Бортовое ПО Су-35 — это миллионы строк программного кода

Новость опубликована: 04.01.2018

Идея создания информационно-управляющей системы (ИУС) для нынешних 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 новоиспеченная машина с одним пилотом продемонстрировала свои преимущества в Сирии, совершая более десяти боевых вылетов ежедневно.

Работы над новым истребителем Су‑35/35С бывальщины развернуты в ОКБ Сухого в 2005 году, когда перед предприятием встала задача обеспечить вывод на рынок перспективного боевого комплекса поколения 4++, способного на качественно новоиспеченном 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 основа, или, если хотите, стержень, как для авионики, так и для всех самолётных систем», — вспоминает Игорь Дёмин, директор программы — главный конструктор аэроплана 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 размашистый 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 сделался важнейшим залогом технического совершенства боевого самолёта. Так на планере самолёта поколения 4++, по сути, стал реализовываться борт нового, пятого поколения.


Декламируйте также: Су-35С — тяжёлый многофункциональный истребитель

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 бывальщины 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” курс бортового программного обеспечения позволило предприятию встать вровень с такими признанными зарубежными лидерами, как Airbus и Lockheed Martin, которые имеют раскрученные подразделения программирования авионики, выполняющие эти работы самостоятельно в ответственных проектах. Выигрыш тут очевиден — сроки, стоимость разработки, уровень качества, да и попросту 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 зодчества 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 оружиями отображения информации, требовали постоянного присутствия человека в контуре решения задачи.

Но, главное, они не позволяли автоматически комплексировать данные различной физиологической природы для предоставления пилоту наиболее точной и развернутой картины обстановки. Кроме того, наличие на борту большого количества совершенно различных, зачастую выполняющих одну-две функции, вычислительных устройств, приводило к неоправданному увеличению весовых и стоимостных характеристик КБО, усложняло эксплуатацию летательного аппарата.

С появлением ИУС нужда 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 пункт 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 доли задач управления радиолокационным комплексом и боевого применения (руководитель работ Владимир Клещёв);
  • Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем — с авангардными 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», мена данными по мультиплексным каналам, управление и контроль общесамолётного оборудования взяли на себя вновь созданные структурные подразделения ОКБ Сухого, объединённые в научно-технический середина (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 поре 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, немало лет работавший заместителем генерального директора по КБО. — Многие не понимали, зачем нужно отказываться от привычного построения КБО, знакомой терминологии, многим было некомфортно от одной думы, 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 трудиться 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. Утилитарный 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.

Твердая 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 — содействовала преодолению многочисленных проблем и формированию за сравнительно небольшой срок боеспособного и амбициозного коллектива единомышленников.


Лауреаты премии Правительства РФ 2017 года (слева вправо) 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 “пап” и “детей”. Ветераны предприятия, такие как работавший ещё с Павлом Осиповичем Сухим заместитель генерального конструктора Юрий Ильич Шенфинкель, сочувствовали и поддерживали нас. И визави, некоторые молодые сотрудники, уже успешно освоившие подход “за все отвечает смежник”, были настроены скептически, даже иногда противодействовали», — сообщает Дмитрий Грибов, директор — главный конструктор ИУС.

«Первое время доводилось слышать ехидные фразы вроде “малыши в розовых штанишках” или “эти новоиспеченные 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 касательство 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 основа 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 завязался 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 середина 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 доли 15650 Олег Шабанов стал автором оригинальной методики проверки отказобезопасности системы, существенно способствовавшей поиску и реализации оптимальных методов обеспечения верной работы ИУС.

С началом антитеррористической операции практически сразу стало заметным отличие Су‑35. «Более десяти боевых вылетов ежедневно — такого темпа не видали даже опытные и заслуженные командиры наших ВВС», — отмечает Игорь Дёмин. Объяснение здесь простое — реализация в ИУС развитых алгоритмов контроля и предполётной подготовки аэроплана 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 этих и автоматическому управлению обеспечили высокую точность поражения целей.

Лётные испытания Су‑35 с ИУС, продолжавшиеся не один год, позволили довести до очень рослого уровня боевые и эксплуатационные характеристики самолёта и системы. На всех этапах эту ответственную работу возглавляли главный конструктор Су‑35/35С Игорь Дёмин и его «левая 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 начальство «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 порядке “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 эмоцией, 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 прошедших 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. Потому его стоимость стало возможным включить в цену готового изделия. Удалось не только обосновать и согласовать с военным представительством стоимость функционального программного обеспечения в любом комплекте ИУС‑35, но и в целом доказать высокий экономический эффект от создания этого высокоинтеллектуального продукта. Случай для отечественного авиастроения ранее невиданный — исторически ПО вечно считалось чем-то материально неоформленным, традиционно оценивались и поставлялись только блоки и приборы.

Это в корне расходилось с международной практикой, где ПО давно признано значительным самостоятельным продуктом, имеющим высокую ценность и приносящим солидную прибыль.

«Возникшее в ОКБ Сухого направление разработки информационно-управляющих систем перешагнуло рубежи 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 очутилась 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 мастерили 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 интернациональным стандартам. Отечественный ГОСТ Р 51904–2001 — прямой аналог международного RTCA DO‑178B — был впервые применён в полном объёме именно при создании ИУС‑35.


Декламируйте также: Помогать лётчикам ПАК ФА будет система на базе отечественных многоядерных микропроцессоров

«Сегодня можно констатировать, что за прошедшие 15 лет на “Сухом” уложилась передовая школа бортового программирования. При словах “Sukhoi software” многие зарубежные участники международных конференций и симпозиумов по авионике уважительно кивают башкой, — говорит Сергей Гусев, первый заместитель начальника НТЦ ИУС, начинавший свою карьеру на “Сухом” в 2004 году выпускником МАИ. — Весьма важно понимать, что общий высокий уровень технологической культуры является, наряду с практическим опытом, залогом высокого качества бортового ПО, объёмы какого на современном самолёте измеряются миллионами строк кода».

«С момента организации в 2012 году компании “ОАК — Центр комплексирования” мы активно используем эксперимент 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 шагающих полным ходом испытаний самолёта», — говорит Виктор Поляков, являющийся ныне генеральным директором компании «ОАК — Центр комплексирования».

Впервые реализованная на Су‑35 идея ИУС к натуральному 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 зодчество 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 пилота;
  • упрощение технического обслуживания и предполётной подготовки.

Но инженерная мысль не останавливается. «Мы уже отчетливо видим контуры “постИУСовской” архитектуры КБО, — говорит Дмитрий Грибов. — Новоиспеченные возможности электроники, волоконноптических линий связи, наша новая операционная система реального времени “Багрос‑4000” позволяют говорить о наступлении эры сетевого борта, где привычные очертания бортовых систем, включая ИУС, будут размыты и появится единая, высоконадёжная, масштабируемая, распределённая вычислительная платформа. В этой связи интересно следить, 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. Основное, 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 грядущем обязательно принесет свои плоды в перспективных проектах ОАК».

По материалам журнала ОАК «Горизонты», №4 (16), 2017 г.