Главная Pentagonus Регистрация

Вход




Приветствую Вас Гость | RSS Среда, 07.12.2016, 00:49
Ключевые слова
В. Спирин, Zumwalt, Замволт, DDG-1000

Ключевой партнёр
Академия военных наук РФ
Академия военных наук РФ

Категории каталога
ВМС общие вопросы [153]
Флот [140]
Авиация [87]
Морская пехота [77]
Уставы и руководства [7]
вооружение [86]
снаряжение [18]
Боевые операции [33]
Структура и организация [110]
Стратегия и тактика [74]
Техническое обеспечение [98]
История [24]
ТТХ [12]
НИОКР [83]

Поиск


Наш опрос
Who is more wise President of the United States?
Всего ответов: 405
Статистика

Rambler's Top100

Онлайн всего: 6
Гостей: 6
Пользователей: 0

Top secret


Translate.Ru PROMT©
Главная » Статьи » ВМС » Флот

Программа создания эсминцев УРО нового поколения типа "Замволт" для ВМС США ч2 (2014)

Программа создания эсминцев УРО нового поколения типа "Замволт" для ВМС США

Капитан 1ранга В. Спирин,
капитан 2 ранга Д. Василевский,
капитан Е. Леонов,
капитан-лейтенант А. Строгов

Первая часть статьи была посвящена истории создания американского ЭМ УРО нового поколения типа "Замволт" (DDG-1000), особенностям его корпусной конструкции, корабельной энергетической установки. Во второй части рассказывается об общекорабельной вычислительной среде (единой информационно-управляющей системе), радиолокационной системе DBR, а также об универсальной установке вертикального пуска PVLS.

Общекорабельная вычислительная среда (единая информационно-управляющая система).

При разработке ЭМ УРО типа "Замволт" особое внимание было уделено повышению уровня автоматизации и созданию общекорабельной иерархической информационно-управляющей инфраструктуры, построенной на принципах распределенных компьютерных сетей (с центральным компьютером - серверами, расположенными в специальных контейнерах, управляющим распределением ресурсов и централизованным доступом к данным, использованием общих протоколов обмена данными), с применением волоконно-оптических линий связи (единая шина данных).

Местоположение модулей аппаратного обеспечения на борту ЭМ УРО типа "Замволт"
Внешний вид малого модуля аппаратного обеспечения: 1 - вентиляторный доводчик (для местной рециркуляции и подачи смеси внутреннего и наружного воздуха); 2 - система кондиционирования воздуха; 3 - корпус контейнера с встроенными фильтрами электромагнитного излучения; 4 - панели ввода/вывода данных; 5 - панели подвода электропитания
Внутренняя и внешняя компоновка малого модуля аппаратного обеспечения: 1 - стандартная стойка радиоэлектроники (ячеечный сервер); 2 - панели ввода/вывода данных; 3 - система кондиционирования воздуха; 4 - вентиляторный доводчик (для местной рециркуляции и подачи смеси внутреннего и наружного воздуха); 5 - распределительный щит системы электропитания; 6 - съемная панель для монтажа; 7 - кабельный канал; 8 - дверь с кодовым замком; 9 - противоударные монтажные опоры
Автоматизированный главный командный пункт ЭМУРО типа "Замволт"
Расположение радиолокационной системы DBR на надстройке ЭМ УРО тина "Замволт". Расположение АФАР многофункциональной РЛС AN/SPY-3 показано красным квадратом, а АФАР РЛС обнаружения воздушных целей AN/SPY-4 - синим
Компоновка ракетного и артиллерийского вооружения на ЭМ УРО типа "Замволт"

Такая система предусматривает согласованное функционирование автоматизированных систем освещения воздушной, надводной и подводной обстановки, боевого управления, связи, радиоэлектронной разведки и борьбы, контроля состояния систем и механизмов, а также управления кораблем и его техническими средствами.
Единая информационно-управляющая система (ИУС) является первым крупномасштабным проектом электронной системы с открытой архитектурой, реализованным на надводном корабле ВМС США.

Внедрение данной системы позволит значительно увеличить уровень автоматизации, в результате чего на 70 % снизятся рабочие нагрузки на экипаж, а его численность сократится до 148 человек, включая персонал авиагруппы (АГ), которая по сравнению с АГ эсминца УРО типа "О. Бёрк" подсерии 2А увеличится с 22 до 28 человек.

По предварительным оценкам (в ценах 2004 года), годовое содержание экипажа ЭМ УРО типа "Замволт" обойдется почти в 6 млн долларов, а эсминца типа "О. Бёрк" подсерии 2А (300 человек) - не менее чем в 17 млн. Таким образом, за счет повышения уровня автоматизации и, как следствие, сокращения численности экипажа (более чем на 50 %) средняя экономия денежных средств на один корабль в год, по расчетам американских специалистов, составит около 11 млн долларов, а за 35 лет эксплуатации - до 385 млн.

В единой информационно-управляющей системе ЭМ УРО типа "Замволт" применяется обычная коммерческая электроника. В основном это малогабаритные ячеечные серверы производства компании "Ай Би Эм", которые используют операционную систему "Ред Хэт Линакс" (Red Hat Linux) фирмы "Линакс Вокс". Они заключены в защищенные от ударов и вибрации модули аппаратного обеспечения (контейнеры-серверные), разработанные компанией "Рейтеон". Перед установкой на корабль они полностью комплектуются и тестируются на заводе.
В единую ИУС корабля входят 16 модулей аппаратного обеспечения (ЕМЕ -Electronic Modular Enclosure) четырех типов в зависимости от МГХ. Они состоят из набора ячеечных серверов РРС7А и PPC7D с единым программным обеспечением и стандартным "коммерческим интерфейсом". Общее количество серверных стоек 236, а процессорных устройств - 327. Система в целом включает до 1 890 сетевых устройств.

Модули аппаратного обеспечения, разработанные специально для установки на ЭМ типа "Замволт", являются по существу контейнерами четырех типов различного габарита, в которых размещаются стойки с ячеечными серверами. Это мини-контейнеры размером 5,50х2,13х2,27 м, малые - 7,62х3,6х2,27 м, средние - 9,14х3,6х2,27 м и большие -10,67х3,6х2,27 м.

Модули имеют автономное кондиционирование и системы водяного охлаждения электроники, защиту от перегрузки по электропитанию, отстройку от вибрации как каждой серверной стойки, так и всего контейнера, а за счет специальных панелей корпуса контейнера с встроенными фильтрами защиту от внешнего электромагнитного излучения и электромагнитных импульсов корабельных РЛС, а также других излучателей, создающих помехи работе радиоэлектронного оборудования, размещенного в модуле.

Кроме того, панели корпуса обеспечивают тепло- и звукоизоляцию внутреннего пространства модуля аппаратного обеспечения, а система кондиционирования модуля - комфортные температуру и влажность для работы электронного оборудования. Кодовые замки входных дверей предотвращают несанкционированный доступ к аппаратуре, расположенной в контейнере.

Наличие защитных контейнеров позволяет использовать на кораблях коммерческую электронику и коммерческие стандарты вместо дорогостоящей электроники, разрабатываемой ранее специально под военные нужды индивидуально для каждого корабля. Например, на линейных кораблях типа "Айова" при стрельбе АУ главного калибра приходилось выключать все небоевые электронные системы во избежание поломки их аппаратного обеспечения. Отдельные боевые электронные системы имели защиту от ударов и вибрации, что увеличивало их МГХ, закупочную стоимость, трудоемкость обслуживания и, соответственно, его стоимость. Открытая архитектура построения модулей и использование коммерческих стандартов позволяют при необходимости реконфигурировать контейнеры под определенные требования (применять их на других НК и ГШ), что снижает закупочную стоимость и затраты на модернизацию, а также упрощает тестирование систем.

Всего на ЭМ 16 модулей электроники различного размера, которые отдельно либо по нескольку единиц размещаются в специальных отсеках, распределенных по кораблю в целях повышения живучести системы. Четыре больших модуля расположены в корпусе эсминца вблизи антенных систем радиоэлектронного вооружения, один средний и два мини-модуля - в надстройке. Девять остальных (малых) модулей распределены в корпусе по четырем противопожарным зонам.

Единая ИУС эсминца УРО типа "Зам-волт" распределена на зоны. Волоконно-оптической и проводной линиями связи посредством интернет-протоколов TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol) объединены все корабельные системы. Внутрикорабельная связь осуществляется с помощью IP-телефонии за исключением аварийной системы связи, использующей обычные телефонные аппараты. Для упрощения обслуживания корабельных систем и решения ряда других задач предусмотрены дополнительные беспроводные точки доступа к общекорабельной компьютерной сети.

В состав единой информационно-управляющей системы входят два пункта управления - главный (SMC - Ship Mission Center) и запасной (SSMC -Secondary Ship Mission Center). Ha корабле отсутствуют отдельные радиорубка, пост энергетики и живучести, посты управления и т. п. Все они сведены в автоматизированный главный командный пункт (ГКП). Корабельные системы (боевые и обеспечивающие) в штатном режиме управляются из ГКП, который расположен в носовой части надстройки. На случай возникновения нештатной ситуации в кормовой части корабля предусмотрен запасной командный пункт. На передней переборке ГКП расположены три широкоэкранных монитора, на которых отображается тактическая обстановка (надводная и воздушная) на морском театре и прилегающем сухопутном ТВД, необходимая для командира корабля. Всего на ГКП и ЗКП размещено 35 таких мониторов.

В состав обоих командных пунктов входят 43 автоматизированных рабочих места операторов, каждое из которых представляет собой специально разработанную стандартную систему OJ-827, используемую на всех современных НК ВМС США, строящихся и модернизируемых. Эта система, пришедшая на смену устаревшей консоли Q70, названа общей системой отображения данных CDS (Common Display System).

Консоль CDS состоит из двух частей, в каждой из которых используется коммерческое оборудование, адаптированное для военных нужд посредством различных монтажных узлов, снижающих воздействие вибрации и ударных нагрузок (крепление интерфейсных устройств на модуле рабочего стола оператора, специальный модуль системного блока и т, п.). Первая часть - модуль рабочего стола оператора, включающий три широкоэкранных ЖК-монитора, индикаторные панели с сенсорным управлением, джойстик, шаровой манипулятор, клавиатуру и панели связи. Вторая часть - это модуль усиленного от ударных нагрузок системного блока с управляющим компьютером на базе четырехъядерного процессора "Интел", размещенный под рабочим столом оператора. Он состоит из графического процессора, обеспечивающего параллельную визуализацию графического изображения информации, поступающей от различных систем корабля, и из процессорных элементов.

Среди многочисленных направлений совершенствования средств отображения и регистрации данных приоритетными являются:
- переход на плазменные цветные дисплеи с сенсорным управлением (тактильные) с высоким разрешением и возможностью многооконного (одновременно до 16 всплывающих окон) представления информации, что позволяет упростить процессы отображения и анализа сложной тактической обстановки, а также распознавания и сопровождения групповых целей на фоне локальных помех;
- расширение функционально-логических возможностей средств отображения, в том числе по компиляции и корреляции данных в разных форматах и от различных источников, с целью повышения адаптивности формирования обобщенной картины тактической обстановки в масштабе времени, близком к реальному.

Таблица 1 Основные ТТХ РЛС AN/SPY-3 и AN/SPY-4 в составе радиолокационной системы DBR

Характеристика AN/SPY-3 AN/SPY-4
Максимальная дальность обнаружения целей, км 200-300 400-500'
Количество сопровождаемых целей до 1000 до 1 000
Тип антенны Неподвижная АФАР Неподвижная АФАР
Диапазон рабочих частот, МГц 8 000-12 000 2 000-4000
Потребляемая мощность, кВт

2 0001

1 Оценочные данные.

Радиолокационная система DBR (Dual Band Radar). В августе 2004 года на совместном совещании командования ВМС США, представителей научно-исследовательского отдела Пентагона и ведущих судостроительных фирм, участвующих в этой программе, было принято решение о создании для эсминцев нового поколения, разрабатываемого в рамках программы DD(X), двухдиапазонной РЛС вместо двух однодиапазонных, как планировалось ранее. В этих целях с фирмой "Рейтеон" - головным подрядчиком - был заключен контракт на разработку РЛС с АФАР, обеспечивающей при работе в диапазоне частот 2-4 ГГц решение задач обнаружения надводных и воздушных целей (ВЦ) на дальности до 460 км, а в диапазоне 8-12 ГГц - малоразмерных низколетящих воздушных и скоростных надводных целей, береговых ракетных и артиллерийских батарей, а также выдачу целеуказаний и наведение корабельных ЗУР.

Технический проект двухдиапазонной радиолокационной системы DBR был утвержден в ноябре 2009 года, а в 2012-м завершились ее испытания. Такая РЛС будет использоваться также и на АВМА нового поколения типа "Форд" (CVN-78). Пока не началось строительство второго корпуса АВМА нового поколения - "Джон Кеннеди" (CVN-79), сокращение серии эсминцев УРО типа "Замволт" вызвало четырехлетний перерыв в производстве станций.

В состав радиолокационной системы DBR входят многофункциональная РЛС AN/SPY-3 (MFR - Multifunction Radar) 3-см диапазона длин волн (Х-диапазона, 8-12 ГГц) производства компании "Рейтеон" и РЛС обнаружения ВЦ AN/SPY-4 (VSR - Volume Search Radar) 10-см диапазона (S-диапазона, 2-4 ГГц, разработанная "Локхид-Мартин".

Антенная система каждой РЛС на ЭМ УРО типа "Замволт" включает три активные фазированные антенные решетки - АФАР (по две в передней части надстройки и по одной в задней).

Фазированная антенная решетка (2,72х2,08 м) AN/SPY-3 состоит из 5000 излучателей, возбуждаемых 625 восьмиканальными приемопередающими модулями. На эту АФАР возлагаются задачи управления оружием (радиокомандное наведение и подсвет целей), поиска, обнаружения и сопровождения низколетящих и надводных целей, в том числе малоразмерных на уровне горизонта (перископы ГШ, ПКР, БЛА), навигационного обеспечения и управления полетами авиации.

Станция будет способна решать задачу засечки позиций береговой артиллерии. Соответствующий режим работы аналогичен реализованному в станции артиллерийской разведки AN/TPQ-37. На авианесущих кораблях возможно решение дополнительной задачи - обеспечение полетов.

В АФАР AN/SPY-4 (4,06х3,86 м) используются 2 688 приемопередающих модулей, каждый из которых возбуждает один излучающий элемент. С целью уменьшения ЭПР антенны выбрана прямоугольная форма решетки, где активные элементы расположены в средней части овальной формы, а угловые участки заполнены элементами, нагруженными на согласованные нагрузки. Станция должна контролировать воздушное пространство на значительной дальности, обнаруживать и сопровождать ВЦ и ПКР на больших высотах, а также наводить ЗУР.

За управление работой РЛС SPY-3 и SPY-4 и вторичную обработку информации отвечает единая система, которая входит в единую информационно-управляющую систему корабля (TSCE).

В июне 2010 года было объявлено о реструктуризации программы, согласно которой, в целях экономии 300 млн долларов при строительстве трех кораблей, на ЭМ УРО типа "Замволт" будет установлена только модернизированная многофункциональная РЛС AN/SPY-3. Для AN/ SPY-4 предусматривается лишь зарезервировать место в связи с возможным ее размещением на эсминцах этого типа в перспективе.

Универсальная установка вертикального пуска (УВП) PVLS. В настоящее время в ВМС США все эсминцы типа "О. Бёрк" вооружены универсальной УВП Мк 41, которая на сегодняшний день считается одной из самых совершенных пусковых систем в мире. Она обеспечивает погрузку, хранение, предстартовую подготовку и пуск КР "Томахок", ПКР "Гарпун", ПЛУР "Асрок", а также ЗУР "Стандарт" и "Си Спарроу" различных модификаций.

Таблица 2 Основные ТТХ модулей УВП Мк 41 и Мк 57
Характеристика Тип модуля
Ударный модуль УВП Мк 41 Стандартный модуль УВП Мк57
Количество ячеек в модуле, шт 8(4x2) 4(1x4)
Масса модуля, т 14,5 15,2
Высота модуля, м 7,7 7,92
Габариты, занимаемые на палубе корабля, м 3,4x2,54 4,3x2,2
Длина штатного контейнера, м 6,7 7,2
Размер поперечного сечения контейнера, м 0,64x0,64 0,71 х0,71

Несмотря на все достоинства, удобство использования и универсальность УВП Мк 41, при разработке кораблей этого типа возникла необходимость создания принципиально новой системы пуска. В частности, на базе данной установки для эсминцев УРО нового поколения типа "Замволт" разработана универсальная установка вертикального пуска Мк 57. В ходе ее создания широко использовались принципы открытой архитектуры построения.

Как видно из таблицы 2, увеличение внутреннего объема ячейки модуля УВП Мк 57 позволит при разработке перспективных образцов морского оружия не ограничиваться стандартными размерами поперечного сечения и высотой ячейки универсальной УВП Мк 41.

Использование специальных электронных блоков в пусковом контейнере (CEU - Canister Electronic Unit) обеспечило реализацию принципа "любая ячейка - любая ракета". Иными словами, разработчикам ставилась задача по адаптации модулей новой УВП для любых систем морского оружия, как состоящих на вооружении ВМС США, так и разрабатываемых. Открытая архитектура даст возможность существенно снизить стоимость интеграции систем управления и программного обеспечения нового оружия в УВП.

Контракт на разработку УВП Мк 57 был заключен с компанией "Рейтеон" в 2002 году. Особо отмечается инновационное решение по переферийному расположению УВП (PVLS - Peripheral Vertical Launch System). Блоки установки размещены "периферийно" (вдоль бортов) -12 в носовой части корабля (перед надстройкой, по шесть по правому и левому борту) и восемь в кормовой (за надстройкой, дальше ангара, по четыре блока справа и слева от вертолетной площадки).

Подобное конструкционно-схемное решение позволило скомпоновать носовую оконечность таким образом; чтобы высвободить пространство внутри корпуса для размещения двух башен АУ с элеваторами и погребами боезапаса последовательно друг за другом по диаметральной плоскости. Кроме того, примененная компоновочная схема снижает вероятность детонации и, следовательно, потери всего боекомплекта батареи ракет при подрыве одного из четырех ракетных погребов. Это также повышает живучесть ЭМ за счет уменьшения мощности взрыва при попадании средств поражения в отдельные батареи.

Коффердамы подпалубного пространства, в которых размещены УВП, усилены броневыми плитами. Такая конструкция, по мнению разработчиков, должна предотвратить распространение взрывной волны в направлении внутреннего пространства корпуса корабля при попадании ПКР или снарядов противника в УВП.

Для испытаний новой УВП были изготовлены полномасштабный модуль массой 162 т и несущая конструкция, имитирующая часть обшивки и внутреннего объема корпуса корабля. В ходе них оценивалась живучесть установки при взрыве боезапаса и давались рекомендации по оптимизации конструкции УВП и корпуса. Испытания системы показали, что при внутреннем взрыве боезапаса основная часть образуемой при этом энергии направляется в сторону от корпуса, что позволяет минимизировать повреждения оборудования, расположенного во внутренних отсеках корабля, смежных с поврежденным коффердамом.

Кроме того, намечается усовершенствовать систему отвода выхлопных газов ракетного двигателя, а также полностью отказаться от дорогостоящей и достаточно сложной в эксплуатации системы орошения/затопления в модуле УВП.

(Окончание следует)

* Начало см.: Зарубежное военное обозрение. - 2014. - № 7. - С. 81-92.

Зарубежное военное обозрение. 2014, №10, С. 81-88

Категория: Флот | Добавил: pentagonus (29.11.2014) | Автор: апитан 1ранга В. Спириц

Просмотров: 2053 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0

avatar


Copyright MyCorp © 2016

Рейтинг Военных Ресурсов