Глава 8. Средства управления перехватом

§ 1. Система передачи команд и наведение истребителей

Для передачи команд наведения на пилотируемые и беспилотные перехватчики в системе "Сейдж" применяется система передачи команд (СПК), состоящая из двух участков разнотипных линий связи:

- линия передачи данных типа "земля-земля";

- линия передачи данных типа "земля-воздух".

Для обеспечения связи с перехватчиками, находящимися в любой точке воздушного пространства сектора, на территории сектора в различных его точках размещается несколько радиостанций системы передачи команд (СПК). Система передачи данных строится таким образом, что вычислительная машина или операторы наведения могут связываться с перехватчиками избирательно, используя любой узел радиосвязи. На каждом узле связи есть несколько радиостанций (радиоканалов), работающих на различных частотах. Все радиостанции связываются с выходными устройствами машины или пультов управления операторов наведения оперативного центра с помощью внешних линий связи типа "земля-земля". Поскольку эти линии связи являются жизненно важными звеньями системы ПВО, они обычно дублируются и прокладываются по различным трассам.

Передача команд по линии связи типа "земля-земля". Для надежной работы системы передачи команд и надлежащего переключения каналов применяются два типа систем передачи данных:

- двухканальная система DF (Dual Facility) с двумя четырехпроводными линиями (одна - основная, другая - резервная), проходящими по разным трассам; каждый узел радиосвязи с оперативным центром наведения связан одной такой двухканальной (дублированной) линией для каждого его радиоканала;

- система коммутатора и группы линий общего пользования CUG (Common User Group), в которой применяется устройство централизованного управления для выборочной линии из группы соединительных линий и автоматического переключения на другую линию при повреждении используемой; в этом случае значительно уменьшается потребность в количестве внешних линий связи.

В обоих случаях передаваемые сигналы одинаковы, различие состоит только в способе установки связи.

Когда группа перехватчиков получает приказ подняться в воздух, она начинает вести передачи по предварительно выделенному для нее радиоканалу. В оперативном центре назначается оператор наведения, руководящий действиями этой группы перехватчиков. На пульте управления оператора переключатель устроен таким образом, что устанавливает связь с выделенным радиоканалом на всех узлах радиосвязи. Радиостанция, с которой соединяется оператор, работает на одной и той же частоте при приеме и при передаче. В каждый данный момент можно вести только прием или передачу.

При нормальной работе линии связи по ней попеременно передаются сигналы двух частот, соответствующих двум состояниям передачи информации: одна - "посылка", другая - "пауза". Поскольку нормально в линии обязательно есть сигнал той или другой частоты, то отсутствие сигнала является признаком для аварийного переключения.

При использовании двухканальной системы передачи данных (рис. 8.1) имеют место следующие особенности. Если оператор наведения хочет установить связь с самолетом, он соответствующими кнопками на пульте управления может выбрать любой из узлов радиосвязи, находящихся в пределах своего сектора. При нажатии определенной кнопки оператор связывается с выбранным им узлом радиосвязи, и его оборудование находится в положении "Прием". Если передача еще не ведется, то с оперативного центра на радиоузел передаются сигналы на частоте, соответствующей "посылке".

Рис. 8.1. Схема двухканальной системы передачи команд

Как только самолет начал передавать позывные, на пульте оператора загораются сигнальные лампочки, указывающие те радиостанции, которые приняли сигнал самолета. Позывные, принятые любым радиоузлом, сдвигают установленную частоту сигнала на другую частоту, соответствующую "паузе" (этот сигнал и зажигает лампочки).

Если оператору необходимо передать команду на самолет, он должен нажать на кнопку соответствующего узла (если она еще не нажата) и перевести переключатель в положение "Передача", что изменит частоту сигнала в выходном направлении из положения "посылка" в положение "пауза". Этот сигнал вызывает переключение радиостанции из режима приема в режим передачи. После переключения передатчика и настройки его на передачу по каналу "земля-воздух" частота сигнала, поступающего от узла на пульт оператора, сдвигается в положение "пауза". При этом на пульте зажигается сигнальная лампочка, которая сигнализирует о настройке передатчика на передачу. Теперь оператор может передавать команды. В момент передачи приемник не работает. Нормально вся операция переключения и перестройки занимает около 0,5 сек.

Если связь по данному каналу слабая или имеются сильные помехи, оператор наведения с помощью ключа переключения переходит на запасной канал. Одновременно с этим на контрольную панель узла радиосвязи поступает предупредительный сигнал о том, что переключение произошло ввиду наличия помех радиосвязи.

При большом числе выделяемых радиоканалов в каждом узле связи и соответственно при большом числе операторов наведения использование двухканальной системы требует значительного числа достаточно длинных внешних телефонных линий связи. Так как в данный момент оператор наведения может иметь связь только с одним узлом радиосвязи, а другие линии узла, выделенные для этого оператора, будут большей частью бездействовать, целесообразно применять другую систему, которая более эффективно использует основные телефонные линии, систему с коммутатором (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Схема системы передачи команд с коммутатором

При использовании коммутатора система передачи данных становится гибкой, число внешних телефонных линий уменьшается без снижения пропускной способности.

В этой системе для выбора радиоканала используется специальный код, соответствующий конкретному радиоканалу или оператору наведения. Код посылается регистром, связанным со схемой управления каждого канала. Каждый канал имеет связанный с ним приемник, принимающий все коды. Код формируется из импульсов различной длительности, разделенных по времени. Каждый единичный код состоит из двух длинных и трех коротких импульсов (что соответствует "паузе"), разделенных короткими импульсами ("посылкой"). Ложный код с другим сочетанием импульсов не воспринимается приемником.

Оператор устанавливает связь с желаемым узлом радиосвязи путем нажатия соответствующей кнопки. Одновременно с этим код, соответствующий выбранному каналу, автоматически передается на узел связи. Когда канал включен, оператор наведения может поддерживать связь с экипажем самолета при помощи обычных сигналов управления. Эта связь обычно поддерживается до тех пор, пока оператор не нажмет другую кнопку для выбора другого узла.

Позывные сигналы с самолета, передаваемые через радиоузел, связь с которым предварительно не была установлена оператором, принимаются так же, как и сигналы из оперативного центра. Принятый сигнал на пульте управления оператора зажигает сигнальную лампочку вызова. Однако связь с самолетом, установленная по инициативе пилота-перехватчика, поддерживается до тех пор, пока с самолета принимается несущая частота. По прекращении передачи несущей частоты связь автоматически прекращается.

Следует отметить, что каждый оператор наведения может соединиться со своим каналом на узле связи даже при значительно меньшем числе телефонных линий, чем число операторов или радиоканалов. Система с коммутатором обеспечивает работу даже в том случае, когда число каналов настолько мало, что не достигается необходимая пропускная способность. Бывают случаи, когда телефонная линия занята, а по ней передача не производится. Это может использовать другой оператор наведения, который своим ключом выбора радиоузла заставляет систему автоматически разъединить несколько каналов, по которым не происходит разговор. Когда отсоединенный оператор захочет снова вести передачу, то он переключателем обеспечивает автоматическое восстановление связи со своим каналом. Оператор подсоединяется и остается в таком положении до тех пор, пока его снова не разъединят, если он не будет вести передачу в то время, когда все каналы заняты.

Число телефонных линий, обеспечивающих необходимую пропускную способность, было определено в результате исследования объема обмена информацией. Результаты показывают, что при системе с коммутатором общая протяженность линий связи может быть уменьшена на 15-85% для различных узлов связи. На основе этих исследований было решено использовать систему с коммутатором для связи со всеми узлами радиосвязи, кроме одного, который должен всегда быть связан с оперативным центром с помощью двухканальной системы. Двухканальная система показала также удовлетворительные результаты, и она применяется в некоторых секторах.

Передача команд по линии связи типа "земля-воздух". Более сложным в системе передачи команд является участок линии передачи данных "земля-воздух" G/ADL.

На каждом узле радиосвязи имеется несколько радиостанций. Когда эти радиостанции с помощью вышеописанной линии "земля-земля" соединяются непосредственно с выходом машины, имеется возможность по радиолинии автоматически передавать команды наведения как пилотируемым самолетам-перехватчикам, так и беспилотным средствам перехвата ("Бомарк"). На борт автоматически передаются многочисленные команды (координаты и другая информация), которые необходимы для наведения перехватчиков на цель.

Важными характеристиками радиолинии являются метод излучения и способ разделения каналов.

В системе передачи команд ранее использовалась радиоаппаратура с частотным разделением каналов, которая постепенно заменяется системой с временным разделением каналов. В системе с частотным разделением каналов, в которой обеспечивалась передача данных по 24 каналам, все радиопередатчики сектора должны были данные наведения, выработанные машиной, передавать одновременно, что неудобно. В системе же с временным разделением каналов передатчики работают последовательно во времени и в каждый данный момент работает только один передатчик.

В большинстве современных систем предпочтение отдается всенаправленному излучению с временным разделением каналов, что обеспечивает возможность вызывать все самолеты в данной системе поочередно, независимо от их местоположения, и позволяет наиболее рационально использовать частотный диапазон. При временном разделении каналов избирательная связь достигается присвоением каждому самолету вызывного кода, который обычно передается после сигнала синхронизации. Если самолет опознает вызывной код, остальная информация расшифровывается и воспринимается.

Однако в новой системе возникают другие трудности, одной из которых является синхронизация моментов прихода информации на передатчик от различных источников. В этом случае требуется, чтобы информация от вычислительной машины поступала на все узлы радиосвязи по всем линиям и трассам почти одновременно, чтобы получались целостные сообщения и не было наложений вследствие последовательного включения радиопередатчиков.

Для системы "Сейдж" разработана и принята на вооружение система передачи данных "земля-воздух" с временным разделением каналов типа TDDL. В этой системе команды наведения, выработанные ЭВМ оперативного центра, как обычно, в кодированной форме многократно передаются на самолет с передатчиков, находящихся в различных пунктах сектора. Внутри определенного сектора все передатчики передают данные на одной частоте, и до тех пор, пока самолеты летают внутри установленных границ сектора, не требуется изменения каналов связи или частот.

В системе используется 17 частот, что обеспечивает передачу почти неограниченного числа команд для управления перехватчиками в данном секторе.

Принятая на борту информация декодируется, сортируется и индицируется в виде визуальных сигналов на приборной доске летчика.

Для обеспечения успешных боевых действий перехватчика летчик должен получать информацию о положении самолета противника. Типовое сообщение перехватчику содержит следующие данные: сигнал тревоги, шифр истребителя (позывной и индекс), направление на цель (в градусах), принадлежность цели, высота цели, расстояние до цели.

Система может обеспечить подачу команд непосредственно в автопилот, что позволяет полностью управлять самолетом из оперативного центра. В последнем случае по достижении перехватчиком района цели летчик переключает управление на себя, заканчивает фазу захвата цели бортовой РЛС и может по своему усмотрению использовать необходимое оружие (пушки, снаряды класса "воздух-воздух").

Сообщалось, что эта система используется на самолетах-перехватчиках типа F-101, F-102 и F-106.

Система TDDL может применяться также и для наведения беспилотных перехватчиков "Бомарк В".

Для автоматического наведения перехватчиков разрабатывалась и другая аппаратура передачи данных "земля-воздух". В частности, в одной из систем предусматривалось, что шифр истребителя и цифровые данные о цели снимаются с выхода вычислительной машины, а слова команд набираются оператором на пульте управления и вводятся в сообщение. Каждая команда преобразуется в двоичный пятиразрядный код. Посылки формируются замыканием и размыканием соответствующих цепей. Такая аппаратура практически позволяет присоединиться одновременно к нескольким устройствам обработки информации. Она, кроме того, обеспечивает автоматическое преобразование данных о целях в словесные сообщения для передачи их на перехватчики. В других системах, например, предусматривалась передача дополнительных данных о характеристиках самолета противника и его вооружении.

Кроме линий передачи данных одностороннего действия, разработаны и могут быть использованы линии двухстороннего действия. В этих линиях предусматривается возможность автоматического подключения к линии бортовой аппаратуры и передача снятых с приборов самолета данных. Наличие автоматического вызова требуемого объекта и автоматизация ответа избавляет экипаж самолета от необходимости постоянного прослушивания всех передач. К такой категории линий относится радиолиния автоматизированной системы связи "земля-воздух-земля" типа AGAGCS.

Так как система передачи данных в этих случаях фактически состоит из физически разнородных каналов и линий различной протяженности, то возможны отклонения в скорости передачи данных. Допустимая асинхронность в системе составляет 2 мсек. Для удовлетворения этого требования необходимо дифференциальное выравнивание задержки.

Система с временным разделением каналов, разработанная и выпускаемая фирмой "Белл", обеспечивает передачу данных на борт с интервалом 4-6 сек. В качестве бортовых приемников используется аппаратура фирмы "Лир". Шифрирующая и дешифрирующая аппаратура выпускается фирмой "Филко".