Начало, наверное, любой разработки связано с получением исходных данных и формулировкой замысла. Для решения задачи оценки ТБВ главным было получение исходных данных, согласованных Министерством обороны. Репин и Меньшиков, конечно, не испытывали никаких иллюзий по этому поводу. Для Главного конструктора всегда было непросто в срок и полностью получить все необходимые для работы исходные данные. Тем более, когда требовалось согласование с Главным оперативным управлением Генерального штаба.
Для того, чтобы кооперация предприятий-разработчиков СПРН и организаций Министерства обороны работала по одним и тем же исходным данным на всех этапах жизненного цикла разработки боевых алгоритмов, было принято решение объединить требования разработки и эксплуатации в одном документе. Подготовить документ должно было предприятие, которое разрабатывает алгоритмы оценки ТБВ.
Так мне была поручена задача подготовки определяющего для четвёртого этапа развития СПРН «Решения № 4 по составу ударов, используемых для оценки характеристик СПРН и её средств на IV этапе испытаний системы». Для согласования и отработки этого документа была организована рабочая группа под руководством начальника управления 2 НИИ МО генерал-майора Сиротинина Евгения Сергеевича. По-моему, Репин был знаком с Сиротининым с первых дней начала работ по созданию СПРН, когда 2-й институт Министерства обороны ещё отвечал за алгоритмы КП СПРН. Разработкой алгоритмов занимался отдел капитана первого ранга Катулева Александра Николаевича.
Нужно сказать, что ещё в самом начале семидесятых годов прошлого века Владислав Георгиевич приобрёл уникальный опыт подготовки сложной системы исходных данных по известным стратегическим средствам нападения. Специалистам эти документы известны под общим названием «Белая книга» или «Цель-72» с дополнениями. Основательность и обоснованность этих исходных данных сэкономили время многих разработчиков и позволили избежать крупных просчётов при выполнении сложных проектов создания и развития систем РКО.
Работа над составлением «Решения № 4…» началась в 1984 г. Как правило, очередную версию мы готовили у себя в СКБ-1, затем вместе с Владиславом Георгиевичем ехали в Тверь, к генералу Сиротинину. Евгений Сергеевич старался не обременять нас организационными заботами, брал на себя всю работу по редактированию и согласованию документа с другими организациями.
Для Главного конструктора СПРН и всех участников процесса подготовки «Решения № 4…» также было важным согласовать содержание решения с другими, действующими в то время документами, составляющими систему единых исходных данных для разработчиков и испытателей СПРН. Приведу только один пример. Одним из определяющих факторов построения вариантов ударов были параметры разлёта элементов сложной цели и состав оснащения баллистических ракет, включая средства радиоэлектронного (помехового) противодействия. Эти же параметры использовались при разработке алгоритмов идентификации траекторной информации в КБП КП СПРН и при построении множества возможных траекторий, на которых отыскивались параметры наихудшего для системы удара БР. Эти же параметры были определяющими и для разработки имитационных моделей для средств обнаружения во время проведения испытаний СПРН.
Подготовка «Решения № 4 по составу ударов, используемых для оценки характеристик СПРН и её средств на IV этапе испытаний системы» была завершена в 1986 г. А уже в следующем, 1987 г. началась комплексная отладка группы алгоритмов оценки ТБВ на запасном командном пункте СПРН. Разработка алгоритмов была завершена в 1989 г. А через два года, в 1991 г., в составе КБП IV этапа развития СПРН эти алгоритмы были приняты на боевое дежурство с выдачей информации о состоянии ТБВ СПРН на оповещаемые пункты управления.
Само «Решение №4 по составу ударов...» было актуальным документом для разработчиков ещё долгое время, «обрастая» различными дополнениями.
Здесь надо вернуться немного назад и ответить на вопрос: почему, сразу после 1983 г., Владислав Георгиевич принял решение о создании принципиально новых алгоритмов оценки текущих боевых возможностей СПРН, в основе которых лежит использование оценок вероятности пропуска с учётом помехового противодействия средствам обнаружения системы и технического состояния самих средств?
Конечно, построение «замкнутого» радиолокационного поля и расширение зоны обнаружения стартов БР на все «ракетоопасные» районы создавали существенные технические предпосылки для решения такой сложной задачи. Но ведь после 1983 г. перед Владиславом Георгиевичем стояло и без того много актуальных и неотложных задач. Что же заставило его открывать новое направление в развитии СПРН?
Мне кажется, дело в следующем. К началу восьмидесятых, во многом, благодаря усилиям Главного конструктора и его ближайших помощников, была создана определённая технология развития СПРН с учётом факторов внешней обстановки (стратегических средств нападения), внутренних возможностей экономики и приоритетов оборонной доктрины государства. Владислава Георгиевича стали всё больше занимать задачи поддержания стратегической стабильности с использованием информации СПРН.
Показатели ТБВ позволяли количественно оценить качество использования такой информации к текущему моменту времени с учётом всей предыстории функционирования системы. По существу, система показателей ТБВ как бы количественно иллюстрировала тезисы Репина о приоритетном развитии СПРН, тезисы, которые Главный конструктор сформулировал ещё в 1969 г. [1, стр.30].
Вернёмся к исходным данным для решения задачи оценки ТБВ.
Для определения множества траекторий, на котором отыскивались показатели ТБВ, нужно было задать множество точек старта, точек падения и углов бросания. Эти данные выбирались из директивных документов, проектных и научно-исследовательских работ, обобщались и представлялись для окончательного выбора. Районы старта и падения выбрались небольшими, размером несколько градусов по широте и несколько градусов по долготе.
Данные по рельефу военно-экономического и стратегического ракетного потенциалов (ВЭП и СРП) по районам падения на территории страны получались как взвешенная сумма баллистических ракет (БР), атакующих выбранный район падения. Каждому типу БР назначался условный вес — (условная зона поражения) при ударе по защищённым и незащищённым объектам.
При подготовке исходных данных использовалась открытая информация по группировке РВСН и других стратегических сил.
Большинство необходимых констант для работы алгоритмов оценки ТБВ были оформлены как материалы Решения №4.
Прежде чем перейти к изложению замысла алгоритмов оценки текущих боевых возможностей (ТБВ), нужно заметить, что наиболее полное описание алгоритмов было сделано уже после их «ввода в эксплуатацию», но с учётом опыта боевого применения алгоритмов.
Здесь важно отметить, что к 1991 г. ещё не были реализованы алгоритмы анализа причин снижения ТБВ и алгоритмы прогноза показателей ТБВ. Алгоритмы анализа причин снижения и алгоритмы прогноза были предложены позже, в конце 1990-ых, но Вымпел тогда не стал заниматься их реализацией. Как, впрочем, и реализацией всех алгоритмов оценки ТБВ, внедрённых на четвёртом этапе развития СПРН.
С целью более компактного изложения далее будет использована нотация унифицированного языка моделирования UML (Unified Modeling Language, версия 1.3), который является графическим языком для визуализации, специфицирования и документирования систем, где большая роль принадлежит программному обеспечению.
Показатели текущих боевых возможностей представляют собой количественные оценки возможности решения поставленных перед системой и её отдельными средствами боевых задач к данному моменту времени с учётом складывающихся оценок ракетно-космической обстановки, условий функционирования и технической готовности средств на заданном интервале времени.
Группа алгоритмов оценки ТБВ предназначалась для решения следующих задач:
— оценки текущих боевых возможностей системы в целом;
— оценки текущих боевых возможностей отдельных средств обнаружения;
— анализа причин снижения ТБВ отдельных средств обнаружения и системы в целом;
— предварительной оценки и прогноза изменения показателей ТБВ;
— формирования информации целеуказаний системе ПРО по неконтролируемым районам старта;
— формирования и обновления справочных данных по группировкам иностранных государств;
— сопровождения моделей, используемых для оценки ТБВ, и формирования необходимых массивов констант ТБВ.
По своему смыслу, оценки ТБВ должны характеризовать боевые возможности системы таким образом, чтобы вероятность того, что реальные возможности окажутся ниже сформированных оценок, была бы не более заданной величины. Причём эти гарантии должны быть безусловными, то есть, не должны зависеть от качества оценки условий функционирования средств обнаружения, оценки состояния и дислокации систем ракетного оружия вероятных противников и других факторов.
Понятно, что оценки ТБВ могут быть информативными при следующих условиях:
1) номинальные боевые возможности системы высоки настолько, что можно количественно оценить степень их снижения в различных условиях обстановки
2) КП системы располагает достоверной и полной информацией об условиях функционирования своих и взаимодействующих средств
3) КП системы располагает достоверной и полной информацией об оперативно-тактических ограничениях на способы боевого применения ракетного оружия вероятных противников.
При таких допущениях качество полученных показателей ТБВ будет определяться, в основном, качеством используемых алгоритмов.
И напротив, можно сказать, что оценки ТБВ становятся одинаково неинформативными в условиях, когда:
1) номинальные боевые возможности настолько низки, что знанием о них можно пренебречь
2) наши знания об условиях функционирования системы, вероятном противнике и другие столь недостаточны, что мы можем гарантировать только очень приблизительные оценки ТБВ.
Приведённые выше две ситуации оценки ТБВ представляют собой только два крайних случая, между которыми лежат практически важные условия решения этой непростой задачи. Кроме того, необходимо учитывать и многообразие вариантов использования оценок ТБВ. На рис. 7.1 показана схема «пользовательского окружения» группы алгоритмов.
"Рис. 7.1 – Пользовательское окружение алгоритмов оценки ТБВ"
Заметим, что информацию о ТБВ как в составе общей оценки ракетно-космической обстановки, так и непосредственно, получают различные командные инстанции и системы. Каждая из них решает свои задачи и требует своего информационного обеспечения. Рассмотрим более детально категории пользователей данных об оценках ТБВ и возможные варианты использования этих данных.
Поскольку формат книги не позволяет рассмотреть детально каждый вариант использования оценок ТБВ, остановимся кратко только на некоторых из них. Именно анализ вариантов использования (прецедентов) в совокупности с анализом содержания боевых задач даёт всю необходимую информацию для проектирования системы показателей ТБВ.
Очевидно, для вышестоящих (оповещаемых) ПУ наиболее важным из контекста взаимодействия с системой являются данные предупреждения. Эти данные используются при принятии и реализации важнейших решений на обратимые и необратимые действия (рис. 7.2).
"Рис.7. 2 – Использование оценок ТБВ на вышестоящих ПУ"
Система показателей ТБВ служит здесь для интерпретации информации предупреждения, оценки её полноты и достоверности. Кроме того, данные о прогнозе состояния ТБВ системы могут использоваться как для подготовки решений на обратимые и необратимые действия, так и для уточнения боевых задач подчинённым силам и средствам, включая боевые задачи системы предупреждения.
Взаимодействующие ПУ (рис. 7.3) непосредственно используют в ходе боевой работы детальную информацию системы, в частности, информацию целеуказаний ПРО и данные о боевых возможностях отдельных средств.
Рис. 7.3 – Использование оценок ТБВ на взаимодействующих ПУ"
Вышестоящий ПУ (ЦКП) непосредственно контролирует ход и результаты решения боевых задач, уточняет задачи системы и доводит до подчинённых КП такие уточнения (рис. 7.4). При этом используется практически вся информация о ТБВ системы, включая данные прогноза ТБВ и анализа причин снижения показателей.
"Рис.7. 4 – Варианты использования оценок ТБВ"
На КП системы по результатам оценки ТБВ подготавливаются и реализуются рекомендации по изменению режимов работы средств и уточнению исходных данных для оценки ТБВ.
Кроме того, используя показатели ТБВ, командный пункт непосредственно контролирует боевую работу подчинённых средств, а также полноту и достоверность информационного обеспечения вышестоящих и взаимодействующих ПУ (рис. 7.5).
КП средств отрабатывают назначенные режимы работы и могут использовать сформированные на КП системы показатели своих боевых возможностей для того, чтобы боевые расчёты разных командных инстанций «говорили на одном языке».
Разработчики используют алгоритмы оценки ТБВ для решения задач авторского надзора и разработки предложений по усовершенствованию боевых программ.
"Рис. 7.5 – Варианты использования показателей ТБВ"
Таким образом, если попытаться сформулировать совокупность требований к алгоритмам оценки ТБВ системы, получится довольно громоздкая система условий, которая должна будет уточняться всякий раз, когда происходят какие-либо изменения в составе и функциях системы, способах использования информации предупреждения и способах боевого применения ракетного оружия вероятными противниками. А такие изменения могут происходить довольно часто и, в свою очередь, неизбежно повлекут за собой разработку новых версий алгоритмов оценки ТБВ.
Для того, чтобы алгоритмы оценки ТБВ могли быть легко адаптированы к новым условиям и требованиям, необходимо включить в их состав алгоритмы формирования и сопровождения моделей системы, возможных боевых действий и ограничений на боевое применение ракетного оружия. Тогда изменение требований к алгоритмам оценки ТБВ можно будет учитывать, в первую очередь, в изменениях используемых моделей и ограничений, а затем уже переходить, по необходимости, к разработке новых версий алгоритмов.
Что касается системы показателей ТБВ, то она должна быть единообразной для всех категорий пользователей, предоставляя каждому возможность использовать своё подмножество показателей, включая анализ причин снижения и прогноз изменения показателей ТБВ. Для адаптации системы показателей к меняющимся условиям обстановки и боевым задачам системы должны использоваться управление режимами оценки ТБВ и изменения моделей ТБВ в соответствии с новыми условиями боевой работы.
Система показателей ТБВ должна учитывать сложившуюся структуру СПРН, иерархию боевых задач, командных инстанций и включать показатели отдельных средств и их группировок, а также показатели ТБВ СПРН в целом.
Таким образом, группа алгоритмов оценки ТБВ должна обеспечивать:
— вычисление показателей ТБВ отдельных средств обнаружения и группировок средств;
— вычисление показателей ТБВ СПРН в целом;
— формирование информации целеуказаний системе ПРО по неконтролируемым районам старта;
— анализ причин снижения показателей ТБВ;
— прогноз изменения показателей ТБВ;
— управление режимами оценки ТБВ в зависимости от текущих условий обстановки и боевых задач системы — через оперативное уточнение моделей ТБВ;
— формирование и сопровождение моделей, необходимых для оценки ТБВ, включая модели возможных боевых действий, оперативных ограничений на применение ракетного оружия и модели системы.
И последнее. Какой бы ни была система показателей ТБВ, она содержит только «свёрнутую» информацию о возможностях системы. Задачи информационного обеспечения вышестоящих и взаимодействующих ПУ могут потребовать формирования другой системы показателей ТБВ, наиболее информативной для данного потребителя.
Поэтому принципы оценки ТБВ должны предусматривать возможность программной реализации группы алгоритмов не только на КП системы, но и на других объектах системы боевого управления Вооружёнными силами.
В группу алгоритмов оценки ТБВ должны входить следующие алгоритмы:
— алгоритм начальных восстановлений и управления режимами работы (НВ_ТБВ);
— алгоритм оценки ТБВ средств обнаружения (ТБВ_СРЕДСТВ);
— алгоритм оценки текущих боевых возможностей системы
(ТБВ_СИСТЕМЫ);
— алгоритм предварительной оценки и прогноза показателей
ТБВ (ТБВ_ПРОГНОЗ);
— алгоритм анализа возможных причин снижения показателей
ТБВ (ТБВ_АНАЛИЗ);
— алгоритм формирования и сопровождения моделей ТБВ (ТБВ_МОДЕЛИ);
— алгоритм формирования и сопровождения модели противника (ТБВ_ПРОТИВНИК).
Алгоритм НВ_ТБВ решает задачи начального восстановления оперативных и локальных массивов ТБВ, назначения режимов работы оценки ТБВ и оперативного управления вычислительным процессом.
Алгоритм ТБВ_СРЕДСТВ решает задачи формирования рельефа вероятностей пропуска в зонах ответственности средств обнаружения и оценки показателей ТБВ средств системы.
Алгоритм ТБВ_СИСТЕМЫ решает задачи формирования рельефа вероятностей пропуска целей на траекториях возможного удара и оценки показателей ТБВ системы в целом.
Алгоритм ТБВ_ПРОГНОЗ решает задачи предварительной оценки и прогноза значений показателей ТБВ.
Алгоритм ТБВ_АНАЛИЗ решает задачи определения возможных причин снижения показателей ТБВ.
Алгоритм ТБВ_МОДЕЛИ решает задачи формирования и сопровождения массива констант ТБВ.
Алгоритм ТБВ_ПРОТИВНИК решает задачи формирования и сопровождения массива данных о состоянии ракетного оружия вероятных противников.
Показатели ТБВ вычисляются по информации только тех средств обнаружения, которые могут работать в дежурном режиме и разделяются на две группы:
1) показатели ТБВ средств обнаружения, которые характеризуют боевые возможности каждого средства независимо от боевых возможностей системы;
2) общесистемные показатели ТБВ, которые вычисляются с учётом всех средств обнаружения.
Показатели ТБВ средств обнаружения описывают каждый источник информации (РЛС, КА) и каждое средство (РЛУ, системы УС-КС, УС-КМО), как группировку источников информации.
Общесистемные показатели ТБВ содержат обобщённые и детальные показатели. В первую группу входят показатели, которые характеризуют возможности системы по отношению ко всей совокупности возможных районов старта и падения БР. Вторая группа содержит показатели, которые характеризуют возможность обнаружения удара БР для каждого отдельного района старта или падения. Общесистемные показатели вычисляются по отношению к конкретному вероятному противнику — государству или коалиции государств.
ТБВ средств обнаружения (средств и источников информации) в каждый текущий момент описывают возможность обнаружения удара БР определённого масштаба и характеризуются одним показателем. Для любого средства (источника информации) показатель ТБВ может принимать одно из следующих значений (здесь пропуск удара означает отсутствие выдачи на КП системы типовых сообщений обмена):
— ТБВ в норме — возможно обнаружение баллистических целей в ударе БР любого масштаба с заданными вероятностно-временными характеристиками;
— ТБВ снижены — возможен пропуск одиночных ударов БР, сохраняется возможность обнаружения баллистических целей в условиях ограниченных и групповых ударов;
— ТБВ существенно снижены — возможен пропуск групповых и ограниченных ударов БР, сохраняется возможность обнаружения баллистических целей в условиях массированных ударов;
— ТБВ недопустимо снижены — невозможно обнаружение БР
в любых вариантах ракетных ударов;
— ТБВ не оцениваются — оценку ТБВ невозможно выполнить вследствие неправильного функционирования источника информации (например, недопустимо снижена функциональная боеготовность по потоку ИСЗ, вклад таких источников в оценку ТБВ системы не учитывается).
На всех формах отображения информация о ТБВ средств обнаружения представляется в виде транспаранта <<ТБВ>>, цвет которого может принимать одно из следующих значений (в соответствии с приведёнными выше градациями) — голубой, зелёный, жёлтый, красный, белый.
На всех формах документирования информация о ТБВ средств обнаружения представляется кодом, который, в соответствии с приведёнными выше градациями, принимает значения 4, 3, 2, 1, 0.
Обобщённые показатели ТБВ характеризуют возможность формирования информации предупреждения в различных ударах БР вероятных противников и разделяются на показатели ТБВ по старту и падению БР.
Первая группа показателей характеризует возможность формирования информации предупреждения только о старте БР, вторая — о старте и ракетном нападении.
Обобщённые ТБВ системы по обнаружению стартов характеризуются двумя показателями:
— текущего контроля районов старта;
— полного контроля районов старта.
Оценки текущего контроля характеризуют возможность формирования информации предупреждения «Старт» в течение некоторого заданного времени обнаружения стартов БР.
Оценки полного контроля характеризуют возможность формирования информации предупреждения «Старт» на интервале времени от заданного рубежа обнаружения стартов до падения БР.
Показатели ТБВ по старту могут принимать следующие значения (здесь пропуск удара означает отсутствие формирования информации предупреждения):
— ТБВ в норме — возможно формирование информации предупреждения «Старт» в ударе БР любого масштаба с заданными вероятностно-временными характеристиками;
— ТБВ снижены — возможен пропуск одиночных ударов БР, сохраняется возможность формирования информации предупреждения в условиях ограниченных и групповых ударов;
— ТБВ существенно снижены — возможен пропуск групповых и ограниченных ударов БР, сохраняется возможность формирования информации предупреждения в условиях массированных ударов;
— ТБВ недопустимо снижены — невозможно формирование ин- формации предупреждения в любых вариантах ракетных ударов;
— ТБВ не оцениваются — невозможно выполнить оценку ТБВ.
На всех формах отображения информация о ТБВ системы предупреждения по обнаружению стартов представляется в виде транспарантов «СТАРТ — текущий контроль», «СТАРТ — полный контроль», цвет которых может принимать одно из следующих значений (в соответствии с приведёнными выше градациями) — голубой, зелёный, жёлтый, красный, белый.
На всех формах документирования информация о ТБВ по старту представляется кодами, которые, в соответствии с приведёнными выше градациями, принимают значения 4, 3, 2, 1, 0.
Показатели ТБВ по старту вычисляются отдельно для следующих группировок районов старта (которые могут впоследствии уточняться для каждого вероятного противника):
— все районы старта;
— районы старта БР наземного базирования;
— районы старта БР морского базирования (БРПЛ).
Обобщённые показатели ТБВ по падению вычисляются только по данным об условиях функционирования надгоризонтных средств и характеризуют возможность формирования информации предупреждения «Старт», «Ракетное нападение» в ударах БР вероятного противника по оповещаемой территории с временем до падения первой БР в ударе не менее заданного.
Показатели ТБВ по падению могут принимать следующие значения (здесь пропуск удара означает отсутствие формирования информации предупреждения):
— ТБВ в норме — возможно формирование информации пред- упреждения «Старт», «Ракетное нападение» в ударе БР любого масштаба с заданными вероятностно-временными характеристиками;
— ТБВ снижены — возможен пропуск одиночных ударов БР, сохраняется возможность формирования информации предупреждения в условиях ограниченных и групповых ударов;
— ТБВ существенно снижены — возможен пропуск групповых и ограниченных ударов БР, сохраняется возможность формирования информации предупреждения в условиях массированных ударов;
— ТБВ недопустимо снижены — невозможно формирование информации предупреждения в любых вариантах ракетных ударов;
— ТБВ не оцениваются — оценку ТБВ невозможно выполнить вследствие неизвестных условий функционирования системы.
На всех формах отображения информация об обобщённых ТБВ по падению представляется в виде транспаранта «Ракетное нападение». Цвет транспаранта может принимать одно из следующих значений (в соответствии с приведёнными выше градациями) — голубой, зелёный, жёлтый, красный, белый. На всех формах документирования информация о ТБВ СПРН по падению представляется кодами, которые, в соответствии с приведёнными выше градациями, принимают значения 4, 3, 2, 1, 0.
Детальные показатели общесистемных ТБВ характеризуют возможность формирования информации предупреждения в различных ударах БР вероятных противников для каждого района старта и падения. Аналогично обобщённым показателям ТБВ, различают детальные показатели по старту и падению, которые формируются для каждого из возможных районов старта и падения БР и принимают те же значения, что и обобщённые показатели.
Детальные показатели ТБВ включают:
— оценки текущего контроля для каждого условного районов старта;
— оценки полного контроля для каждого условного районов старта;
— оценки контроля для каждого района падения по условию формирования информации предупреждения «Ракетное нападение» с временем до падения первой БР в районе не менее заданного;
— оценки контроля для каждого района падения по условию формирования информации предупреждения «Старт» с временем до падения первой БР в районе не менее заданного;
Совокупность контролируемых районов падения составляет зону гарантированного предупреждения.
Для оценки степени угрозы отдельным районам падения для каждого района вычисляются оценки:
— гарантированного времени предупреждения — в течение этого временного интервала (отсчитывая от текущего момента времени) невозможно нанесение удара по данному району без формирования информации предупреждения «Ракетное нападение»;
— контролируемых по отношению к данному району падения возможных районов старта БР (по условию формирования информации предупреждения по данным только средств НГРЛ или всех средств системы со временем до падения первой БР в районе не менее заданного);
— обобщённых типов неконтролируемых по отношению к данному району БР вероятных противников (тип БР содержит информацию о государственной принадлежности и способе базирования).