Эргономика в системе проектирования и испытаний вертолетов и тренажеров «Ми»: Том 3: Технологии интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов

АО «Вертолеты России»
АО «Московский вертолетный завод им. М. Л. Миля»

ЭРГОНОМИКА В СИСТЕМЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
И ИСПЫТАНИЙ ВЕРТОЛЕТОВ И ТРЕНАЖЕРОВ «Ми»

Том 3
Технологии интеллектуальной поддержки
экипажей вертолетов

Москва
2015

УДК 159.9
ББК 88
Э 74

Эргономика в системе проектирования и испытаний вертолетов и тренажеров «Ми»: 
Том 3. Технологии интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов / Под ред. д. т. н. 
Б. Е. Федунова, д. м. н. А. В. Чунтула. – Когито-Центр, 2015. – 167 с.

ISBN 978-5-89353-449-8

Рецензенты:

д. т. н., профессор Корсун Олег Николаевич;
д. т. н. Сазонова Татьяна Владимировна

Авторский коллектив:

д. т. н., лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники В. В. Александров,
к. т. н. В. С. Кулабухов, д. т. н. Кулешов С. В., д. т. н. Б. Е. Федунов,
д. м. н., лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники А. В. Чунтул

Том 3 включает материалы научно-исследовательских и практических работ по разработке 
бортовых интеллектуальных систем и отражает технологию и принципы разработки интеллектуальных систем поддержки экипажей на сложных режимах полетов в первую очередь 
для вертолетов.
Материалы книги полезны специалистам-разработчикам комплексов бортового оборудования летательных аппаратов при формировании концептуальных аспектов разработки 
интеллектуальных систем, определения облика бортового радиоэлектронного комплекса 
на стадиях проектирования и разработки, а также специалистам по эргономике, конструкторам, авиационным психофизиологам, летному составу, эксплуатантам, специалистам 
по безопасности полетов, профессорско-преподавательскому составу и студентам вузов и др.

© АО «МВЗ им. М. Л. Миля», 2015
ISBN 978-5-89353-449-8

Э 74

УДК 159.9
ББК 88

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1. 
АНАЛИЗ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ СИСТЕМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ЭКИПАЖЕЙ ВЕРТОЛЕТОВ  . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.1. Анализ зарубежных разработок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1.1. Модернизация вертолетов AH-64A «Апач». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.2. Результаты разработки вертолета RAH-66A «Команч»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.3. Основные программы разработки и модернизации вертолетов
ведущих западноевропейских стран. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1.4. Новейшие разработки вертолетов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.2. Современные тенденции разработки систем поддержки экипажей
по принятию оперативных решений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.2.1. Бортовые оперативно-советующие экспертные системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.2.2. Система «Помощник летчика» фирмы Локхид . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.2.3. Варианты отечественных систем «Помощник летчика в особых ситуациях»  . . . . . . . 22

1.3. Анализ патентных материалов и публикаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Использованная литература к главе 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2. 
КОНЦЕПЦИИ РАЗРАБОТКИ БОРТОВЫХ
ОПЕРАТИВНО СОВЕТУЮЩИХ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ЭКИПАЖЕЙ ВЕРТОЛЕТОВ  . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.1. Зарубежные разработки в области бортовых систем поддержки принятия решений
экипажами вертолетов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.1.1. Бортовая система RPA (Rotocraft Pilots Assistant) – «Помощник пилота вертолета»  . . 42
2.1.2. Бортовые системы предотвращения столкновений с препятствиями  . . . . . . . . . . . . . 50

2.2. Концепция построения и общая структура систем интеллектуальной поддержки
принятия решений экипажами вертолета в типовых ситуациях полета  . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.2.1. Особенности бортовых оперативно советующих экспертных систем
типовых ситуаций (БОСЭС ТС)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.2.2. Структура базы знаний БОСЭС ТС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.2.3. Составление матриц парных сравнений («экспериментальных» матриц) 
в практических задачах  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.2.4. Механизмы вывода, основанные на прецедентах  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.2.5. Модели мира в базе знаний БОСЭС ТС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.2.6. Функциональная схема БОСЭС ТС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

СОДЕРЖАНИЕ

2.2.7. Состав БОСЭС типовых ситуаций полета вертолета  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.2.8. Разработка баз знаний практически значимых БОСЭС ТС  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

2.3. Бортовая оперативно советующая экспертная система оперативного целеполагания
(БОСЭС-целеполагание). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
2.3.1. Структура алгоритмов оперативного целеполагания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.3.2. Априорная информация для назначения экипажем
текущей цели функционирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.3.3. Интеллектуальная система, обеспечивающая экипажу
ситуационную осведомленность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.3.4. БЦВМ-алгоритм «Оперативное целеполагание» (БОСЭС-целеполагание) . . . . . . . . . . 75
2.3.5. Решение экипажем задачи оперативного целеполагания  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.3.6. Пример фрагмента базы знаний БОСЭС-целеполагание и решения задачи 
оперативного целеполагания экипажем пассажирского самолета (вертолета)  . . . . . . 77

2.4. Об эргономическом проектировании АиИО системообразующего ядра ЛА
на ранних стадиях его разработки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4.1. О распределении задач системообразующего ядра
между экипажем и БЦВМ-алгоритмами. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4.2. Структура деятельности оператора на ЛА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4.3. Оценка загрузки оператора на начальных стадиях проектирования
бортового АиИО.  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Использованная литература к главе 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

3. 
КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ И ОБЩАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ЭКИПАЖА
В ШТАТНЫХ И ОСОБЫХ СИТУАЦИЯХ ПОЛЕТА  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.1. Методология телеоцентрического системного проектирования эргатических систем. . . . 84

3.2. Концепция построения комплекса взаимосвязанных систем
интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов
в сложных и опасных ситуациях полетов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

3.3. Общая структура СИПЭ в рамках телеоцентрического подхода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.4. Обоснование принципов и подходов к автоматическому распознаванию
сложных и опасных режимов (ситуаций) полета, функционального состояния
и дееспособности экипажа по совокупности разнородных признаков  . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.4.1. Классификация ситуаций (режимов) полета  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.4.2. Обоснование принципов и подходов к автоматическому распознаванию
ситуаций полета, функционального состояния и дееспособности
(функционального статуса) экипажа  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Использованная литература к главе 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

4. 
БОРТОВЫЕ ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЛЕТЧИКА  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

4.1. Современные отечественные и зарубежные перспективные разработки
бортовых систем  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.1.1. Бортовая активная система безопасности полетов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.1.2. Бортовая система обеспечения безопасности полетов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

4.2. Подсистема контроля функционального состояния летчика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.2.1. Формирование персонального профиля летчика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

4.2.2. Цифровой биометрический браслет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.2.3. Процедура сбора биометрических характеристик
функционального состояния летчика во время полета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
4.2.4. Контроль функционального состояния летчика во время полета  . . . . . . . . . . . . . . . .120

4.3. Компьютерный симулятор-тренажер действий экипажа  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.3.1. Режим пред- и пост-полетной симуляции  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
4.3.2. Режим симуляции во время полета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
4.3.3. Подсистема симулятора летной ситуации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

4.4. Дополнительные средства цифровой платформы интеллектуальной поддержки
экипажей вертолетов в сложных и опасных режимах полетов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4.5. Концептуально-методические подходы к разработке системы
интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов
в штатных и особых ситуациях полета  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Использованная литература к главе 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Материалы патентных исследований в области систем 
интеллектуальной поддержки экипажей летательных аппаратов. . . . . . . . . . . . . . 133

А. 
Патенты, направленные на предупреждение критических режимов работы 
и интеллектуальную поддержку экипажей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

Б. 
Патенты, направленные на контроль и управление функциональным состоянием
экипажа (водителей, операторов)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Аннотации некоторых публикаций в области систем 
интеллектуальной поддержки экипажей летательных аппаратов. . . . . . . . . . . . . . 149

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Материалы в проекты требований на проведение НИОКР
по созданию систем интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов  . . . . . . 160

П3.1. БОСЭС «Маршрут»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

П3.2. Проект технических требований на разработку базового образца БОСЭС «Атака»  . . . . . 162

П3.3. Некоторые требования к разработке базовой системы интеллектуальной поддержки 
экипажа по предупреждению опасного сближения вертолета с земной поверхностью  . . 163

П3.4. Проект некоторых требований на разработку системы интеллектуальной поддержки 
экипажа по оперативному планированию тактики атаки наземной цели . . . . . . . . . . . . . . 163

П3.5. Проект требований на НИОКР по созданию системы интеллектуальной поддержки 
экипажей вертолетов в штатных и особых ситуациях полетов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

П3.6. Некоторые требования к разработке и оснащению вертолетов
бортовыми информационно-аналитическими комплексами оценки
функционального состояния экипажей, повышению эффективности и безопасности
деятельности при выполнении полетных заданий различного уровня сложности  . . . . . . 165

Современная практика предъявляет чрезвычайно высокие требования к уровню обеспечения безопасности полетов и эффективности эксплуатации пилотируемых вертолетов. Однако возможности экипажа по реализации этих требований наталкиваются на психофизиологические ограничения человека ими управляющего, которые остаются практически неизменными в течение 
тысячелетий. Альтернативой пилотируемой авиации может быть беспилотная авиация. Вместе 
с тем, полный переход к беспилотной авиации в настоящее время невозможен и нецелесообразен, 
поскольку такие достоинства человека, как обладание эмоциональной сферой, развитый интеллект и ассоциативное мышление, способность к неожиданным эвристическим и интуитивным 
решениям, способность к принятию решений в непредвиденных ситуациях, неограниченный 
объем знаний и высокие адаптационные способности еще долгое время не смогут быть в приемлемой степени заменены разного рода автоматическими машинными устройствами и системами.
Поэтому в качестве компромисса, между возрастающими требованиями к летательным аппаратам (ЛА) и сдерживающими возможностями «человеческого фактора», всё чаще рассматриваются так называемые системы интеллектуальной поддержки экипажа (СИПЭ), бортовые 
оперативно-советующие экспертные системы (БОСЭС) и другие бортовые интеллектуальные 
системы (БИС), основанные на различных парадигмах (подходах к реализации) «искусственного интеллекта», «умного борта» и др.. В тоже время, возросшие технические характеристики бортовых вычислительных систем (БВС) вертолетов создают дополнительные предпосылки 
для реализации элементов «искусственного интеллекта» в составе функциональных систем комплексов бортового оборудования (КБО) и повышают актуальность исследований и разработок
в этой области.
Рассматриваемое в книге направление исследований активно развивается с 60-х годов XX века 
в различных странах сначала в виде разрозненных работ, смысл которых заключался в том, что авторы пытались объединить преимущества объектов живой природы (человека) с достижениями 
научно-технического прогресса. Считалось, что такие достоинства машин, как возможность поиска точных решений, высокое быстродействие, возможность обработки и хранения значительных массивов информации, неподверженность психологическому воздействию смогут дополнить 
достоинства человека и отчасти нивелировать его недостатки. С этой целью проводились интенсивные исследования по различным направлениям создания биокибернетических систем, биокибернетических кабин ЛА, систем гибридного и искусственного интеллекта. В 1978 году в Чикаго была проведена первая конференция по биокибернетическим проблемам. Однако трудности 
в реализации подобных систем несколько охладили интерес ученых к исследованиям в этих направлениях. Во многом это было связано с недостаточно высоким уровнем развития соответствующих фундаментальных теоретических основ искусственного интеллекта, а также наметившимся в то время застоем в теории искусственных нейронных сетей.
Современные достижения в области новых разделов прикладной математики (прежде всего 
в области нечеткой математики, теории оптимального с прогнозированием управления, в области алгебраических методов анализа и синтеза систем), в области искусственных нейронных сетей, нейробионики и нейрофизиологии, в области экспертных систем реального времени, а также 
возрастающие потребности техники вновь актуализировали исследования и разработки бортовых систем искусственного интеллекта (БСИИ) авиационного назначения. Как свидетельствуют 
публикации, эти разработки интенсивно ведутся во всех странах, производящих авиационную 
технику военного, двойного и гражданского назначения.

ВВЕДЕНИЕ

Следует отметить, что рассматриваемая область прикладной науки находится в стадии интенсивного развития и окончательная терминология в этой сфере еще не сложилась. Существуют разные толкования понятия «искусственный интеллект», разные парадигмы развития и прикладные аспекты его применения на борту ЛА и вертолетов, в частности.
В рамках настоящей книги авторы сочли необходимым привлечь внимание заинтересованных читателей к возросшей актуальности и проблемам применения «искусственного интеллекта» и разработки «умного борта» в КБО вертолетов, ограничившись рассмотрением систем 
интеллектуальной поддержки экипажей на примере нескольких подходов к их реализации в составе бортовых систем искусственного интеллекта. Основной целью книги являлись изыскание 
путей и формирование принципов повышения безопасности полетов и эффективности применения пилотируемых вертолетов на основе современных и перспективных методов интеллектуальной поддержки экипажей в сложных и опасных ситуациях полетов в рамках общей, достаточно 
широкой концепции, рационального использования (интеграции) разнородных ресурсов бортовой эргатической системы (в широком смысле) управления вертолетом при решении целевых
задач.
Авторами уделено основное внимание: анализу современных зарубежных и отечественных 
подходов к организации рационального взаимодействия летчика (экипажа) и бортовой автоматики в интересах обеспечения безопасности и эффективности полета вертолетов; выбору принципов и подходов к организации рационального (оптимального) взаимодействия экипажа и машинных компонентов КБО в сложных и опасных режимах полета и применения вертолетов; выбору 
принципов и подходов к автоматическому распознаванию сложных и опасных режимов (ситуаций) полета, функционального состояния и дееспособности летчика (экипажа) по совокупности 
разнородных признаков; анализу возможных подходов к решению задач интеллектуальной поддержки экипажа в условиях «жесткого» реального времени; разработке вариантов концепции построения и общей структуры системы интеллектуальной поддержки экипажа в сложных и опасных режимах полета и применения вертолетов; разработке проектов технических требований 
на проведение НИОКР по созданию системы интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов 
в сложных и опасных режимах полета.
Предлагаемая читателю книга состоит из четырех глав. Каждая глава подытоживается выводами. В конце каждой главы приводится список цитируемой литературы. Общие выводы по книге представлены в форме заключения.
В первой главе представлен обзор современных подходов к разработке систем интеллектуальной поддержки экипажей ЛА и вертолетов в частности. Проанализированы современные зарубежные и отечественные программы развития технологий интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов. Проведен анализ подходов к построению и алгоритмическому обеспечению 
СИПЭ, находящихся на различных уровнях иерархии управления ЛА и решающих различные задачи повышения безопасности полета и его эффективности. Приведены результаты анализа патентных материалов и публикаций в рассматриваемой области, сделаны выводы о направлениях 
и актуальности современных исследований в области СИПЭ вертолетов.
Во второй главе рассмотрен подход к реализации БСИИ на основе концепции бортовых оперативно советующих экспертных систем интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов. 
Проанализированы зарубежные подходы к построению БОСЭС, приведены некоторые результаты и примеры отечественных исследований в этой области.
В третьей главе приведена сформированная и развиваемая в России методология системного 
проектирования телеоцентрических эргатических систем, в которых обеспечивается рациональная интеграция ресурсов экипажа и машинных компонентов КБО в интересах наилучшей реализации тактико-технических требований к вертолету в соответствии с его назначением. На основе 
указанной методологии предложены концепция построения и структуры ряда взаимосвязанных 
СИПЭ, обеспечивающих поддержку экипажа на всех этапах полета и целевого применения вертолета. Обоснованы принципы согласования взаимодействий и взаимной адаптации экипажа 
и бортовой автоматики. С учетом требований номенклатурных документов дана классификация 
ситуаций полета и обоснованы требования к СИПЭ. Приведены примеры СИПЭ, используемых 
при решении задач обеспечения безопасности полета как на режимах общего вертолетовождения, так и на режимах специального применения вертолета.
В четвертой главе рассмотрены подходы и сформированы предложения по построению подсистемы контроля функционального состояния пилота в эргатической системе «человек–машина» (СЧМ) при решении функциональных задач во взаимодействии с БСИИ. Модель функциональ

ного состояния пилота рассматривается в качестве одной из важнейших составных частей СИПЭ, 
создаваемых в рамках концепции телеоцентрических эргатических систем.
В приложениях представлены патентные материалы и аннотации публикаций по рассматриваемой тематике, а также представлены материалы в проекты требований на проведение НИОКР 
по созданию систем интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов.
В заключении приведены выводы и рекомендации по использованию полученных результатов, а также намечены пути практической реализации сформулированных предложений.
Личный вклад авторов в написание книги распределился следующим образом: В. С. Кулабухов – предисловие, глава 1, глава 3, заключение, приложения; Б. Е. Федунов – глава 2. Приложение 3; А. В. Чунтул – глава 4, приложение 3, выводы по главам 2 и 4, заключение, общее редактирование и подготовка рукописи к печати; В. В. Александров, С. В. Кулешов – глава 4, приложение 3.
Следует иметь в виду, что книга не является отражением единого, консолидированного взгляда авторов на принципы построения систем интеллектуальной поддержки экипажей вертолетов. 
Скорее, она отражает некоторые различные точки зрения на возможные концепции и подходы к построению такого рода систем и их компонентов, что вполне естественно и логично с учетом достаточно стремительного развития различных научных направлений в рамках обсуждаемой сферы.

Возрастающие требования к повышению эффективности решения полетных заданий и безопасности полетов с учетом сложности взаимодействий экипажа с КБО в условиях быстро изменяющейся обстановки и специфических условий эксплуатации вертолетов различного назначения, 
особенно вертолетов военного назначения привели к необходимости создания в составе КБО развитой системы средств интеллектуальной поддержки экипажей. Эти средства интенсивно создаются во всех странах, разрабатывающих вертолеты. Поэтому очень важно рассмотреть состояние и перспективы развития бортового оборудования вертолетов зарубежных государств [1, 2].

1.1. Анализ зарубежных разработок

Как свидетельствуют литературные источники, одной из основных составляющих плана совершенствования авиационной техники армейской авиации США ААМР (Army Aviation Modernization Plan) является проведение НИОКР, нацеленных на повышение эффективности применения 
вертолетов различного назначения.
В рамках программы НАСТ (Helicopter Active Control Technology) осуществляется разработка 
перспективных систем управления полетом. Целью программы является снижение на 50 % вероятности потери управления вертолетом из-за отказов системы управления, повышение (на 60 %) 
точности наведения бортового вооружения и (на 10 %) характеристик маневренности и боевой эффективности, а также сокращение (на 30 %) времени проверки и поиска неисправностей благодаря разработке полноправной объединенной волоконно-оптической системы управления полетом, 
двигателями, вооружением и вертолетными системами и новых законов управления и математического обеспечения системы, а также отдельных компонентов и различных приводов, изготовленных из адаптивных материалов.
В области создания перспективных пилотажных и прицельных систем одно из центральных 
мест занимает программа RPA (Rotorcraft Pilot’s Associate), направленная на значительное снижение информационной нагрузки на экипаж боевых вертолетов посредством включения в состав 
прицельно-пилотажных комплексов боевых вертолетов высокопроизводительных ЭВМ. По сути, 
поставлена задача разработки электронного помощника пилота (экипажа) вертолета. В состав 
программных средств БЦВМ планируется включить перспективные экспертные системы, которые 
обеспечат оптимизацию принятия решений при пилотировании, поиске и обнаружении целей, 
а также при выборе метода и способа атаки цели или маневра уклонения от средств ПВО. Согласно проведенным американскими специалистами расчетам ожидается, что это позволит увеличить на 50–150 % число уничтоженных за один вылет целей при снижении на 20–30 % времени выполнения типового полетного задания и на 30–60 % – собственных боевых потерь (по сравнению 
с расчетными данными для вертолета RAH-66A «Команч»). В рамках данной программы ведутся 
также работы по проекту АНР (Advanced Helicopter Pilotage), целью которого является создание 
демонстрационного образца новой пилотажной системы, обеспечивающей выполнение маловысотных полетов в сложных метеоусловиях и ночью. В ее состав должны войти тепловизионная 
станция с улучшенной на 50 % разрешающей способностью, расположенная на гиростабилизированной платформе, а также нашлемная система ночного видения с расширенным (40×80) полем 
зрения. В дальнейшем планируется провести работы по проектам NOE (advanced aided Nap-Ofthe-Earth flight technology demonstration) и I2/FLIR Fusion Pilotage. В соответствии с этими проек
1

АНАЛИЗ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ СИСТЕМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ЭКИПАЖЕЙ ВЕРТОЛЕТОВ

тами намечалось создание более совершенных алгоритмов обработки информации и индикации, 
а также проведение модернизации тепловизионной пилотажной системы разведывательно-ударного вертолета RAH-66А «Команч» в целях дальнейшего снижения нагрузки на экипаж при выполнении полетов с огибанием рельефа местности. Дальнейшие работы по улучшению условий работы экипажа планировалось провести в рамках программы создания кабины 4-го поколения (Forth 
Generation Crew Station Technology). Намечалось создать демонстрационный образец приборного 
оборудования кабины экипажа новой архитектуры, включающий системы с искусственным интеллектом, многофункциональные индикаторы нового поколения с трехмерным изображением 
тактической обстановки, а также органы управления, имеющие наиболее оптимальное с эргономической точки зрения расположение, форму и конструкцию.
Главной целью работ, выполняемых по проекту АТА (Advanced Target Acquisition), является 
повышение эффективности боевого применения вертолетов благодаря увеличению на 20–30 % 
вероятности обнаружения целей, в том числе замаскированных. Предполагалось создание демонстрационной радиолокационной системы обнаружения и сопровождения целей с синтезированием апертуры, электронным сканированием и усовершенствованными алгоритмами обработки сигналов.
В области создания новых образцов авиационного вооружения для ударных вертолетов большое 
внимание уделяется исследованию малогабаритных многоцелевых управляемых ракет с реализацией принципа «выстрелил-забыл». С этой целью в рамках проекта TACAWS (The Army’s Combined 
Arms Weapon System) планировалось разработать универсальные системы наведения и управления, 
силовую установку и боевую часть ракеты, обеспечивающие эффективное поражение как наземных, так и воздушных целей в любых метеоусловиях и ночью, а также при активном радиоэлектронном противодействии противника. В дальнейшем, в рамках другой программы, получившей 
наименование AWIP (Advanced Weapons Integration Program), предполагалось провести разработку 
относительно дешевых образцов высокоточного авиационного оружия, включая оружие нелетального действия (оружие направленной энергии); перспективных авиационных пушек (телескопических, электромагнитных, электрохимических и др.); управляемых снарядов, а также бортовых 
систем целеуказания и управления оружием с возможностью применения вооружения по целям, 
расположениям в передней и задней полусферах.
В настоящее время основу парка армейской авиации США составляют: ударные вертолеты типа АН-1 «Хью Кобра» модификаций S, P, E, F и АН-64А «Апач».
В целях повышения боевой эффективности армейской авиации министерством армии США 
на основе опыта боевого применения и эксплуатации вертолетов различных типов разработан 
и в настоящее время реализуется план совершенствования авиационной техники AAMP (Army 
Aviation Modernization Plan). Его основной целью является качественное обновление вертолетного 
парка при одновременном сокращении типов машин и оптимизации структуры подразделений армейской авиации. Главным направлением совершенствования парка является модернизация ударных АН-64А «Апач» с учетом научно-технического задела, полученного в ходе разработки разведывательно-ударного вертолета RAH-66A «Команч», программа создания которого прекращена.
Считается, что успешная реализация данного плана позволит к 2020–2025 годам повысить 
мощь армейской авиации при одновременном снижении численности и сокращении типов вертолетов, состоящих на вооружении.

1.1.1. Модернизация вертолетов AH-64A «Апач»

Центральное место в плане усовершенствования вертолетов армейской авиации сухопутных войск занимает многоступенчатая программа модернизации основных ударных вертолетов АН-64А 
«Апач», разработанных фирмой «Макдоннелл–Дуглас» и состоящих на вооружении с 1984 года. Основными направлениями проводимых работ являются: повышение тактико-технических характеристик вертолетов, оснащение их современным бортовым радиоэлектронным оборудованием 
(БРЭО), которое обеспечивает выполнение задач в любых метеоусловиях и ночью, полетов на малых высотах в составе группы и одновременный обстрел нескольких целей, а также расширение 
номенклатуры применяемого оружия за счет существующих и перспективных управляемых ракет 
(УР) класса «воздух–воздух» и противотанковых управляемых ракет (ПТУР) с реализацией принципа 
«выстрелил–забыл». В состав БРЭО включаются: автоматизированные системы управления оружием; инерциальная навигационная система, корректируемая по данным космической радионавигационной системы (КРНС) «Навстар»; новые средства связи и обмена тактической информацией.

Вооружение АН-64А состоит из подвижной 30-мм автоматической пушки М230 (боекомплект 
1200 патронов, скорострельность – до 625 выстр./мин), расположенной под фюзеляжем между основными стойками шасси. На четырех подкрыльевых пилонах может быть подвешено до 16 противотанковых управляемых ракет (ПТУР) «Хеллфайр» с полуактивной лазерной головкой самонаведения (ГСН), до 76 неуправляемых авиационных ракет (НАР) калибра 70 мм или до четырех 
подвесных топливных баков (ПТБ) емкостью по 770 л.
Основу прицельно-навигационного оборудования составляет система TADS/PNVS. Система обеспечивает поиск, обнаружение, сопровождение, распознавание и выдачу целеуказаний 
для применения бортовой пушки и ПТУР с лазерным наведением, а также выполнение маловысотного полета ночью с огибанием рельефа местности. В ее состав входят две независимые подсистемы: целеуказания AN/ASQ-170 (Target Acquisition Designation Sight) и ночного видения AN/
AAQ-11 PNVS (Pilot Night Vision Sensor), расположенные в носовой части фюзеляжа. Подсистема целеуказания TADS включает в себя оптическую систему с 18-кратным увеличением, телевизионную станцию (127-кратное увеличение), ИК станцию переднего обзора (36-кратное увеличение) 
и лазерный дальномер-целеуказатель. Все элементы системы собраны в едином подвижном (зона обзора: ±120° по азимуту и –60…+30° по углу места, скорость обзора 60°/с) блоке. Подсистема 
ночного видения PNVS включает ИК станцию с высокой разрешающей способностью, работающую 
в диапазоне длин волн 8–12 мкм, и имеет углы обзора ±90° по азимуту и –45…+20° по углу места, 
скорость обзора 120°/с. Кроме того, вертолет оснащен нашлемной системой отображения информации и прицеливания IHADS (Integrated Helmet and Display Sight System).
Для улучшения тактико-технических характеристик вертолета «Апач», программой модернизации предусмотрена доработка БРЭО включающая установку: единой навигационной системы 
с приемниками КРНС «Навстар» и доплеровским измерителем скорости и угла сноса AN/ASN-157; 
помехоустойчивой системы связи «Синкгарс» с дальностью действия до 300 км, обеспечивающей 
передачу информации со скоростью до 16 кб/с. Намечается также обеспечить возможность передачи видеоинформации в реальном масштабе времени на воздушные и наземные командные пункты (КП). Высокоэргономичная кабина экипажа (летчика и оператора) выполнена в соответствии 
с концепцией MANPRINT (MANPower INTegrated) и оборудована двумя цветными многофункциональными индикаторами размером 150x150 мм, на которые может выводиться полетная информация, данные о работоспособности систем вертолета в полете и при наземных подготовках, данные 
о тактической обстановке. Их применение позволило сократить количество средств отображения 
информации, сигнализации и управления в кабинах с 1200 до 200, что существенно снизило нагрузку на экипаж. Вертолет оснащается съемным модулем автоматизированной системы программирования полетных заданий AMPS (Automated Mission Planning Station), позволяющей экипажу проводить планирование боевой задачи практически в реальном масштабе времени. В съемном 
модуле могут содержаться данные о расположении своих войск и противника, пунктах дозаправки и довооружения, действующие коды и другая тактическая информация.
Часть машин предусматривалось оборудовать всепогодной прицельной системой управления 
оружием «Лонгбоу». Данная система предназначена для повышения боевой эффективности вертолета в борьбе с наземными малоразмерными мобильными, а также с маловысотными воздушными целями. Система обеспечивает обработку информации о 1000 воздушных и наземных целях, 
обнаруженных на дальности до 10 км, получение детальных разведданных о 250 из них, их классификацию по пяти признакам (гусеничная или колесная техника, средства ПВО, самолет или вертолет); выделение до 16 наиболее приоритетных целей, их сопровождение и целеуказание в любых метеоусловиях и ночью, а также при сильной задымленности поля боя; передачу информации о всех 
целях по цифровым каналам передачи и распределения данных на самолеты ВКП, тактической 
авиации, КП наземных войск или другие боевые вертолеты. В ее состав входят: радиолокационная станция (РЛС) миллиметрового диапазона (35 ГГц) с малыми демаскирующими признаками 
работы, центральная ЭВМ системы управления огнем, программируемый сигнальный процессор, сигнальный процессор обнаружения и пеленгации целей и устройства отображения информации. Антенна РЛС устанавливается над втулкой несущего винта и имеет определяемые экипажем секторы обзора 15°, 30°, 45° и 90° при обнаружении наземных и 90°, 180° и 360° – воздушных 
целей. К другим преимуществам системы также относятся сравнительно малые размеры и масса (около 130 кг), низкая потребляемая мощность и незначительные трудозатраты при установке.
Совместно с РЛС установлена пассивная радиоинтерферометрическая станция AN/APR-48А, 
предназначенная для поиска, пеленгования наземных противников и автоматического наведения 
на них систем управления вооружением вертолета. Распознавание целей и расчет их приоритетности (до 10 степеней) осуществляется по параметрам перехватываемого сигнала. Перед поле

том возможно программирование системы на распознавание до 40 типов РЛС (до 125 их режимов 
работы). Станция, в состав которой входят антенная система (масса 8,5 кг) и приемник-анализатор перехватываемых сигналов, обладает высокой чувствительностью и точностью (доли градуса) определения направления на источник излучения, что обеспечивает беспоисковое визирование на цель. Антенная система станции обеспечивает грубое амплитудное пеленгование целей 
с помощью четырех ортогонально размещенных антенных элементов и точное фазовое поле ориентации на цель в секторе 90° – пятиэлементной интерферометрической решеткой (расположены 
под обтекателем РЛС системы «Лонгбоу»). Полученная информация (азимут и дальность до цели, 
ее координаты и зона поражения активных средств ПВО) может выводиться на индикатор. Это 
позволяет экипажу выбрать оптимальные способ и направление атаки или маневр уклонения.
Вооружение вертолета АН-64D дополнительно может включать до четырех модернизированных по программе АТАS (Air-To-Air Stinger) управляемых ракет (УР) класса «воздух–воздух» FIM92 «Стингер», до двух AIM-9 – «Сайдвиндер» или разработанных на базе противорадиолокационных ракет AGM-122А «Сайдарм», подвешиваемых на съемных законцовках крыла, а также новые 
ПТУР – «Хелфайр» с активной радиолокационной ГСН миллиметрового диапазона, позволяющей 
реализовать концепцию «Выстрелил–забыл».
По результатам проведенных летных испытаний шести опытных образцов вертолета «Апач 
Лонгбоу» суммарный объем которых превысил 3700 ч, определено, что среднее значение вероятности выполнения боевой задачи составляет 0,92. Испытания по оценке боевой эффективности, 
проведенные по 16 различным сценариям, показали, что по сравнению с АН-64А новые вертолеты в одном боевом вылете способны уничтожить в 4,5 раза больше различных целей при в 6 раз 
меньших потерях. Специалисты США оценивают боевую эффективность вертолета АН-64D по отношению к АН-64А как 28 : 1.

1.1.2. Результаты разработки вертолета RAH-66A «Команч»

Совместная разработка вертолета RAH-66A «Команч» была начата ведущими американскими вертолетостроительными фирмами «Боинг» и «Сикорский» по программе сухопутных войск LH (Light 
Helicopter) в конце 80-х годов.
Основу комплекса БРЭО машины составляют оптоэлектронная прицельно-пилотажная система EOSS (Electro-Optical Sensor System), объединенный комплекс навигации, связи и опознавания 
ICNIA (Integrated Communication Identification Avionics) и комплекс аппаратуры РЭБ.
Система EOSS, разработанная фирмой «Локхид–Мартин», обеспечивает экипаж необходимой 
для решения прицельных и разведывательных задач информацией об обстановке на поле боя, а также для управления вертолетом на малых и предельно малых высотах в условиях недостаточной 
видимости и в темное время суток. В ее состав входят: оптоэлектронная система обнаружения 
и целеуказания EOTADS (Electro-Optical Target Acquisition System) и система пилотирования в ночное время NVPS (Night Vision Pilotage System). Система EOTADS предназначена для поиска и обнаружения целей с высот до 3000 м, определения дальности до них, целеуказания авиационным 
средствам поражения с наведением по лазерному лучу и, кроме того, сбора информации, необходимой экипажу для пилотирования. В ее состав входят телевизионная камера, прицельная и навигационная ИК станции переднего обзора и лазерный дальномер-целеуказатель. Все оборудование системы смонтировано на поворотной гиростабилизированной платформе в носовой части 
вертолета. Точность стабилизации платформы по азимуту и углу места – 17 мкрад., время сканирования во всем секторе обзора – не более 10 с.
Прицельная ИК станция переднего обзора позволяет обнаруживать малоразмерные стационарные и подвижные цели типа «танк» на дальности до 9 км. Дальнейшее их распознавание и идентификация осуществляется вычислительными средствами с помощью специальных алгоритмов. 
В целях повышения боевой живучести вертолета планируется применять выход машины в район 
выполнения боевой задачи на предельно малой высоте с последующим кратковременным (до 10 с) 
набором высоты для сканирования местности с записью информации в бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) и снижением на безопасную высоту для анализа собранных данных. Обработка полученной информации о целях производится в БЦВМ специальными алгоритмами распознавания и идентификации ATD/C (Aided Target Detection/Classification Algorithms) по ряду 
прямых и косвенных признаков с использованием базы данных с характеристиками типовых целей. Одновременно с этим в БЦВМ формируется цифровая карта местности (поля боя) с метками 
целей, которая отображается на многофункциональных индикаторах в кабине экипажа или может