Секрет его модульности: "Туполев" и ГосНИИАС разрабатывают авионику для обновленного Ту-160

Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ГосНИИАС) и компания Туполев проводят системную интеграцию бортового оборудования для нового отечественного стратегического бомбардировщика Ту-160. 30 Июнь 2016, 10:02
Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ГосНИИАС) и компания Туполев проводят системную интеграцию бортового оборудования для нового отечественного стратегического бомбардировщика Ту-160. Именно бортовое радиоэлектронное оборудование и инновационная система ее компоновки – модульная авионика – станут главным «коньком» обновленного авиационного комплекса.
На фото: Цифровое проектирование обновленного Ту-160 значительно сокращает сроки производства самолета нового
поколения. 

«Лебедь» и триада

Начиная с пятидесятых годов прошлого века американские военные спроектировали около десятка разных бомбардировщиков. «Советские ученые оказались гораздо более последовательными в разработке основных моделей «дальников» – Ту-95, Ту-22М3. Появление нового авиационного комплекса Ту-160 с заложенными функциями – полете на сверхзвуке, особенности вооружения, возможность преодолевать сверхдальние расстояния и функция демонстрации «флага» практически в любой точке мира,– изменили стратегический расклад сил в мире», - вспоминает Евгений Федосов, научный руководитель ГосНИИАС. Установивший более сорока мировых рекордов самолет и сегодня справляется с возложенными на него задачами.
На фото: Процесс отработки логики человеко-машинного интерфейса на комплексе ГосНИИАС.
Но в конце прошлого года ведущие конструкторские бюро Объединенной авиастроительной корпорации начали проектирование обновленного «Белого Лебедя» в цифре. Сегодня ГосНИИАС и компания Туполев совместно выполняют опытно-конструкторскую работу по модернизации комплекса бортового оборудования. Коллектив института, несколько десятков молодых конструкторов и инженеров, выпускников Московского авиационного и физико-технического институтов под руководством 32 летнего Алексея Целикова – демонстрируют результаты восьмилетней работы.

Стеклянная кабина

Даже неспециалист может понять отличия будущего самолета от стоящих сегодня на вооружении отечественных ВВС «белых лебедей». Первый и самый заметный элемент – стеклянная кабина. «Еще каких-нибудь два десятка лет назад авионика современного на тот период времени самолета выполняла 15-20 основных функций – навигации, автопилота, связи и пр. Сегодня число ключевых функций самолета дальней авиации превышает сотню и с каждым годом, по мере увеличения требования к точности навигации, сложности систем вооружения авиационного комплекса – их количество будет только увеличиваться», - говорит Евгений Федосов. 

В кабинах выпущенных в восьмидесятые годы самолетов – десятки циферблатов со стрелочной индикацией. Сегодня в московских лабораториях ГосНИИАС уже можно увидеть прототип новой «стеклянной кабины» с установленными мониторами на основе жидкокристаллических панелей. Функции переключения позволяют выводить на экраны самые разные, необходимые именно в текущий период управления самолетом, данные о состоянии систем навигации и управления самолетом в условиях ограниченной видимости, а также решать задачу интеллектуальной поддержки экипажа, тем самым снимая нагрузку с людей в процессе полета и боевого применения.

Вместе с представителями компании Туполев, действующими летчиками, штурманами идет отладка режимов отображения информации, эргономики и взаимодействия экипажа с информационно-управляющим полем кабины.

Lego и прогресс

В отечественных ВВС еще исправно служат многие из спроектированных в пятидесятые-шестидесятые годы прошлого века самолетов дальней авиации – Ту-95, Ту-22М3. Заложенный при проектировании планера и конструкций Ту-160 ресурс позволит самолету оставаться на службе в течение еще нескольких десятков лет. 

Важный момент – установить комплекс бортового электронного оборудования, который позволит оснащать самолёт современными приборами и программным обеспечением в течение всего срока службы. Именно поэтому при создании нового самолета было решено делать акцент на развитии, так называемой, модульной авионики, когда подобно современному компьютеру, или даже конструктору Lego, отдельные блоки, по мере необходимости, могут заменяться на более современные.

Алексей Целиков демонстрирует крейты – унифицированные модули, которые обрабатывают необходимую для полета и управления системами вооружения информацию. 

«Вместе с партнерами – санкт-петербургским ОКБ «Электроавтоматика», мы проектируем унифицированное вычислительное ядро самолета, состоящее из стандартизованных, взаимозаменяемых компонент. Блоки почти полностью сделаны на основе отечественной элементной базы (доля импортных комплектующих не более 2-3% и со временем может быть полностью заменены на отечественные)», - говорит Целиков. Вычислительные блоки и в прямом и в переносном смыслах полностью готовы к работе в боевых условиях – обеспечивается защита от специальных внешних факторов, например, радиации. Но что еще важнее – стандартизация и взаимозаменяемость – позволяют без особых проблем осуществлять наращивание функционала и проводить последующую модернизацию без комплексного изменения структуры борта, а только за счет добавления программного обеспечения.

В новом самолете планируется использовать десятки различных систем от порядка 30 крупных поставщиков. Организация архитектуры авионики по принципу «открытого борта» позволила максимально упростить интеграцию и управление системами радиосвязи, радиолокационной борьбы, навигации и других. По требованиям компании «Туполев», прибористы унифицировали интерфейсы на системном уровне, что существенно облегчило оснащение авионикой самолета, а также обмен данными между приборами и системами от разных производителей.

«За предыдущие полтора десятка лет отечественное приборостроение сделало большой шаг вперед. Самолет оснащается приборами только отечественного производства и все компоненты бортовой авионики по своей функциональности находятся на уровне мировых стандартов. Параметры надежности авионики – а приборы выдерживают холод до -60○С, вибрацию, соляные туманы, стойки к появлению некоторых вредных для авиации видов грибка – позволят «стратегу» надежно долететь до цели и точно выполнить поставленную задачу. На самолете созданы надежные системы резервирования. Повышение надежности, возможность парирования функциональных отказов, улучшение точностных характеристик – позволяют реализовать требования Заказчика к повышению эффективности авиационного комплекса в целом», - отмечает Александр Лисицын, заместитель директора ЦКБ по 
БРЭО ПАО «Туполев».

Безопаснее и практичнее

Новое оборудование позволит повысить безопасность самолета, а также существенно оптимизировать стоимость его эксплуатации. 

Например, впервые для отечественных стратегов будут использоваться интеллектуальные системы поддержки пилота – автоматика сама подскажет оптимальное решение по выводу самолета из критической ситуации.

Во многом упрощаются мероприятия по обслуживанию бортовой электроники. Для проверки боеготовности электронных систем самолета теперь требуются минуты. Электроника сама делает проверку ключевых систем и предлагает устранение неполадок. 

Для поддержания в действующем состоянии сегодняшних стратегов используется много наземной техники – специальные автомобили с ремонтными бригадами для обслуживания отдельных систем бортового оборудования. 

Следующее поколение Ту-160 станет сложнее технически, но при этом проще для людей, которые будут его эксплуатировать, обеспечивать исправность и боевую готовность.

Порядок в танковых войсках

Модульная авионика позволяет поддерживать программное обеспечение самолета, управление всеми его функциями на современном уровне на протяжении всего жизненного цикла изделия.

Операционная система также создана отечественными программистами. Ключевую роль в создании «операционки» сыграл коллектив ОКБ «Электроавтоматики» при поддержке ГосНИИАС. 

В отечественном авиастроении наиболее активно в деле внедрения модульной авионики продвинулась гражданская авиация – ее элементы есть на SSJ-100, новом лайнере МС-21. Но модернизированный Ту-160 станет, пожалуй, первым современным отечественным самолетом, где все – от элементной базы и до программного обеспечения – выполнено российскими специалистами.

При работе надо проектом нового Ту-160 разработано четыре вида унифицированных модулей, отвечающих за графику, питание, интерфейсные и вычислительные задачи. Проведенная серия НИОКР позволила унифицировать технические решения, причем не только для авиации (аналогичные модули планируется установить на модернизируемых машинах Ту-22М3, вертолетах), но также для применения на некоторых машинах бронетанковых войск.

На десятилетия вперед

Структура комплекса бортового электронного оборудования, основанная на принципах модульной авионики, закладывает возможность совершенствования самолета на десятилетия вперед. Ученые и конструкторы обсуждают разработку и внедрение для пилотов системы дополненной виртуальной реальности – так безопаснее пилотировать в условиях плохой видимости, систему голосовых команд – с её помощью можно существенно снизить нагрузки на экипаж в длительных полётах. Есть также инновационные идеи, например, разместить часть компактного оборудования непосредственно на одежде летчиков. Особенности организации комплекса авионики позволяют совершенствовать борт нового Ту-160 почти бесконечно, внедряя в него все более новый интеллект!