Ергономіка робочих місць і бойові алгоритми перспективних бронемашин

29

У попередніх статтях ми розглянули способи підвищення ситуаційної обізнаності екіпажів бронемашин і необхідність підвищення швидкості наведення озброєння і засобів розвідки. Не менш важливим моментом є забезпечення ефективного інтуїтивного взаємодії членів екіпажу з озброєнням, датчиками та іншими технічними системами бойових машин.

Робочі місця пілота (ліворуч) і штурмана-оператора (праворуч) в кабіні винищувача-перехоплювача МІГ-31
Робочі місця екіпажів бронетехніки
Зараз робочі місця членів екіпажу є вузькоспеціалізованими – окреме місце водія, окремі робочі місця командира і навідника. Спочатку це було обумовлено компонуванням бронемашин, що включає обертову вежу і оптичні прилади спостереження. Всі члени екіпажу мали доступ тільки до своїх органів управління і приладів спостереження, не маючи можливості виконувати функції іншого члена екіпажу.
Подібна ситуація спостерігалася раніше й в авіації, в якості прикладу можна привести робочі місця пілота і штурмана-оператора винищувача-перехоплювача МІГ-31 або бойового вертольота Мі-28Н. При такій компоновці робочого простору загибель або поранення одного з членів екіпажу робить виконання бойової задачі неможливим, навіть сам процес повернення на базу ставав важким.
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Робочі місця пілота (ліворуч) і штурмана-оператора (праворуч) в кабіні бойового вертольота Мі-28Н
В даний час розробники намагаються уніфікувати робочі місця екіпажу. Значною мірою цьому сприяла поява багатофункціональних дисплеїв, на які може бути виведена будь-яка необхідна інформація, з будь-яких наявних на борту засобів розвідки.
Уніфіковані робочі місця пілота і штурмана-оператора розроблялися в рамках створення розвідувально-ударного вертольота Boeing/Sikorsky RAH-66 Comanche. Крім цього, пілоти вертольота RAH-66 повинні були отримати можливість управління більшістю функцій бойової машини без відриву рук від органів управління. У вертольоті RAH-66 планувалося встановити нашлемную об’єднану прицільну систему фірми Kaiser-Electronics, здатну виводити на нашлемный дисплей інфрачервоне (ІЧ) і телевізійне зображення місцевості від систем огляду передньої півсфери або тривимірну цифрову карту місцевості, реалізуючи принцип «око поза кабіни». Наявність нашлемного дисплея дозволяє пілотувати вертоліт, а оператору озброєння здійснювати пошук цілей, не опускаючи погляд на приладову дошку.
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Кабіна розвідувально-ударного вертольота Boeing/Sikorsky RAH-66 Comanche
Програма вертольота RAH-66 була закрита, однак можна не сумніватися, що отримані в ході її реалізації напрацювання використовуються в інших програмах по створенню перспективних бойових машин. У Росії уніфіковані робочі місця пілота і штурмана-оператора реалізовані в бойовому вертольоті Мі-28НМ на базі досвіду, отриманого при створенні навчально-бойового вертольота Мі-28УБ. Також для Мі-28НМ розробляється шолом пілота з виведенням зображення на лицьовій щиток і нашлемной системою цілевказівки, про який ми говорили в попередній статті.
Поява шоломів з можливістю виведення інформації, безэкипажных веж і дистанційно-керованих модулів озброєння (ДУМВ) дозволить уніфікувати робочі місця і наземних бойових машинах. З високою ймовірністю в перспективі можуть бути уніфіковані робочі місця всіх членів екіпажу, включаючи водія. Сучасні системи управління не вимагають механічного зв’язку між органами управління і виконавчими пристроями, тому для водіння бронемашини може застосовуватися компактний штурвал або навіть бічна малоходовая ручка управління – високоточний джойстик.
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Бічна малоходовая ручка управління у кабінах літаків F-22 і F-35
За непідтвердженими даними, можливість застосування джойстика в якості заміни штурвала або важелів управління розглядалася з 2013 року при розробці системи управління танком Т-90МС. Також за образом геймпада ігрової приставки Sony Playstation» приблизно виконаний пульт управління бойової машини піхоти (БМП) «Курганец», проте не розкривається, призначений цей пульт для управління рухом БМП, або тільки для управління озброєнням.
Таким чином, для управління рухом перспективних бойових машин може бути розглянутий варіант з використанням бічній малоходовой ручки управління, а якщо цей варіант буде визнаний неприйнятним, то штурвала, убирающегося в неактивному стані. За замовчуванням органи управління рухом бойової машини повинні бути активні у механіка-водія, але при необхідності будь-який член екіпажу повинен мати можливість його замінити. Основним правилом при проектуванні елементів управління бойовими машинами повинен стати принцип – «руки завжди на органах управління».
Уніфіковані робочі місця членів екіпажу повинні розташовуватися в броньованій капсулі, ізольованою від інших відсіків бойової машини, як це реалізовано в проекті «Армата».
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Розташування екіпажу в проекті «Армата»
Крісла з змінним кутом нахилу, закріплені на амортизаторах, повинні забезпечувати зниження впливів від вібрації і трясіння при русі по пересіченій місцевості. В перспективі для усунення вібрації і трясіння можуть застосовуватися активні амортизатори. У кріслах екіпажу може бути передбачена вентиляція, інтегрована з багатозонними клімат контролем.
Може здатися, що такі вимоги є надмірними, оскільки танк – це не лімузин, а бойова машина. Але реальність така, що час армій, укомплектованих необученными новобранцями безповоротно пішло. Зростання складності і вартості бойових машин вимагає залучення відповідних професіоналів, яким необхідно забезпечити комфортабельне робоче місце. З урахуванням вартості бронетехніки, що становить близько п’яти — десяти мільйонів доларів за одиницю, встановлення обладнання, підвищує комфорт екіпажу, не сильно вплине на підсумкову суму. У свою чергу, нормальні умови роботи сприятимуть підвищенню ефективності дій екіпажу, якому не треба відволікатися на побутові незручності.
Орієнтація і рішення
Одним з найбільш складних питань автоматизації є забезпечення ефективної взаємодії людини і техніки. Саме на цій ділянці можуть бути значні затримки у циклі НОРД (Спостереження, Орієнтація, Рішення, Дія) на стадіях «орієнтація» і «рішення». Для розуміння ситуації (орієнтація) і прийняття ефективних рішень (рішення) інформація для екіпажу повинна виводитися в максимально доступній і інтуїтивно зрозумілій формі. Із збільшенням обчислювальної потужності апаратних засобів і появою програмного забезпечення (ПО), що використовує в тому числі технології аналізу інформації на основі нейромереж, частина завдань з обробки розвідувальних даних, раніше виконуваних людиною, може бути покладено на програмно-апаратні комплекси.
Наприклад, при атаці ПТКР бортовий комп’ютер бронемашини може самостійно проаналізувати зображення з тепловізора і камер, що працюють в ультрафіолетовому (УФ) діапазоні (слід двигуна ракети), дані з РЛС, а можливо і з акустичних датчиків, виявити і захопити пускову ПТРК, вибрати необхідний боєприпас й оповістити про це екіпаж, після чого, поразка розрахунку ПТРК може бути здійснено в автоматичному режимі, однією-двома командами (розворот озброєння, постріл).
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Всеракурсная система огляду в ультрафіолетовому спектрі зі складу комплексу 101КС «Атол» літака Су-57 і мультиспектральная відеокамера Microvista Intevac з діапазоном видимості 150-1100 нм
Бортова електроніка перспективною бронетехніки повинна вміти самостійно визначати потенційні цілі за їх теплової, УФ, оптичної та радіолокаційної сигнатурі, будувати розрахунок траєкторії руху, ранжувати цілі за ступенем загрози і виводити інформацію на екран або в шолом в зручній для сприйняття формі. Недостатня або навпаки надлишкова інформація може призвести до затримок у прийнятті рішення або до прийняття помилкових рішень на стадіях «орієнтація» і «рішення».
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Гиперспектральная ІК-камера Telops Hyperspectral IR і високочутлива ультрафіолетова sCMOS камера Prime BSI

Виявлення бійці в камуфляжі в УФ діапазоні
Важливою підмогою в роботі екіпажів бронемашин може стати мікшування інформації, що надходить від різних датчиків, і виведеної на одному екрані/шарі. Іншими словами, інформація від кожного засобу спостереження, розміщеного на бронемашині, повинна використовуватися для формування єдиного зображення, максимально зручного для сприйняття. Наприклад, в денний час в якості основи для побудови зображення використовується відеозображення з кольорових телекамер високого дозволу. Зображення з тепловізора використовується як допоміжне для виділення теплоконтрастных елементів. Також додаткові елементи зображення виводяться за даними з РЛС або УФ-камер. У нічний час основою для побудови зображення стає відеозображення з приладів нічного бачення, яке відповідно доповнюється інформацією з інших сенсорів.
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Поєднання зображення, отриманого від різних промислових сенсорів
Подібні технології використовуються в даний час навіть в смартфонах з декількома камерами, наприклад, коли чорно-біла матриця, що володіє більш високою світлочутливістю, застосовується для підвищення якості зображення, одержуваного кольоровою камерою. Застосовуються технології поєднання зображення і в промислових цілях. Зрозуміло, можливість перегляду зображення з кожного засобу спостереження окремо повинна залишатися як опція.
При дії бронетехніки в групі, виведення інформації може здійснюватися з урахуванням даних, отриманих сенсорами сусідніх бронемашин за принципом «бачить один – бачать всі». Інформація зі всіх сенсорів, розміщених на розвідувальних і бойових одиницях на полі бою, повинна виводитися на верхній рівень, оброблятися і надаватися вищому командуванню в оптимізованому для кожного конкретного рівня прийняття рішень вигляді, що дозволить забезпечити високоефективне управління військами.
Можна припустити, що в перспективних бойових машинах вартість створення програмного забезпечення буде становити більшу частину вартості розробки комплексу. І саме програмне забезпечення багато в чому буде визначати переваги однієї бойової машиною над іншою.
Навчання
Висновок зображення в цифровому вигляді дозволить здійснювати навчання екіпажів бронетехніки без використання спеціалізованих тренажерів, безпосередньо в самій бойовій машині. Безумовно, таке навчання не замінить повноцінні тренування з відстрілом реального озброєння, але все ж дозволить значно спростити підготовку екіпажів. Навчання може проводитися як індивідуально, коли екіпаж бронемашини діє проти AI (штучний інтелект – боти в комп’ютерній програмі), так і шляхом залучення великої кількості бойових одиниць різного типу в рамках одного віртуального поля бою. У разі проведення військових навчань реальне поле бою може доповнюватися віртуальними об’єктами, з використанням у програмному забезпеченні бронемашин технології доповненої реальності.
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Тренажер екіпажу танка Т-90
Эргономика рабочих мест и боевые алгоритмы перспективных бронемашин оружие
Тренажер екіпажу танка Т-72
Величезна популярність онлайн симуляторів бойової техніки дозволяє припустити, що навчальне програмне забезпечення перспективної бронетехніки, адаптоване для застосування на звичайних комп’ютерах, може бути використане для попередньої підготовки в ігровій формі майбутніх потенційних військовослужбовців. Зрозуміло, в такому ПО повинні бути внесені зміни, що забезпечують приховування відомостей, складових державну і військову таємницю.
Застосування тренажерів як засіб підвищення привабливості військової служби поступово ставати популярним інструментом у збройних силах країн світу. За деякими відомостями військово-морські сили США використовували комп’ютерну гру-симулятор морських битв Harpoon для навчання офіцерів флоту ще в кінці XX століття. З тих пір можливості по створенню реалістичного віртуального простору виросли багаторазово, при цьому застосування сучасних бойових машин найчастіше все більше стає схожим на комп’ютерну гру, особливо коли мова йде про безпілотної (дистанційно керованої) бойовій техніці.
Висновки
Екіпажі перспективною бронетехніки зможуть приймати правильні рішення у складній, динамічно мінливій обстановці, і здійснювати їх реалізацію з істотно більш високою швидкістю, ніж це можливо в існуючих бойових машинах. Цьому сприятимуть уніфіковані ергономічні робочі місця екіпажу та застосування інтелектуальних систем обробки і відображення інформації. Використання бронетехніки в якості тренажера дозволить заощадити фінансові кошти на розробку і закупівлю спеціалізованих навчальних засобів, забезпечить всім екіпажам можливість тренування в будь-який час у віртуальному бойовому просторі або в ході військових навчань з використанням технологій доповненої реальності.
Можна припустити, що реалізація вищевказаних рішень в частині підвищення ситуаційної обізнаності, оптимізації ергономіки кабін екіпажу і застосування високошвидкісних приводів наведення дозволять відмовитися від одного з членів екіпажу без втрати бойової ефективності, наприклад, можна поєднати посаду командира і навідника. Однак на командира бронемашини можуть бути покладені деякі інші перспективні завдання, про які ми поговоримо в наступному матеріалі.
Автор:Андрій МитрофановИспользованы фотографии:otvaga2004.ru, airwar.ru, topwar.ru, npovk.ru, sfw.ѕоСтатьи з цієї серії:Вогнева підтримка танків, БМПТ «Термінатор» і цикл OODA Джона Бойда
Бронетехніка проти піхоти. Хто швидше: танк або піхотинець?
Підвищення ситуаційної обізнаності екіпажів бойових броньованих машин