истинные моменты прохождения контрольных пунктов определяются с помощью обзорных радиолокаторов и вводятся в ЦВЭМ ЦУП автоматически. Этот способ управления воздушным движением может быть охарактеризован следующей совокупностью существенных признаков. Назначение - управление воздушным движением, действия над материальными объектами - составление плана полетов самолетов, определение реальных параметров движения самолетов с помощью обзорных радиолокационных станций, выявление возможности опасного сближения, коррекция плана полетов самолетов, доведение откорректированного плана полетов самолетов до участников, режимы выполнения действий - выявление возможности опасного сближения и коррекция планов полетов самолетов производятся до тех пор, пока не будет найден бесконфликтный вариант, анализ опасной ситуации производится по панорамному индикатору, на котором конфликтная ситуация отображается в виде формуляров. Такой способ может использоваться для наведения истребителей на воздушные цели при защите наземных целей от воздушного нападения, если изменить постановочную задачу на обратную, т.е. вместо предотвращения столкновения - обеспечение контакта воздушных объектов. Недостаток описанного способа управления воздушным движением заключается в том, что анализ конфликтных ситуаций производится последовательным изменением планов полета, поэтому при высокой интенсивности воздушного движения высока вероятность столкновения из-за ошибок диспетчера и ограниченной пропускной способности ЦУП, а при защите от воздушного нападения - пропуск средств нападения к защищаемому объекту.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ управления воздушным движением, известный из описания к патенту Российской Федерации №2134910, МПК ⁶ G 08 G 7/00, G 01 S 13/91, публ. 1999 г. Описанный способ управления воздушным движением, включающий получение информации о координатах воздушных судов и параметрах их движения с помощью радиолокационного комплекса и средств радиосвязи, вторичной обработки полученной информации в вычислительном комплексе автоматизированной системы управления воздушным движением, отображения на экране индикатора воздушной обстановки информации о движении воздушных судов и об угрозе столкновения воздушных судов, оценки диспетчером фактических и прогнозируемых интервалов между ними, принятия решения о необходимости и виде вмешательства в движение воздушных судов и управления движением воздушных судов с помощью команд, передаваемых экипажу через средства связи, отличается тем, что с целью повышения безопасности полетов и увеличения пропускной способности системы управления воздушным движением путем упрощения и облегчения оценки воздушной обстановки диспетчером с помощью вычислительного комплекса рассчитывают тенденцию изменения параметров полета между каждым воздушным судном и всеми другими воздушными суднами, находящимися в зоне управления воздушным движением, и на основании полученных данных все воздушные судна, находящиеся в зоне управления, разделяют на три группы, причем в первую группу входят воздушные судна, требующие управления с вероятностью, равной нулю, во вторую группу входят воздушные судна, требующие управления с вероятностью, большей нуля, но меньшей единицы, а в третью группу входят воздушные судна, требующие управления с вероятностью, равной единице, на экране воздушной обстановки воздушные судна этих трех групп и сопровождающую их информацию отображают различными цветами, причем воздушные судна второй и третьей групп дополнительно соединяют линиями со шкалой, единица длины которой равна скорости сближения с другими воздушными суднами или препятствиями. Недостатки способа-прототипа - плохая восприимчивость параметров сближения объектов воздушного движения, сравнительно высокая сложность оценки конфликтных ситуаций при анализе воздушной обстановки, отсутствие возможности оценки положения воздушных объектов относительно наземных. Эти недостатки затрудняют использование такого способа управления воздушным движением при защите наземных объектов от воздушного нападения, т.е. в интересах противовоздушной обороны.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, - повышение эффективности управления воздушным движением при защите наземных объектов от воздушного нападения за счет дуэльного разделения конфликтных ситуаций по степени опасности средств воздушного нападения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе управления воздушным движением и системе его реализующей, включающем получение информации о координатах воздушных объектов и параметрах их движения с помощью радиолокационного комплекса и средств радиосвязи, вторичную обработку полученной информации в вычислительном комплексе автоматизированной системы, отображение на экране индикатора воздушной обстановки информации о движении воздушных объектов, расчет параметров конфликтных ситуаций конфликтующих воздушных объектов и разделение конфликтных ситуаций по степени важности управления с командного центра, дополнительно осуществляют расчет параметров конфликтных ситуаций конфликтующих воздушных и наземных объектов и дуэльное разделение конфликтных ситуаций с использованием дополнительного индикатора в координатах «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации», по одной координате которого дискретно размещают шкалы, каждая из которых соответствует порядковому номеру дуэльной пары объектов конфликтной ситуации, а по другой координате на временной оси шкалы, соответствующей номеру дуэльной пары, отображают отметки объектов этой дуэльной пары, отметки параметров конфликтной ситуации и формуляры, идентифицирующие объекты конфликтной ситуации. Осуществляют дуэльное разделение конфликтных ситуаций «средство воздушного нападения - защищаемый объект» и отображают на временной оси шкалы дуэльной пары конфликтной ситуации отметку воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, в начале отсчета, отметку защищаемого объекта - в конце отсчета, а между ними - отметки воздушных объектов, идентифицируемых со средствами защиты, и отметки параметров конфликтной ситуации, при этом расстояние между отметкой воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, и отметкой защищаемого объекта соответствует текущему времени подлета средства нападения к защищаемому объекту и выделяются в каждой конфликтной ситуации изменением толщины линии развертки, чтобы разделить их по степени опасности средств нападения. Шкалы дуэльных конфликтных ситуаций с минимальным расстоянием между отметкой воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, и отметкой защищаемого объекта и/или отметкой средства защиты выделяют концентрирующим внимание цветом.

Заявляемый способ соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень», т.к. признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях, а также критерию «промышленная применимость», т.к. может быть использовано при разработке комплексов противовоздушной обороны и системах управления воздушным движением.

Заявленный способ наиболее эффективен при реализации в системах противовоздушной обороны. Автоматизированная система управления противовоздушной обороны и контроля наведения истребителей на средства воздушного нападения с использованием предлагаемого способа также соответствует критериям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» и может быть признана изобретением.

Известная система наведения истребителей на воздушные цели (см. свидетельство Российской Федерации №13709, МПК⁷ G 06 F 15/16, публ. 2000 г.) содержит центральную ЭВМ, ЭВМ связи, устройства сопряжения с РЛС, устройства сопряжения с командными пунктами, табло, локальную вычислительную сеть и шину обмена, причем группа выводов центральной ЭВМ поразрядно соединена с соответствующими входами табло, а ее группа связей двунаправленного обмена поразрядно соединена с локальной вычислительной сетью, которая аналогичным образом поразрядно соединена с первой группой связей ЭВМ связи, вторая группа связей которой соединена с шиной обмена, с которой аналогично соединены поразрядно n устройств сопряжения с РЛС и m устройств сопряжения с командными пунктами, при этом n+m групп связей двунаправленного обмена устройств сопряжения являются информационными каналами системы, с локальной вычислительной сетью поразрядно соединены своими группами связей двунаправленного обмена вычислители параметров перехвата, траекторий наведения, маневров целей, расстояний между фактическими и расчетными положениями истребителей, радиусов разворота, программных скоростей, времени перехвата, длин прямой атаки, моментов времени форсажа и путей полета истребителя. В качестве центральной ЭВМ, ЭВМ связи и вычислителей используют персональные компьютеры, а в качестве табло - их мониторы. Недостаток такой системы - отсутствие учета степени опасности воздушных средств нападения для защищаемых объектов, что снижает ее эффективность при использовании в системах управления противовоздушной обороной.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, - повышение эффективности системы управления противовоздушной обороны и контроля наведения на воздушные цели при защите наземных объектов за счет дуэльного разделения конфликтных ситуаций по степени опасности средств нападения.

Указанный технический результат достигается тем, что система управления воздушным движением и контроля наведения истребителей на воздушные цели, содержащая центральную ЭВМ, ЭВМ связи, устройства сопряжения с РЛС, устройства сопряжения с командными пунктами, индикатор воздушной обстановки, локальную вычислительную сеть и шину обмена, причем порты ввода-вывода центральной ЭВМ соединены с соответствующими входами индикатора воздушной обстановки и с локальной вычислительной сетью, которая соединена с ЭВМ связи и вычислителем параметров перехвата, траекторий наведения, маневров целей, расстояний между положениями истребителей и воздушных средств нападения, времени перехвата и путей полета истребителей, порт ввода-вывода ЭВМ связи через шину обмена соединен с n устройствами сопряжения с РЛС и m устройствами сопряжения с командными пунктами подразделений средств защиты, при этом n+m групп связей двунаправленного обмена устройств сопряжения являются информационными каналами системы, дополнительно содержит подключенный к локальной вычислительной сети вычислитель параметров дуэльных конфликтных ситуаций «средство воздушного нападения - защищаемый объект» и индикатор в координатах «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации», по одной координате которого дискретно расположены шкалы, каждая из которых соответствует порядковому номеру дуэльной конфликтной ситуации, а по другой координате на временной оси шкалы, соответствующей номеру дуэльной конфликтной ситуации, отображены отметки объектов дуэльной конфликтной ситуации, отметки параметров конфликтной ситуации и формуляры, идентифицирующие объекты конфликтной ситуации.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 показан пример отображения информации на экране индикатора воздушной обстановки, на фиг.2 показан пример отображения информации на экране индикатора в координатах «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации», на фиг.3 - блок-схема системы управления воздушным движением преимущественно для наведения истребителей на воздушные цели.

На фиг.1...3 знаками и цифрами обозначены:

А. На фиг.1:

- защищаемый объект и его порядковый номер;

- центральный командный пункт системы противовоздушной обороны (ЦК);

- командные пункты подразделений средств защиты, в центре флажка помещен порядковый номер подразделения ПВО;

- формуляр средства воздушного нападения, где 6002 - признак «чужой» (6) и номер средства воздушного нападения (002), 10Б1 - количество и тип воздушных объектов средства воздушного нападения (Б1, Б2 - бомбардировщики, КР - крылатые ракеты «воздух - земля»), Н80 - высота в сотнях метров, V700 - скорость км/час;

- формуляр средства защиты, где 0201 - номер подразделения средства защиты (02) и номер защищаемого объекта (01), 15СУ9 - количество истребителей и их тип, V700 - скорость км/час, 04.24 - географическое время взлета истребителей или запуска ракет «земля - воздух»;

- траектория движения воздушных объектов и отметки географического времени;

- граница защищаемого района (зона действия средств ПВО);

- зона действия ракет «земля-воздух».

Б. На фиг.2:

50...0 - подлетное время средства воздушного нападения к защищаемому объекту, мин;

х - время начала возможного контакта-атаки истребительной авиации со средством воздушного нападения, мин;

- отметка предельного времени взлета истребительной авиации для атаки средства воздушного нападения, мин;

- отметка средства воздушного нападения;

- отметка воздушного средства защиты;

- отметка предельного времени атаки средства воздушного нападения истребительной авиацией;

- отметка ракет «земля-воздух» в режиме автосопровождения зенитно-ракетным комплексом (ЗРК);

- отметка ракет «земля - воздух»;

- отметка подлетного времени на рубеж зоны действия ракет «земля-воздух», мин;

В. На фиг.3:

1 - центральная ЭВМ;

2 - ЭВМ связи;

3 - индикатор воздушной обстановки;

4 - локальная вычислительная сеть;

5 - шина обмена;

6₁...6_n - устройства сопряжения с РЛС;

7₁...7_m - устройства сопряжения с командными пунктами подразделений средств защиты;

8 - вычислитель параметров перехвата, траекторий наведения, маневров целей, расстояний между истребителями и средствами воздушного нападения, времени перехвата и путей полета истребителей;

9 - вычислитель параметров дуэльных конфликтных ситуаций «средство воздушного нападения - защищаемый объект»;

10 - индикатор в координатах «номер конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации».

Заявленный способ управления воздушным движением реализуется следующим образом. Информация о координатах воздушных объектов (самолетов, крылатых ракет) и параметрах их движения измеряется с помощью радиолокационного комплекса, включающего радиолокационные станции обнаружения, наведения и сопровождения, станции радиотехнической разведки. Эта информация по каналам средств связи поступает в вычислительный комплекс автоматизированной системы управления, где производится вторичная обработка полученной информации, а именно идентифицируются воздушные объекты по признакам "свой-чужой" и тактическому назначению, вычисляются параметры перехвата, траектории наведения, маневров целей, расстояния между положениями воздушных средств защиты и средств воздушного нападения, времени перехвата, длин прямой атаки, осуществляется дуэльное разделение конфликтных ситуаций «средство воздушного нападения - защищаемый объект», расчет параметров конфликтных ситуаций объектов (подлетное время, время начала возможного контакта-атаки истребительной авиации со средством воздушного нападения, предельное время взлета истребительной авиации и/или время запуска ракет «земля - воздух» для атаки средства воздушного нападения) и установление степени важности управления ими. Информация о движении воздушных судов отображается на экране большого индикатора воздушной обстановки в географических координатах с обозначением командных пунктов и защищаемых объектов, например, в виде, как показано на фиг.1. Информация о конфликтных ситуациях отображается на дополнительном индикаторе в координатах «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации», по одной координате которого дискретно расположены шкалы, каждая из которых соответствует порядковому номеру дуэльной пары «средство воздушного нападения - защищаемый объект», а по другой координате на временной оси шкалы, соответствующей номеру дуэльной пары, отображаются отметки объектов этой дуэльной пары (защищаемый объект и средство воздушного нападения), отметки параметров конфликтной ситуации (подлетное время, предельное время взлета истребительной авиации, предельное время запуска ракет «земля - воздух», время сближения воздушных объектов) и формуляры, идентифицирующие объекты конфликтной ситуации, например, в виде, как показано на фиг.2. На временной оси каждой шкалы дуэльной пары конфликтной ситуации отметку воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, отображают в начале отсчета, отметку защищаемого объекта - в конце отсчета, а между ними - отметки воздушных объектов, идентифицируемых со средствами защиты, и отметки параметров конфликтной ситуации, при этом расстояние между отметкой воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, и отметкой защищаемого объекта соответствует текущему времени подлета средства нападения к защищаемому объекту и выделяется изменением толщины линии развертки. Оператор-диспетчер (оператор центрального командного пункта) анализирует воздушную обстановку, по дополнительному индикатору определяет степень первоочередности управления конфликтными ситуациями, принимает командные решения и передает команды управления на средства защиты от воздушного нападения - истребители, патрулирующие в воздухе, ракетные комплексы и средства радиопротиводействия. Степень важности управления конфликтной ситуацией с центрального командного пункта оператор-диспетчер (оператор центрального командного пункта) определяет по расстоянию между отметкой воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, и отметкой защищаемого объекта и/или отметкой средства защиты. Решение этой задачи упрощается тем, что расстояния между отметкой воздушного объекта, идентифицируемого со средством нападения, и отметкой защищаемого объекта шкалы каждой дуэльной конфликтной ситуации выделяются изменением толщины линии развертки, а наиболее опасные - концентрирующим внимание цветом.

Дуэльное разделение конфликтных ситуаций в вычислительном комплексе автоматизированной системы управления осуществляется следующим образом. С обнаружением воздушного объекта с признаком «чужой» определяются защищаемые объекты, которые могут подвергнуться нападению, и выделяются участники конфликтной ситуации - средство нападения, защищаемый объект и средства защиты. Расстояние между конфликтующими объектами преобразуется во временной интервал с учетом их скоростей и направлений. Вычисляются параметры конфликтной ситуации: время перехвата, рубежи подавления, времена сближения. Каждой конфликтной ситуации присваивается порядковый номер. Так как информация о каждой конфликтной ситуации отображается на отдельном индикаторе в координатах «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации», а степень первоочередности управления конфликтной ситуацией представляется наглядно - длиной измененной толщины линии развертки, соединяющей отметки средства воздушного нападения и защищаемого объекта или цветом линии, существенно снижается вероятность принятия ошибочного решения, повышается эффективность защиты наземных объектов.

Система управления воздушным движением преимущественно для наведения истребителей на воздушные цели (фиг.3) содержит центральную ЭВМ 1, ЭВМ связи 2, индикатор 3 воздушной обстановки, локальную вычислительную сеть 4, шину обмена 5, устройства 6₁...6_n сопряжения с РЛС, устройства 7₁...7_m сопряжения с командными пунктами, вычислитель 8 параметров перехвата, траекторий наведения, маневров целей, расстояний между положениями истребителей и воздушных средств нападения, времени перехвата и путей полета истребителя, вычислитель 9 параметров дуэльных конфликтных ситуаций «средство воздушного нападения - защищаемый объект» и индикатор 10 в координатах «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации». Порты ввода-вывода центральной ЭВМ 1 соединены с соответствующими входами индикатора 3 воздушной обстановки и с локальной вычислительной сетью 4, которая соединена с ЭВМ связи 2, вычислителем 8 параметров перехвата, траекторий наведения, маневров целей, расстояний между истребителями и средствами воздушного нападения, времени перехвата и путей полета истребителей и вычислителем 9 параметров дуэльных конфликтных ситуаций «средство воздушного нападения - защищаемый объект». К ЭВМ связи 2 через шину обмена 5 подключены n устройств 6 ₁...6_n сопряжения с РЛС и m устройств 7 ₁...7_m сопряжения с командными пунктами подразделений средств защиты. Вычислитель 9 соединен с индикатором 10 в координатах «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации», на экране которого по одной координате дискретно расположены шкалы, каждая из которых соответствует порядковому номеру дуэльной конфликтной ситуации, а по другой координате на временной оси шкалы, соответствующей номеру дуэльной конфликтной ситуации, отображены отметки параметров конфликтной ситуации, отметки объектов конфликтной ситуации и формуляры, идентифицирующие объекты конфликтной ситуации.

Работу заявленной системы преимущественно для наведения истребителей на воздушные цели рассмотрим на примере воздушной обстановки, приведенной на фиг.1. Защищаемые объекты - железнодорожный узел города Харцызска, промышленный объект в городе Гусельске и гидроэлектростанция Зугрэс. Центральный командный пункт дислоцируется в районе города Харцызска. Аэродромы истребительной авиации (подразделения 1 и 2) расположены на переднем крае рубежа обороны, а зенитные ракетные комплексы (подразделения 3 и 4) непосредственно у защищаемых объектов - станции Харцызска и гидроэлектростанции Зугрэс. Управление действиями подразделений ПВО осуществляется с центрального командного пункта. Информация о координатах воздушных объектов, обнаруженных радиолокационными станциями, их принадлежности и скорости полета через устройства сопряжения 6₁...6_n поступает в вычислительный комплекс - вычислитель 8, представляющий собой один или несколько процессоров, объединенных в локальную вычислительную сеть. С командных пунктов подразделений через устройства сопряжения 7₁...7_m поступает информация о состоянии средств защиты. Организацию обмена информацией центрального командного пункта с РЛС и командными пунктами подразделений осуществляет ЭВМ связи 2. По информации от РЛС и командных пунктов подразделений в вычислителе 8 осуществляется идентификация воздушных объектов, определение маневров целей, расчет их траекторий, определение средств защиты, расчет параметров перехвата, траекторий наведения, расстояний между положениями истребителей и воздушных средств нападения, времени перехвата и путей полета истребителя. Каждому средству воздушного нападения, пересекшему границу защищаемого района, присваивается порядковый номер. Обработанная информация поступает в центральную ЭВМ 1. Информация о движении воздушных объектов - "своих и чужих" - отображается на экране индикатора воздушной обстановки (фиг.1) на фоне географической сетки с обозначением мест дислокации командных пунктов, подразделений ПВО, зон их действия, а также обороняемых объектов. Кроме того, информация о движении средств нападения с вычислителя 8 в виде географических координат и скоростей целей подается в вычислитель 9. Вычислитель 9, выполняя дуэльное разделение конфликтных ситуаций в координатах "средство воздушного нападения - защищаемый объект", преобразует информацию о взаимном положении средств нападения и обороняемых объектов во временные интервалы, выбирает наиболее вероятный объект нападения и выдает для отображения на экране индикатора 10 (фиг.2) в системе координат "номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации" в соответствии с порядковым номером дуэльной пары конфликтной ситуации. При этом на экране индикатора 10 отображается линия временной развертки. В начале этой линии воспроизводится формуляр средств нападения, на самой линии развертки отображается отметка средства нападения в соответствии с временем его подлета к объекту, в конце линии развертки - информационный эквивалент обороняемого объекта. Расстояние между положением отметки средства нападения и информационным эквивалентом защищаемого объекта выделяется путем изменения толщины линии развертки. Кроме того, на линии развертки могут отображаться отметки других событий конфликтной ситуации, например отметка о минимальном времени взлета истребителей для атаки средств воздушного нападения. Командир ЦКП ПВО, анализируя воздушную обстановку, назначает подразделение и средства защиты объекта. При этом в районе конца соответствующей линии развертки отображается основа изображения формуляра с указанием номера подразделения, назначенного для защиты объекта. После взлета истребителей вычислитель 9 по данным вычислителя 8 расчитывает параметры конфликтной ситуации и результаты расчетов отображаются на экране индикатора 10 в виде специальных отметок, положение которых на линии развертки относительно отметки обороняемого объекта соответствуют времени подлета средства нападения к обороняемому объекту (например, отметка времени "встречи" средств нападения и защиты) и условных знаков в формулярах.

Например, анализ воздушной обстановки (фиг.1 и фиг.2) показывает, что группа бомбардировщиков 6001 имеет приказ уничтожить Зугрэс (объект 01), группа бомбардировщиков 6003 нацелена на Гусельск (объект 02), а носитель крылатых ракет (КР) 6002 назначен для уничтожения Харцызска (объект 00) с помощью КР "воздух-земля" 6004. Поэтому на экране индикатора 10 выделены конфликтные ситуации 6001-01, 6003-02, 6004-00. После старта КР носитель 6002 повернул для возвращения на базу, ситуация перестала быть конфликтной. Командир ЦКП после анализа обстановки в 4.26 приказал командиру подразделения 02 поднять 15 истребителей для уничтожения группы бомбардировщиков 6001, а также объявил боевую готовность подразделению 4 зенитно-ракетного комплекса (ЗРК). В 4.36 приказал командиру подразделения 01 поднять 18 истребителей для уничтожения группы бомбардировщиков 6003. В 4.37, при обнаружении на экране индикатора «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации» цели 6002, установил, что подлетное время 6002 к объекту 00 меньше, чем к объекту 02, поэтому объявил боевую готовность подразделению ЗРК 03. После отдания распоряжений на ведение боевых действий командирам подразделений командир ЦКП имеет время для контроля исполнения своих приказов по каждой из конфликтных ситуаций. В 4.51 на ЦКП от командира подразделения ЗРК 03 поступил доклад об обнаружении КР и ведении боевых действий против них (децентрализованное управление). Таким образом, наличие картины временного развития боя, особенно с выделением опасных конфликтных ситуаций, уменьшает вероятность принятия командиром ЦКП запоздалых решений, обеспечивает эффективный контроль ведения боевых действий по уничтожению средств воздушного нападения и защите обороняемых объектов.

Применение предлагаемой системы управления воздушным движением для наведения истребителей на воздушные цели позволяет обеспечить эффективный контроль наведения на воздушные цели не только истребителей, но и ракет (фиг.2). Кроме того, предлагаемый способ может быть использован при разработке систем управления и контроля движения средств кораблевождения.

Проверка эффективности предлагаемого способа управления воздушным движением и системы наведения преимущественно для истребителей на воздушные цели проводилась путем программной имитации воздушной обстановки с помощью персонального компьютера, сопряженного с двумя дисплеями. На экран первого дисплея (фиг.1) на фоне координатной сетки отображалась информация о положении обороняемых объектов, средств противовоздушной обороны, времени и трассах полета воздушных целей и истребителей, а также трассы плановых полетов воздушных объектов. На экране второго дисплея (фиг.2) отображалась информация только о конфликтных ситуациях в координатах «номер дуэльной конфликтной ситуации - время сближения объектов конфликтной ситуации». Изменение информации на обоих дисплеях отображалось синхронно.

В ходе эксперимента имитировалось 10 налетов бомбардировщиков на три обороняемых объекта, от 6 до 10 групп бомбардировщиков в каждом налете, летящих с трех направлений с интервалом между группами 3-10 минут. Схема каждого налета формировалась компьютером заново и не повторяла предыдущую.

В эксперименте принимало участие 10 операторов, прошедших предварительное обучение работе с обоими индикаторами. В обязанность оператора входило: при обнаружении цели "чужой" назначить подразделение (номер) и количество истребителей или ракет для ведения боевых действий. Взлет истребителей имитировался с задержкой 1 мин после поступления команды.

Операторы были разделены на две группы по 5 человек, одна из которых работала только с первым дисплеем, а вторая - с обоими дисплеями. После проведения эксперимента группы операторов поменялись местами и эксперимент был повторен.

По результатам эксперимента, при использовании первого индикатора, из общего количества 830 групп бомбардировщиков вследствие несвоевременной или неадекватной реакции операторов к обороняемым объектам было пропущено 17 групп (2,05%). При совместном использовании двух индикаторов из 840 групп бомбардировщиков к обороняемым объектам было пропущено 3 группы (0,36%).

Полученный результат свидетельствует, что наличие картины временного развития боя, особенно с выделением опасных ситуаций, требующих первоочередного решения, цветом и длиной линий развертки, существенно снижает вероятность принятия запоздалых и ошибочных решений, что повышает эффективность ПВО.

Заявленная система реализуется на известных в технике элементах. Центральная ЭВМ 1, ЭВМ связи 2, устройства сопряжения 6 с РЛС и 7 с командными пунктами подразделений, индикатор воздушной обстановки широко известны и используются в автоматизированных системах ПВО, вычислители 8 и 9 реализуются на персональных компьютерах с соответствующим программным обеспечением. Быстродействие современных компьютеров позволяет обеспечить работу этих вычислителей в реальном масштабе времени с обработкой до 1000 целей. Индикатор 10 без проблем реализуется на дисплее персонального компьютера.