Главная » 2018 » Январь » 4 » Бортовое ПО Су-35 — это миллионы строк программного кода.
19:16
Бортовое ПО Су-35 — это миллионы строк программного кода.
Идея создания информационно-управляющей системы (ИУС) для современных самолётов в ОКБ Сухого изначально родилась в исследованиях по проекту истребителя пятого поколения. Однако первой она реализовалась на многофункциональном истребителе Су‑35. Благодаря этой системе новая машина с одним пилотом продемонстрировала свои преимущества в Сирии, совершая более десяти боевых вылетов ежедневно. Работы над новым истребителем Су‑35/35С были развернуты в ОКБ Сухого в 2005 году, когда перед предприятием встала задача обеспечить вывод на рынок перспективного боевого комплекса поколения 4++, способного на качественно новом уровне ответить на выросшие запросы отечественных ВВС и инозаказчиков. «Новая многофункциональная машина с одним пилотом нуждалась в принципиально новом по архитектуре комплексе бортового оборудования. Необходимо было ядро, или, если хотите, стержень, как для авионики, так и для всех самолётных систем», — вспоминает Игорь Дёмин, директор программы — главный конструктор самолёта Су‑35/35С. Идея ИУС пришла из параллельно проводившихся в ОКБ Сухого обликовых исследований по проекту истребителя пятого поколения — перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации (ПАК ФА Т-50), получившего в дальнейшем индекс Су-57. Сформулированный и обоснованный принцип построения интегрированного комплекса бортового оборудования (КБО) на базе информационно-управляющей системы, обеспечивающей широкий спектр задач управления самолётными системами и вооружением, решением руководителей предприятия и темы Су‑35 был принят и положен в основу работ по КБО Су‑35. Этот шаг стал важнейшим залогом технического совершенства боевого самолёта. Так на планере самолёта поколения 4++, по сути, стал реализовываться борт нового, пятого поколения.
Дополнительным вызовом для предприятия стала необходимость создания практически с нуля всей инфраструктуры разработки ИУС, подбор и обучение кадров, создание стандартов проектирования, стендово-испытательной базы и, наконец, освоение серийного производства ИУС. Все эти задачи были успешно решены. К настоящему времени более 70 серийных комплектов ИУС прошли испытания и получили лётную годность на стенде главного конструктора ИУС в компании «Сухой».
«Сформированное в компании “Сухой” направление бортового программного обеспечения позволило предприятию встать вровень с такими признанными зарубежными лидерами, как Airbus и Lockheed Martin, которые имеют развитые подразделения программирования авионики, выполняющие эти работы самостоятельно в ответственных проектах. Выигрыш тут очевиден — сроки, стоимость разработки, уровень качества, да и просто техническое совершенство центрального бортового компьютера находится под прямым контролем производителя финального продукта», — говорит Александр Баранов, директор проектов ИУС.
Ключевым элементом реализованной в КБО Су‑35 архитектуры является отказ от традиционного построения комплекса авионики боевого самолёта как набора автономных каналов информации и управления, замыкающихся на лётчика. Эти автономные каналы, со своими собственными датчиками, вычислителями и средствами отображения информации, требовали постоянного присутствия человека в контуре решения задачи.
Но, главное, они не позволяли автоматически комплексировать данные различной физической природы для предоставления пилоту наиболее точной и развернутой картины обстановки. Кроме того, наличие на борту большого количества совершенно разных, зачастую выполняющих одну-две функции, вычислительных устройств, приводило к неоправданному увеличению весовых и стоимостных характеристик КБО, усложняло эксплуатацию летательного аппарата.
С появлением ИУС необходимость во многих автономных контроллёрах — например, в системе кондиционирования воздуха, или в системе управления оружием — просто отпала. Их функции перешли к программному обеспечению (ПО) ИУС. На место тяжёлым приборам пришёл невидимый программный код. Основными соразработчиками компании «Сухой» по созданию программного обеспечения ИУС стали:
Научно-исследовательский институт приборостроения им. В. В. Тихомирова — в части задач управления радиолокационным комплексом и боевого применения (руководитель работ Владимир Клещёв); Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем — с передовыми алгоритмами управления авиационными средствами поражения (руководитель работ Татьяна Кузнецова); Раменское приборостроительное конструкторское бюро (РПКБ) — с задачами управления вооружением и пилотажно-навигационным оборудованием. Всю системную «математику», обмен данными по мультиплексным каналам, управление и контроль общесамолётного оборудования взяли на себя вновь созданные структурные подразделения ОКБ Сухого, объединённые в научно-технический центр (НТЦ) ИУС.
Совместными усилиями впервые в России была разработана и внедрена технология создания сложного ПО бортового вычислителя несколькими предприятиями. Сам же вычислитель ИУС — первая в отечественной практике многопроцессорная бортовая цифровая вычислительная машина «Багет‑53–31М» — был спроектирован в РПКБ под руководством заместителя генерального конструктора Михаила Гущеварова на основе модулей и операционной системы реального времени разработки Федерального научного центра Научно-исследовательского института системных исследований Российской академии наук.
«Идея разработки ИУС собственными силами приживалась в ОКБ Сухого непросто, — вспоминает Виктор Поляков, много лет работавший заместителем генерального директора по КБО. — Многие не понимали, зачем нужно отказываться от привычного построения КБО, знакомой терминологии, многим было некомфортно от одной мысли, что придётся брать на себя ответственность за вопросы, традиционно относившиеся к компетенции смежников».
Предприятия-смежники также были не в восторге от того, что им придётся подстраиваться под непривычные стандарты и работать под глубоким контролем головного исполнителя по ИУС — ОКБ Сухого. Не добавляло очков новой команде ИУС в ОКБ Сухого и то, что средний возраст сотрудников не дотягивал до 30 лет. Практический опыт специалистов был тоже весьма разноплановым — от разработки и успешной сертификации системы «Электронный бортинженер» самолёта Ил‑96Т до программирования на фирме Thales в Париже систем управления воздушным движением для Скандинавии и Праги.
Решительная поддержка молодого коллектива со стороны первых лиц предприятия, главных конструкторов тем Т‑50 и Су‑35/35С Александра Давиденко и Игоря Дёмина, руководителей конструкторского бюро Александра Григоренко и Евгения Савельевских — способствовала преодолению многочисленных проблем и формированию за сравнительно небольшой срок боеспособного и амбициозного коллектива единомышленников.
Лауреаты премии Правительства РФ 2017 года (слева направо) Константин Максаков, Игорь Дёмин, Виктор Поляков, Дмитрий Грибов, Александр Баранов и Сергей Гусев
«Любопытно, что в случае с ИУС не было классического для новаторских проектов расхождения “отцов” и “детей”. Ветераны предприятия, такие как работавший ещё с Павлом Осиповичем Сухим заместитель генерального конструктора Юрий Ильич Шенфинкель, сочувствовали и поддерживали нас. И напротив, некоторые молодые сотрудники, уже успешно освоившие подход “за все отвечает смежник”, были настроены скептически, даже иногда противодействовали», — говорит Дмитрий Грибов, директор — главный конструктор ИУС.
«Первое время доводилось слышать ехидные фразы вроде “малыши в розовых штанишках” или “эти новые русские из НТЦ”, как нас за глаза называли за привычку ходить на работу в костюмах, — вспоминает Александр Баранов. — Но с началом стендовых отработок ИУС это отношение быстро стало меняться в сторону уважительного сотрудничества, а потом и вовсе привело к широкому признанию и принятию идеи интегрированного КБО с ИУС. Те, кто поначалу иронично именовал ядро КБО “ведром”, сами стали предлагать всё новые и новые идеи по реализации в программном обеспечение ИУС функций контроля и управления для своих систем».
Точка невозврата была пройдена, и начался трудный, тяжёлый, но продуктивный этап отладки и испытаний ИУС, на котором уже всё КБ трудилось как одна сплоченная команда.
С перебазированием самолёта Су‑35 в Государственный лётно-испытательный центр им. В. П. Чкалова к отработкам подключились специалисты военно-воздушных сил. Им также пришлось многое поменять в привычных подходах к испытаниям военной техники. Так, начальник отдела ИУС научно-исследовательского испытательного управления воинской части 15650 Олег Шабанов стал автором оригинальной методики проверки отказобезопасности системы, существенно способствовавшей поиску и реализации оптимальных методов обеспечения надёжной работы ИУС.
С началом антитеррористической операции практически сразу стало заметным отличие Су‑35. «Более десяти боевых вылетов ежедневно — такого темпа не видели даже опытные и заслуженные командиры наших ВВС», — отмечает Игорь Дёмин. Объяснение здесь простое — реализация в ИУС развитых алгоритмов контроля и предполётной подготовки самолёта в совокупности с удобными средствами отображения информации позволили существенно ускорить процесс подготовки к вылету и ввода полётного задания. А мощные обзорно-прицельные системы в сочетании с возможностями ИУС по комплексной обработке данных и автоматическому управлению обеспечили высокую точность поражения целей.
Лётные испытания Су‑35 с ИУС, продолжавшиеся не один год, позволили довести до очень высокого уровня боевые и эксплуатационные характеристики самолёта и системы. На всех этапах эту ответственную работу возглавляли главный конструктор Су‑35/35С Игорь Дёмин и его «правая рука» — заместитель главного конструктора по КБО Константин Максаков. Последний не только вёл повседневный «разбор» полётов и руководил оперативной доработкой версии ПО ИУС и аппаратуры блоков, но и отвечал, как начальник «идеологического» отдела КБ Сухого, за интеллект ИУС — перспективные алгоритмы боевого применения.
«Было всё — и ночные работы на стендах в поисках решения проблем, и непрерывная отработка версий ПО ИУС в режиме “без выходных и праздников”, отработки в заснеженном Комсомольске, волнение при перелётах первых построенных самолётов через всю страну на испытания в Ахтубинск, — вспоминает Константин Максаков. — Но всё это меркнет по сравнению с тем чувством, которое мы все испытали, когда по итогам первых же боевых работ самолёта зафиксировали очень высокие точности попаданий в цель. Такого не было ни на одном из прошлых проектов».
Специфическим, но очень важным элементом комплексного внедрения идеологии построения КБО с ИУС стало признание ПО составной частью системы. В отношении неё применимы все правила разработки по ГОСТ РВ 15.203. Поэтому его стоимость стало возможным включить в цену готового изделия. Удалось не только обосновать и согласовать с военным представительством стоимость функционального программного обеспечения в каждом комплекте ИУС‑35, но и в целом доказать высокий экономический эффект от создания этого высокоинтеллектуального продукта. Случай для отечественного авиастроения ранее невиданный — исторически ПО всегда считалось чем-то материально неоформленным, традиционно оценивались и поставлялись только блоки и приборы.
Это в корне расходилось с международной практикой, где ПО давно признано важным самостоятельным продуктом, имеющим высокую ценность и приносящим солидную прибыль.
«Возникшее в ОКБ Сухого направление разработки информационно-управляющих систем перешагнуло границы знаменитого предприятия и военной области», — говорит Виктор Поляков, в качестве заместителя генерального директора по КБО стоявший у истоков создания ИУС. Вновь приобретённая самолётостроительной фирмой компетенция оказалась очень востребованной и при выполнении гражданских проектов. Мало известен тот факт, что ПО авионики пассажирского самолёта Sukhoi Superjet 100 по контракту с французской корпорацией Thales делали те же самые ребята, которые трудились над созданием ПО ИУС самолётов Су‑35 и Су-57. И это не случайно — в самом начале проекта Су‑35 было решено разрабатывать ПО по международным стандартам. Отечественный ГОСТ Р 51904–2001 — прямой аналог международного RTCA DO‑178B — был впервые применён в полном объёме именно при создании ИУС‑35.
«Сегодня можно констатировать, что за прошедшие 15 лет на “Сухом” сложилась передовая школа бортового программирования. При словах “Sukhoi software” многие зарубежные участники международных конференций и симпозиумов по авионике уважительно кивают головой, — говорит Сергей Гусев, первый заместитель начальника НТЦ ИУС, начинавший свою карьеру на “Сухом” в 2004 году выпускником МАИ. — Очень важно понимать, что общий высокий уровень технологической культуры является, наряду с практическим опытом, залогом высокого качества бортового ПО, объёмы которого на современном самолёте измеряются миллионами строк кода».
«С момента организации в 2012 году компании “ОАК — Центр комплексирования” мы активно используем опыт специалистов фирмы Сухого, полученный на проектах ИУС Су‑35/35С, Т‑50 и SSJ‑100. В результате нашей компанией успешно разработан большой объём ПО авионики для новейшего лайнера МС‑21, и продолжается наращивание функциональных возможностей комплексаики в рамках идущих полным ходом испытаний самолёта», — говорит Виктор Поляков, являющийся ныне генеральным директором компании «ОАК — Центр комплексирования».
Впервые реализованная на Су‑35 идея ИУС к настоящему времени стала признанной основой при проектировании современного КБО летательного аппарата различного назначения. ИУС заняла центральное место в структуре авионики Су-57, модернизируемых «стратегов» Ту‑160, Ту‑22М3, закладывается в архитектуру КБО перспективных вертолётов и ударных беспилотных летательных аппаратов.
К основным преимуществам интегрированного КБО можно отнести:
расширение перечня выполняемых самолётом задач и их усложнение; повышение качества их решения; повышение степени автоматизации управления и индикации, за счёт чего снижается нагрузка на лётчика; упрощение технического обслуживания и предполётной подготовки. Но инженерная мысль не останавливается. «Мы уже отчетливо видим контуры “постИУСовской” архитектуры КБО, — говорит Дмитрий Грибов. — Новые возможности электроники, волоконноптических линий связи, наша новая операционная система реального времени “Багрос‑4000” позволяют говорить о наступлении эры сетевого борта, где привычные контуры бортовых систем, включая ИУС, будут размыты и появится единая, высоконадёжная, масштабируемая, распределённая вычислительная платформа. В этой связи интересно наблюдать, как подзабытые темы “а зачем нам всё это нужно” и “всё и так хорошо”, звучавшие в момент зарождения идеи интегрированного КБО с ИУС, вновь появляются в рассуждениях некоторых руководителей и специалистов. Но это нормально. Главное, что у большинства суховцев присутствует желание сделать что-то принципиально новое, прорывное.
Именно эта мотивация стала определяющим фактором успеха разработки ИУС. И мы уверены, что дух новаторства, присущий знаменитой фирме, в будущем обязательно принесет свои плоды в перспективных проектах ОАК».
Идея создания информационно-управляющей системы (ИУС) для современных самолётов в ОКБ Сухого изначально родилась в исследованиях по проекту истребителя пятого поколения. Однако первой она реализовалась на многофункциональном истребителе Су‑35. Благодаря этой системе новая машина с одним пилотом продемонстрировала свои преимущества в Сирии, совершая более десяти боевых вылетов ежедневно. 
