Тренуйся або помри: імітація нових загроз для ВПС США

Кожному мисливцеві знайома "мисливська лихоманка" – нервове збудження при першій зустрічі зі здобиччю. Наприкінці 1970-х років у пустелі Невада 4477-та випробувально-оціночна ескадрилья ВПС, яку прозвали "Червоними орлами", в умовах цілковитої секретності виставила ескадрилью радянських літаків, щоб льотчики-винищувачі могли зблизька побачити свою здобич і позбутися "лихоманки", яка мучила пілотів під час повітряної війни у В'єтнамі. Сьогодні міністерство ВПС має імітувати багато з цих загроз, аби ознайомити пілотів з найсучаснішими засобами ураження противника.

Фокус переклав статтю Метью Дж. Бредлі та Деніела Дж. Лехоскі про те, які загрози імітують для американських Повітряних сил.

Зараз точаться суперечки про те, чи достатньо тренувань у реальному польоті та синтетичних/віртуальних тестів, щоб забезпечити готовність ВПС битися і перемагати будь-якого супротивника в майбутньому. Суперечливі пропозиції про заміну бойових вильотів на вильоти з використанням тренажерів для зниження експлуатаційних витрат і витрат на технічне обслуговування заплутують пошуки адекватного балансу і співвідношення між цими двома середовищами. Існує розумна середина між проведенням випробувань і тренувань в умовах бойових польотів і тим, що можна виконати в змодельованому середовищі.

ВПС швидко наближаються до того моменту, коли реалістичні льотні випробування і тренування, орієнтовані на моделювання повітряних загроз з боку Китаю і Росії, стануть неможливими. Цей недолік частково пояснюється нездатністю фінансувати і закуповувати високоточні цілі в досить великій кількості, щоб адекватно представляти супротивника в конфлікті рівних. Спільне середовище імітаційного моделювання має потенціал для створення оперативно значущого загального синтетичного середовища, здатного заповнити цю прогалину. Простіше кажучи, спільне середовище моделювання являє собою безліч пов'язаних між собою мережевих тренажерів, що дають змогу пілотам різних літаків проходити спільну віртуальну підготовку. Якщо ВПС не розв'яжуть цю проблему і продовжать діяти по-старому, вони ризикують отримати сили без бойового досвіду, не готові до ведення бойових дій на високому рівні.

У той час як бойові вильоти і наявна розподілена синтетична мережа не здатні надати військовим оперативно значущий сценарій для випробувань і тренувань проти передових супротивників США, спільне середовище моделювання тепер дає можливість для реалістичних випробувань і тренувань. Спочатку ця платформа була розроблена для початкових оперативних випробувань і оцінки винищувача F-35 Joint Strike Fighter. Наразі вона розширюється і містить платформи, необхідні для проведення випробувань і тренувань в умовах протистояння із сильним супротивником. Якщо ВПС і ВМС продовжать розширювати сумісність середовища моделювання з наявними і майбутніми системами озброєнь, то льотчики отримають загальне синтетичне середовище для заповнення прогалин у навчанні та кращої підготовки до бойових дій.

Обмеження інфраструктури оперативних випробувань і навчання

Історично ВПС використовували винищувачі з екіпажем, що отримали назву "агресори", для забезпечення реалістичної бойової підготовки льотчиків на всіх етапах навчання. Однак відтворення високотехнологічних загроз за допомогою "агресорів" уже неможливе через розміри полігону, а також обмежені можливості щодо відтворення загроз, допуску до операцій у повному електромагнітному спектрі та збору інформації противником. Розміри американських військових полігонів обмежені безліччю чинників, які не залежать від Міністерства оборони. Розширити військовий повітряний простір за наявні межі практично неможливо через проблеми з екологією і перевантаженість національної повітряно-космічної системи.

Змінилися й умови ведення повітряного бою, а також методи підготовки пілотів. До впровадження радарів у сучасних винищувачах повітряний бій відбувався здебільшого в межах візуальної видимості (на відстані менше 8 км). У міру розвитку технологій зброї класу "повітря-повітря" ці відстані збільшувалися. Еволюція зброї і сенсорів типу "повітря-повітря" призвела до того, що дальність, з якої противник може відстежувати і уражати американські літаки, перевищує межі існуючого простору.

Аналогічним чином, під час першої війни в Перській затоці більшість боєприпасів класу "повітря-земля" виготовляли в конфігурації вільного падіння, що обмежувало дальність скидання бомб приблизно 16 км або менше. Наразі зброя з GPS-наведенням стала легшою і отримала окремі поверхні управління польотом, через що тих самих полігонів уже недостатньо для застосування боєприпасів класу "повітря-земля". Як приклад можна навести випробування і тренування протиракети класу "повітря-суходіл". Ця крилата ракета має дальність, що перевищує межі більшості полігонів. Під час тренувань зброю програмують на багаторазовий політ трасою над одним і тим самим районом для імітації довшої траєкторії польоту до цілі. Це випробування не є ні оперативним, ні реалістичним. Це також свідчить про ширшу проблему. У міру того, як США переходять до використання зброї великої дальності, оснащеної датчиками, що мають дивитися далеко за горизонт, буде дедалі важче реалістично моделювати бойові дії на американських полігонах з використанням бойової зброї.

Можливості противника також є проблемою, що ускладнює проведення випробувань. Нині дуже складно точно відтворити ланцюжок ураження противника як у якісному, так і в кількісному відношенні. Перша проблема, про яку писав на цих віртуальних сторінках Джон Крістіансон, – це відтворення можливостей Китаю і Росії в електромагнітному спектрі. Друга, більш нагальна, проблема полягає в можливості створення достатньої кількості вузлів і з'єднань для відтворення щільності та спектра загроз, які необхідні різним родам військ для реалістичного навчання. Сучасним літакам із розвиненими засобами радіоелектронної боротьби (наприклад, F-35, B-21, F-15EX) недостатньо однієї або двох імітаційних систем атаки електромагнітного спектра. Стресовим чинником для цих платформ і пілотів є багаторазове нашарування складних загроз на інтегровану систему ППО. Саме на цьому мають бути зосереджені випробування та навчання ВПС, а бойові вильоти вже не забезпечують реалістичних сценаріїв навчання.

Віртуальне рішення

Віртуальне рішення для навчання розробляється вже чотири десятиліття. Однак архітектура цих систем створена ще в 1980-х роках. У ній відсутні протоколи, що дають змогу відтворити можливості Китаю та Росії. Хоча розподілені мережі корисні для командно-штабних навчань, вони не можуть забезпечити якість обслуговування (пропускну спроможність і затримку), необхідну для підтримки сучасної інтеграції літаків і проведення випробувань і тренувань з радіоелектронної боротьби.

Швидкість передачі комп'ютерних даних на різні відстані є суттєвим чинником. Обсяг інформації, що передається між сучасними літаками, і вимога до практично миттєвого об'єднання даних означають, що високоякісні синтетичні тренування неможливо розподілити на великі відстані. Тому потрібна єдина локація, яка могла б краще зімітувати обмін даними між реальними літаками. За оцінками, вимоги до затримки під час проведення випробувань і тренувань з інтеграції та радіоелектронної боротьби становлять менше ніж 1,5 мілісекунди, а середня виміряна затримка в наявних розподілених мережах становить 55 мілісекунд в обидва боки.

Крім того, при використанні сучасних розподілених мереж не існує синтетичного середовища, спільного для всіх підключених платформ. Тому доводиться інтегрувати безліч пропрієтарних середовищ і відповідного програмного забезпечення. Змусити пропрієтарне ПЗ "розмовляти одне з одним" непросто за визначенням. У результаті якість віртуального навчання знижується до рівня неактуальності. Розподілені мережі також не дають змоги забезпечити безперешкодну взаємодію кількох рівнів безпеки на пов'язаних платформах. Наявна нині система синтетичних розподілених мереж не дає змоги реалізувати сценарій протистояння агресорам, що імітують військовий потенціал Росії та Китаю.

Навчання з урахуванням загрози

У минулому синтетичну підготовку використовували здебільшого для відпрацювання базових завдань, як-от зліт/посадка, аварійні процедури і тактика застосування окремих систем озброєння, а бойову репрезентативну комплексну підготовку проводили під час льотних навчань типу Red Flag на полігоні Нелліс (Nellis Test and Training Range). Такий підхід недостатній для підготовки до бойових дій з імітацією високоефективного супротивника через обмеження, що накладаються бойовими вильотами, а також зростаючу залежність від радіоелектронної боротьби і діями супротивника в декількох доменах.

Такий зсув у веденні бойових дій вимагає створення синтетичного навчального середовища для розв'язання навчальних завдань з радіоелектронної боротьби та інтеграції. Мета полягає в тому, щоб дати можливість військовослужбовцям навчитися тактики, яка знадобиться їм для перемоги в майбутньому бою. Наприклад, засоби радіоелектронної боротьби космічного базування є критично важливими для виконання будь-якого завдання в сучасному бою, але можливість їхньої інтеграції в реальні навчальні процеси, крім вигаданих "білих карт", практично неможлива через вимоги безпеки та повноважень, необхідних для їхнього використання. Спільне середовище моделювання необхідне для того, щоб надати бійцям можливість навчитися інтегрувати засоби радіоелектронної боротьби в повітряному і космічному просторі, не обмежуючись прочитанням інформації про ці можливості. Надалі для того, щоб надати військовослужбовцям "перші 10 бойових завдань" – основу успіху ВПС США після В'єтнаму, – потрібне виконання цих завдань у спільному імітаційному середовищі.

Наприклад, Школа озброєнь ВПС США провела аналіз розподілу навчальних ресурсів, унаслідок якого навчальні завдання було розподілено за місцями проведення занять, реальними чи синтетичними, які забезпечували найбільшу достовірність поставлених навчальних завдань. За результатами аналізу командування вирішило, що синтетичні тренування в об'єднаному середовищі моделювання та в Центрі віртуальних бойових дій забезпечують вищу якість і кількість тренувань із відпрацювання темпу повітряного бою та інтеграції кількох систем. Замість того, щоб тренуватися на літаках четвертого покоління, що імітують малопомітні платформи п'ятого покоління, на застарілих зенітно-ракетних комплексах, що зображають сучасні ракети ППО, та на пікапах Ford, які копіюють ракетні комплекси на полігоні, чи в застарілій архітектурі розподілених операцій, курсанти отримали змогу навчатися на високоякісних синтетичних майданчиках, вступаючи в бій із багатодоменним ланцюжком ураження та проти нього. Повторювані дії у спільному імітаційному середовищі та Центрі віртуальних бойових дій дали змогу учням виконати 82 високоякісні навчальні місії за вісім днів до виконання основної місії проти імітованих супротивників, відтворених бойовою системою Aegis ВМС США та літаками F-35 противника. Коефіцієнти ураження покращилися в 12 разів порівняно з попередніми класами, які не мали змоги тренуватися у спільному імітаційному середовищі та Центрі віртуальних бойових дій – і, що найголовніше, виконання завдання студентами привело до перемоги.

Підбір оптимального місця проведення занять шляхом виконання навчальних завдань з повітряного бою у віртуальному бойовому центрі дав змогу Школі озброєнь зосередити навчання в реальних умовах на виконанні завдань із керівництва польотами, що найкраще вирішуються в повітрі. Навчання керівництва розрізненими операціями на відстані в тисячі кілометрів і можливість поновлення вогню і впливу посеред ночі в зручний для нас час і в зручному місці вимагають від курсантів використання умов бойових польотів. Раніше цими уроками нехтували, оскільки в реальних умовах навчання основна увага приділялася бойовій підготовці в повітрі, а не тиранії відстаней і завданням керівництва польотами. Пристосовуючи навчання до місця проведення занять з найкращою якістю, ми можемо більш ефективно і результативно навчати курсантів тих завдань, які, на думку командувача, вони повинні будуть вирішувати в першому бойовому вильоті і перемагати.

Тестування в умовах загрози

Попри те, що під час проведення випробувань на найвищому рівні секретності важко бездоганно відтворити реальні обставини в синтетичному середовищі, не менш важливо, щоб випробувальний підрозділ ВПС використовував результати синтетичних випробувань для створення найактуальнішого і найбільш всеосяжного випробувального середовища. Існує побоювання, що випробування і тренування, а отже, результати і висновки будуть ґрунтуватися на помилкових припущеннях щодо можливостей противника, оскільки ідеальну модель створити неможливо. Однак уже зазначені обмеження на проведення випробувань і полігони не дозволяють ВПС створити ідеальний сценарій бойових польотів для випробувань і оцінки. Занадто багато організацій чекають ідеального рішення в галузі моделювання та імітації, яке замінить бойові вильоти. Тестувальний центр може вже сьогодні використовувати результати синтетичних випробувань для відпрацювання потенційних тактик, методик і процедур, а потім застосовувати ці конкретні уроки в ретельно продуманих хореографічних місіях у повітрі для перевірки.

Порівняння результатів відкритих і синтетичних випробувань підвищує довіру до обох методів, якщо вони збігаються. Віртуальні випробування направляють конкретні сценарії польотів у реальному часі, які потім підтверджують, що віртуальні моделі статистично не відрізняються від випробувань у реальності. Коли віртуальні та реальні показники доповнюють один одного, результати синтетичного середовища можна екстраполювати для збільшення загального числа випробувань, спрямованих на досягнення поставленої мети. Таке поєднання "живого польоту" і моделювання дасть змогу зменшити надмірну залежність від кожного з цих середовищ і скоротити час проведення польових випробувань. На початковому етапі переважатимуть випробування наживо. Однак з часом, у міру зростання довіри до синтетичного середовища і моделей, баланс змінюватиметься. Як і у випадку з навчальними програмами, у генеральних планах проведення випробувань необхідно передбачити гнучкість.

Прикладами використання синтетичних середовищ для прискореного нарощування можливостей як у сфері випробувань, так і в сфері навчання є зусилля з розширення доступу до спільного середовища моделювання та модернізації віртуального центру випробувань і навчання для проведення імітаційних тренувань на базі ВПС Нелліс. Однак для досягнення такого рівня ефективності випробувань Міністерство ВПС має визначити пріоритетність ресурсів і вимагати інтеграції всіх моделей літаків і озброєння в спільне середовище моделювання. Для створення віртуального центру випробувань і навчання необхідно провести роботу із закупівель і програмування, яка дасть змогу сконцентрувати максимальну кількість ресурсів, а не "розмазувати арахісове масло" за кількома різними напрямами. Спільне середовище моделювання та віртуальний навчально-випробувальний центр забезпечать об'єднаним силам можливість прискорити випробування.

Інфраструктура оперативних випробувань і навчання, що використовується сьогодні, заснована на рішеннях, прийнятих після В'єтнаму, щоб забезпечити бійцям вирішальну перевагу в бою. Полігони Red Flags, Nevada Test and Training Range і колишня 4477-та ескадрилья випробувань і оцінювання "Red Eagles" займалися підвищенням можливостей проведення бойових випробувань і тренувань, забезпечивши асиметричну перевагу ВПС США протягом понад 40 років. Інвестиційна стратегія була успішною, однак обмеження, пов'язані з проведенням випробувань і тренувань у реальних умовах, вимагають зміни балансу, щоб забезпечити майбутній успіх для Міністерства ВПС і Міністерства оборони загалом. Перерозподіл ресурсів з урахуванням відповідних переваг "живих" польотів і спільного імітаційного середовища необхідний для того, щоб забезпечити військовослужбовцям таку ж розкіш реалістичних випробувань і тренувань, яку мали льотчики минулого.

Про авторів

Метью Дж. Бредлі – полковник, командир 53-го авіакрила, авіабаза Еглін, штат Флорида.

Деніел Дж. Лехоскі – полковник, колишній комендант Школи озброєнь ВПС США на авіабазі Нелліс, штат Невада, і майбутній командир 53-го авіакрила, авіабаза Еглін, штат Флорида.