Многоядерный Т-50: на новом российском истребителе ИМА БК заменила «Багет»

Компания «Сухой» приступила к лётным испытаниям принципиально новой вычислительной системы самолёта Т-50. Новая система – в разы надежнее и мощнее предыдущей, и впервые все проектирование и разработку в современной истории военной российской авиации ее выполнила самолетная фирма.

Первый истребитель Т-50 с новой бортовой электроникой и микропроцессором был поднят в воздух зимой этого года. По словам Дмитрия Грибова, главного конструктора компании «Сухой» и директора дирекции интеграции КБО, новейшая платформа приходит на смену спроектированной еще в 2004 году вычислительной системе на базе БЦВМ «Багет». Работы по созданию новой системы «Интегрированной модульной авионики боевых комплексов» (ИМА БК) велись в течение последних четырех лет. Один из заказчиков – Министерство промышленности и торговли Российской Федерации. Вычислительная система создана на базе отечественных многоядерных микропроцессоров и новой, отечественной же операционной системы реального времени.

4 млн строчек кода

На фото: В научно-техническом центре информационно-управляющих систем компании «Сухой» идет тестирование ИМА БК.

В интегрированной структуре бортового оборудования самолета Т-50 на центральный компьютер возлагаются функции управления системами самолета, применения вооружения, обороны и многорежимная интеллектуальная поддержка пилота. Центральный компьютер, который одновременно выполняет роль и электронного пилота, и электронного штурмана и электронного бортинженера, в реальном времени решает задачи по автоматическому распознаванию и определению наиболее опасных целей, построению наиболее оптимального маршрута, оптимальному решению задач применения оружия и обороны самолета, а также реконфигурации систем при отказах. Новая система управления берет на себя управление почти всеми ключевыми приборами самолета – локатором, системой навигации и связи, в предыдущей версии самолета для расчета функций каждой системы использовался свой вычислитель.

Объем его бортового программного обеспечения уже превысил 4 млн строк кода, а предстоит еще дополнительно внедрить ряд сложных функциональных режимов управления ЛА и комплексной обработки информации.

«Новая система действительно является инновационной и не имеющей аналогов в мире, – говорит Дмитрий Грибов. – Мы впервые пошли не по пути воспроизводства уже реализованных другими разработчиками решений, а заложили перспективную архитектуру, которую и далее будем развивать в сторону “сетевого борта”, последовательно модернизируя бортовые системы и комплексы.
Многоядерность дает нам почти неограниченные возможности по проектированию отказоустойчивых конфигураций оборудования, экономя при этом на весе, энергопотреблении и стоимости аппаратуры».

Обмен данными производится по волоконно-оптическим каналам. Переход с меди на оптоволокно позволил в разы увеличить скорость и объем передачи данных, на порядок уменьшить при этом вес кабельной сети и качественно повысить ее помехоустойчивость. Если передача данных по традиционному медному кабелю дает скорость порядка 10-100 МБит/с, то по оптоволокну почти в 1 000 раз больше – 8 ГБит/с. Сетевая структура комплекса повышает надежность работы всех приборов – при сбое какого-либо вычислителя происходит автоматическое переключение систем на другой блок, а использование централизованного процессора позволило почти в два раза снизить вес прибора. Производительность БЦВМ увеличилась более чем в десять раз, отказобезопасность повысилась более чем в четыре раза.

Впервые в отечественной истории головная роль при выполнении общего проектирования платформы и разработки была поручена самолетной фирме – ОКБ Сухого. При создании новой системы суховцы работали вместе с ведущими отечественными предприятиями концерна «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ): Государственным рязанским приборным заводом (ГРПЗ) и Раменским приборостроительным конструкторским бюро (РПКБ). В свою очередь, Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ГосНИИАС) выполнил моделирование функциональных задач применения Т-50 на новой вычислительной платформе. Вывод ГосНИИАС было положительным: ИМА БК дала существенный прирост вычислительных ресурсов и скорости обработки информации.

Таганрогский IQ

Еще одна из проблем, с которой пришлось столкнуться руководству ОКБ Сухого, – обучение и удержание высококвалифицированных тестировщиков программного обеспечения. Во всем мире крупные авиастроители и приборостроители часто обращаются к аутсорсингу – привлекают программистов из Индии и Восточной Европы. На подготовку хорошего специалиста уходит около двух лет. В Москве из-за более высоких зарплат опытные тестировщики уходят коммерческие IT-структуры. А в силу оборонной специфики привлекать аутсорсеров из других стран, было, конечно, невозможно.

Суховцы нашли оригинальное решение, открыв филиал в городе Таганрог, где есть хорошие специалисты и профильные ВУЗы. В Таганроге создали несколько десятков новых рабочих мест, и на протяжении последних лет суховцы из родного города Антона Чехова остаются одними из самых успешных и лояльных сотрудников.

Неограниченные возможности многоядерности

При сравнении размеров аппаратуры старой БЦВМ «Багет» (слева) и новой БЦВМ ИМА БК явно выигрывает вторая.

Новая вычислительная платформа уже вызвала большой интерес не только у родственных авиа и вертолётостроительных предприятий России, но также у разработчиков вычислительных систем для космоса и флота. Индийские специалисты выбрали операционную систему разработки компании «Сухой» для совместного проекта истребителя пятого поколения, отказавшись от использования известных американских ОС РВ VxWorks и Integrity.

Малоизвестен тот факт, что впервые популярная концепция интегрированной модульной авионики была реализована для французского истребителя Dassault Rafale, а уже после этого была адаптирована для широкого круга гражданских и военно-транспортных самолетов — А380, А400, А350, SSJ100 и других. Военная авиация не столь жестко зарегламентирована нормативными документами и сертифицированными требованиями, как гражданская, где каждое изменение возможно только после тщательнейшей проверки и апробации. Именно поэтому система на многоядерных микропроцессорах начала летные испытания на военном самолете.

«Наша задача — сохранить лидерство в этой области, выступая идеологическим локомотивом решения вопросов интеграции бортового оборудования в сетевую архитектуру будущего», — говорит Дмитрий Грибов.

Источник