Тренируйся или умри: имитация новых угроз для ВВС США

Каждому охотнику знакома "охотничья лихорадка" – нервное возбуждение при первой встрече с добычей. В конце 1970-х годов в пустыне Невада 4477-я испытательно-оценочная эскадрилья ВВС, прозванная "Красными орлами", в обстановке полной секретности выставила эскадрилью советских самолетов, чтобы летчики-истребители могли вблизи увидеть свою добычу и избавиться от "лихорадки", мучившей пилотов во время воздушной войны во Вьетнаме. Сегодня американское Министерство ВВС должно имитировать многие из этих угроз, чтобы ознакомить пилотов с самыми современными средствами поражения противника.

Фокус перевел статью Мэтью Дж. Брэдли и Дэниела Дж. Лехоски о том, какие угрозы имитируют для американских Воздушных сил.

Сейчас ведутся споры о том, достаточно ли тренировок в реальном полете и синтетических/виртуальных тестов, чтобы обеспечить готовность ВВС сражаться и побеждать любого противника в будущем. Спорные предложения о замене боевых вылетов на вылеты с использованием тренажеров для снижения эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание запутывают поиски адекватного баланса и соотношения между этими двумя средами. Существует разумная середина между проведением испытаний и тренировок в условиях боевых полетов и тем, что можно выполнить в смоделированной среде.

ВВС быстро приближаются к тому моменту, когда реалистичные летные испытания и тренировки, ориентированные на моделирование воздушных угроз со стороны Китая и России, станут невозможными. Этот недостаток частично объясняется неспособностью финансировать и закупать высокоточные цели в достаточно большом количестве, чтобы адекватно представлять противника в равном конфликте. Совместная среда имитационного моделирования обладает потенциалом для создания оперативно значимой общей синтетической среды, способной заполнить этот пробел. Проще говоря, совместная среда моделирования представляет собой множество связанных между собой сетевых тренажеров, позволяющих пилотам различных самолетов проходить совместную виртуальную подготовку. Если ВВС не решат эту проблему и продолжат действовать по старинке, они рискуют получить силы без боевого опыта, не готовые к ведению боевых действий на высоком уровне.

В то время как боевые вылеты и существующая распределенная синтетическая сеть не способны предоставить военным оперативно значимый сценарий для испытаний и тренировок против передовых противников США, совместная среда моделирования теперь дает возможность для реалистичных испытаний и тренировок. Изначально эта платформа была разработана для первоначальных оперативных испытаний и оценки истребителя F-35 Joint Strike Fighter. В настоящее время она расширяется и включает в себя платформы, необходимые для проведения испытаний и тренировок в условиях сильного противоборства. Если ВВС и ВМС продолжат расширять совместимость среды моделирования с существующими и будущими системами вооружений, то летчики получат общую синтетическую среду для восполнения пробелов в обучении и лучшей подготовки к боевым действиям.

Ограничения инфраструктуры оперативных испытаний и обучения

Исторически ВВС использовали истребители с экипажем, получившие название "агрессоры", для обеспечения реалистичной боевой подготовки летчиков на всех этапах обучения. Однако воспроизведение высокотехнологичных угроз с помощью "агрессоров" уже невозможно из-за размеров полигона, а также ограниченных возможностей по воспроизведению угроз, допуска к операциям в полном электромагнитном спектре и сбора информации противником. Размеры американских военных полигонов ограничены множеством факторов, не зависящих от Министерства обороны. Расширить военное воздушное пространство за пределы существующих границ практически невозможно из-за проблем с экологией и перегруженности национальной воздушно-космической системы.

Изменились и условия ведения воздушного боя, а также методы подготовки пилотов. До внедрения радаров в современные истребители воздушный бой происходил в основном в пределах визуальной видимости (на расстоянии менее 8 км). По мере развития технологий оружия класса "воздух-воздух" эти расстояния увеличивались. Эволюция оружия и сенсоров типа "воздух-воздух" привела к тому, что дальность, с которой противник может отслеживать и поражать американские самолеты, превышает пределы существующего пространства.

Аналогичным образом, во время первой войны в Персидском заливе большинство боеприпасов класса "воздух-земля" изготавливались в конфигурации свободного падения, что ограничивало дальность сброса бомб примерно 16 км или менее. В настоящее время оружие с GPS-наведением стало более легким и получило отдельные поверхности управления полетом, из-за чего тех же полигонов уже недостаточно для применения боеприпасов класса "воздух-земля". В качестве примера можно привести испытания и тренировки противоракеты класса "воздух-поверхность". Эта крылатая ракета имеет дальность, превышающую границы большинства полигонов. В ходе тренировок оружие программируется на многократный полет по трассе над одним и тем же районом для имитации более длинной траектории полета к цели. Данное испытание не является ни оперативным, ни реалистичным. Это также свидетельствует о более широкой проблеме. По мере того как США переходят к использованию оружия большой дальности, оснащенного датчиками, которые должны смотреть далеко за горизонт, будет все труднее реалистично моделировать боевые действия на американских полигонах с использованием боевого оружия.

Возможности противника также являются проблемой, осложняющей проведение испытаний. В настоящее время очень сложно точно воспроизвести цепочку поражения противника как в качественном, так и в количественном отношении. Первая проблема, о которой писал на этих виртуальных страницах Джон Кристиансон, – это воспроизведение возможностей Китая и России в электромагнитном спектре. Вторая, более насущная, проблема заключается в возможности создания достаточного количества узлов и соединений для воссоздания плотности и спектра угроз, которые необходимы различным родам войск для реалистичного обучения. Современным самолетам с развитыми средствами радиоэлектронной борьбы (например, F-35, B-21, F-15EX) не достаточно одной или двух имитационных систем атаки электромагнитного спектра. Стрессовым фактором для этих платформ и пилотов является многократное наслоение сложных угроз на интегрированную систему ПВО. Именно на этом должны быть сосредоточены испытания и обучение ВВС, а боевые вылеты уже не обеспечивают реалистичных сценариев обучения.

Виртуальное решение

Виртуальное решение для обучения разрабатывается уже четыре десятилетия. Однако архитектура этих систем создана еще в 1980-х годах. В ней отсутствуют протоколы, позволяющие воспроизвести возможности Китая и России. Хотя распределенные сети полезны для командно-штабных учений, они не могут обеспечить качество обслуживания (пропускную способность и задержку), необходимое для поддержки современной интеграции самолетов и проведения испытаний и тренировок по радиоэлектронной борьбе.

Скорость передачи компьютерных данных на различные расстояния является существенным фактором. Объем информации, передаваемой между современными самолетами, и требование к практически мгновенному объединению данных означают, что высококачественные синтетические тренировки невозможно распределить на большие расстояния. Поэтому требуется единая локация, которая могла бы лучше сымитировать обмен данными между реальными самолетами. По оценкам, требования к задержке при проведении испытаний и тренировок по интеграции и радиоэлектронной борьбе составляют менее 1,5 миллисекунды, а средняя измеренная задержка в существующих распределенных сетях составляет 55 миллисекунд в обе стороны.

Кроме того, при использовании современных распределенных сетей не существует синтетической среды, общей для всех подключенных платформ. Поэтому приходится интегрировать множество проприетарных сред и соответствующего программного обеспечения. Заставить проприетарное ПО "разговаривать друг с другом" непросто по определению. В результате качество виртуального обучения снижается до уровня неактуальности. Распределенные сети также не позволяют обеспечить беспрепятственное взаимодействие нескольких уровней безопасности на связанных платформах. Существующая в настоящее время система синтетических распределенных сетей не позволяет реализовать сценарий противостояния агрессорам, имитирующим военный потенциал России и Китая.

Обучение с учетом угрозы

В прошлом синтетическая подготовка использовалась в основном для отработки базовых задач, таких как взлет/посадка, аварийные процедуры и тактика применения отдельных систем вооружения, а боевая репрезентативная комплексная подготовка проводилась в ходе летных учений типа Red Flag на полигоне Неллис (Nellis Test and Training Range). Такой подход недостаточен для подготовки к боевым действиям с имитацией высокоэффективного противника в силу ограничений, накладываемых боевыми вылетами, а также растущей зависимости от радиоэлектронной борьбы и действиями противника в нескольких доменах.

Такой сдвиг в ведении боевых действий требует создания синтетической учебной среды для решения учебных задач по радиоэлектронной борьбе и интеграции. Цель состоит в том, чтобы дать возможность военнослужащим обучиться тактике, которая потребуется им для победы в будущем бою. Например, средства радиоэлектронной борьбы космического базирования критически важны для выполнения любой задачи в современном бою, но возможность их интеграции в реальные учебные процессы, помимо вымышленных "белых карт", практически невозможна из-за требований безопасности и полномочий, необходимых для их использования. Совместная среда моделирования необходима для того, чтобы предоставить бойцам возможность научиться интегрировать средства радиоэлектронной борьбы в воздушном и космическом пространстве, не ограничиваясь прочтением информации об этих возможностях. В дальнейшем для того, чтобы предоставить военнослужащим "первые 10 боевых задач" – основу успеха ВВС США после Вьетнама, – потребуется выполнение этих задач в совместной имитационной среде.

Например, Школа вооружений ВВС США провела анализ распределения учебных ресурсов, в результате которого учебные задания были распределены по местам проведения занятий, реальным или синтетическим, которые обеспечивали наибольшую достоверность поставленных учебных задач. По результатам анализа командование решило, что синтетические тренировки в объединенной среде моделирования и в Центре виртуальных боевых действий обеспечивают более высокое качество и количество тренировок по отработке темпа воздушного боя и интеграции нескольких систем. Вместо того чтобы тренироваться на самолетах четвертого поколения, имитирующих малозаметные платформы пятого поколения, на устаревших зенитно-ракетных комплексах, изображающих современные ракеты ПВО, и на пикапах Ford, копирующих ракетные комплексы на полигоне, или в устаревшей архитектуре распределенных операций, курсанты получили возможность учиться на высококачественных синтетических площадках, вступая в бой с многодоменной цепочкой поражения и против нее. Повторяющиеся действия в совместной имитационной среде и Центре виртуальных боевых действий позволили учащимся выполнить 82 высококачественные учебные миссии за восемь дней до выполнения основной миссии против имитированных противников, воспроизведенных боевой системой Aegis ВМС США и самолетами F-35 противника. Коэффициенты поражения улучшились в 12 раз по сравнению с предыдущими классами, которые не имели возможности тренироваться в совместной имитационной среде и Центре виртуальных боевых действий – и, что самое главное, выполнение задания студентами привело к победе.

Подбор оптимального места проведения занятий путем выполнения учебных задач по воздушному бою в виртуальном боевом центре позволил Школе вооружений сосредоточить обучение в реальных условиях на выполнении задач по руководству полетами, которые лучше решаются в воздухе. Обучение руководству разрозненными операциями на расстоянии в тысячи километров и возможность возобновления огня и воздействия посреди ночи в удобное для нас время и в удобном месте требуют от курсантов использования условий боевых полетов. Ранее эти уроки были упущены, поскольку в реальных условиях обучения основное внимание уделялось боевой подготовке в воздухе, а не тирании расстояний и задачам руководства полетами. Приспосабливая обучение к месту проведения занятий с наилучшим качеством, мы можем более эффективно и результативно обучать курсантов тем задачам, которые, по мнению командующего, они должны будут решать в первом боевом вылете и побеждать.

Тестирование в условиях угрозы

Несмотря на то, что при проведении испытаний на высшем уровне секретности трудно безупречно воспроизвести реальную обстановку в синтетической среде, не менее важно, чтобы испытательное подразделение ВВС использовало результаты синтетических испытаний для создания наиболее актуальной и всеобъемлющей испытательной среды. Существует опасение, что испытания и тренировки, а следовательно, результаты и выводы будут основаны на ошибочных предположениях о возможностях противника, поскольку идеальную модель создать невозможно. Однако уже отмеченные ограничения на проведение испытаний и полигоны не позволяют ВВС создать идеальный сценарий боевых полетов для испытаний и оценки. Слишком много организаций ждут идеального решения в области моделирования и имитации, которое заменит боевые вылеты. Тестовый центр может уже сегодня использовать результаты синтетических испытаний для отработки потенциальных тактик, методик и процедур, а затем применять эти конкретные уроки в тщательно продуманных хореографических миссиях в воздухе для проверки.

Сравнение результатов открытых и синтетических испытаний повышает доверие к обоим методам, если они совпадают. Виртуальные испытания направляют конкретные сценарии полетов в реальном времени, которые затем подтверждают, что виртуальные модели статистически неотличимы от испытаний в реальности. Когда виртуальные и реальные показатели дополняют друг друга, результаты синтетической среды можно экстраполировать для увеличения общего числа испытаний, направленных на достижение поставленной цели. Такое сочетание "живого полета" и моделирования позволит уменьшить чрезмерную зависимость от одной из этих сред и сократить время проведения полевых испытаний. На начальном этапе будут преобладать испытания в реальном времени. Однако со временем, по мере роста доверия к синтетической среде и моделям, баланс будет меняться. Как и в случае с учебными программами, в генеральных планах проведения испытаний необходимо предусмотреть гибкость.

Примерами использования синтетических сред для ускоренного наращивания возможностей как в области испытаний, так и в области обучения являются усилия по расширению доступа к совместной среде моделирования и модернизации виртуального центра испытаний и обучения для проведения имитационных тренировок на базе ВВС Неллис. Однако для достижения такого уровня эффективности испытаний Министерство ВВС должно определить приоритетность ресурсов и потребовать интеграции всех моделей самолетов и вооружения в совместную среду моделирования. Для создания виртуального центра испытаний и обучения необходимо провести работу по закупкам и программированию, которая позволит сконцентрировать максимальное количество ресурсов, а не "размазывать арахисовое масло" по нескольким различным направлениям. Совместная среда моделирования и виртуальный учебно-испытательный центр обеспечат объединенным силам возможность ускорить испытания.

Используемая сегодня инфраструктура оперативных испытаний и обучения основана на решениях, принятых после Вьетнама, чтобы обеспечить бойцам решающее преимущество в бою. Полигоны Red Flags, Nevada Test and Training Range и бывшая 4477-я эскадрилья испытаний и оценки "Red Eagles" занимались повышением возможностей проведения боевых испытаний и тренировок, обеспечивая асимметричное преимущество ВВС США на протяжении более 40 лет. Инвестиционная стратегия была успешной, однако ограничения, связанные с проведением испытаний и тренировок в реальных условиях, требуют изменения баланса, чтобы обеспечить будущий успех для Министерства ВВС и Министерства обороны в целом. Перераспределение ресурсов с учетом соответствующих преимуществ "живых" полетов и совместной имитационной среды необходимо для того, чтобы обеспечить военнослужащим такую же роскошь реалистичных испытаний и тренировок, которой пользовались прежние летчики.

Об авторах

Мэтью Дж. Брэдли – полковник, командир 53-го авиакрыла, авиабаза Эглин, штат Флорида.

Дэниел Дж. Лехоски – полковник, бывший комендант Школы вооружений ВВС США на авиабазе Неллис, штат Невада, и будущий командир 53-го авиакрыла, авиабаза Эглин, штат Флорида.