Машина никогда не станет умнее пилота

Научный руководитель ФАУ "ГосНИИАС", академик РАН, заслуженный деятель науки РФ Евгений Федосов — о том, когда ждать боевые самолеты шестого поколения, могут ли сегодня нейросети заменить пилотов и благодаря чему российские МиГи могли летать с пробитыми фюзеляжами.

Создание каждого российского истребителя, бомбардировщика или штурмовика любого поколения начиналось с разработки концепции Государственным научно-исследовательским институтом авиационных систем (ГосНИИАС). В день 78-летия института вспоминаем прошлое боевого самолетостроения и его перспективы.

Проблемы совместимости

Авиационная промышленность как техническая отрасль возникла в начале ХХ столетия. И гражданское, и военное направления с самого начала были наукоемкими: необходимо было решать и задачи аэродинамики, и проблемы прочности, создавать авиационные двигатели, аппаратуру управления. В связи с этим в нашей стране в 1920–1940-е годы было образовано несколько основных научных институтов авиационной промышленности.

Однако они ориентировались на строительство транспортных самолетов, а не военных. А ведь у таких машин очень много особенностей, в первую очередь из-за авиационного вооружения, которое в 1930-х годах составляли пушки, пулеметы и обычные бомбы. Например, во время сброса последних в полете при открытии бомболюка образуются завихрения, поэтому боеприпас сразу попадает под скоростной поток, способный его перевернуть или прижать к фюзеляжу. Такие явления необходимо предотвращать. Для решения подобных задач в 1946 году и был создан Институт авиационного вооружения НИИ-2 (ныне — ГосНИИАС). Он помогает строительству военной и гражданской авиации уже на этапе идеологии, разработки концепции самолета.

В числе первых проблем, которые необходимо было решать коллективу института, — совместимость оружия и летательного аппарата. Первое поколение реактивных самолетов, включавшее в себя пушечные истребители МиГ-15 и МиГ-19, было дозвуковым, хотя МиГ-19 в некоторых режимах мог переходить на сверхзвук. Когда создавали МиГ-21, то его задумывали уже как сверхзвуковой — появились проблемы сверхзвуковой аэродинамики и работы оружия на сверхзвуке.

Потом появились навигационно-прицельные системы. А появление первых управляемых ракет повлекло за собой разработку комплекса управления вооружением. Например, первая ракета "воздух — воздух" наводилась по лучу радиолокатора — локатор на самолете создавал коническое сканирование луча, а приемник на ракете "искал" энергетический центр конуса сканирования, который стоял в хвосте ракеты.

Первые локаторы появились в авиации в начале 1950-х годов, ракеты с аппаратурой самонаведения появились позже. Возник целый класс оружия, заниматься которым поручили НИИ-2, чьи специалисты анализировали и решали все возникающие научные проблемы и помогали создателям вооружения.

Без кондиционеров, но живучие

НИИ-2 имел целое научное направление по работе над живучестью самолета. Результаты этой работы можно было наблюдать во время корейской войны в начале 1950-х годов, в которой советские МиГ-15 воевали на стороне Северной Кореи, а за Южную Корею воевали летчики США на американских F-86 "Сейбр". Последние по характеристикам соответствовали нашим МиГ-15 и МиГ-17, даже напоминали их конструктивно. Но на 10 подбитых "Сейбров" в среднем приходился один МиГ. Дело в том, что советские инженеры создали самолет таким, чтобы он с пробитым крылом и дырками в фюзеляже продолжал полет и возвращался на базу, — для "Сейбра" же было достаточно одного попадания снаряда.

Это стало возможным, поскольку мы понимали, как формируется осколочное поле боевой части ракеты "воздух — воздух" противника. Вырабатывали рекомендации для конструкторов: как бронировать кабину, защитить баки с горючим, электронные цепи.

Еще один красноречивый факт: во время ирано-иракской войны в 1980-е годы иракские летчики предпочитали ожидать вылета в кабинах комфортных французских "Миражей" с работающими кондиционерами, а сами вылеты осуществлять на МиГ-21. Оказалось, что МиГ при таких же летных свойствах по живучести во много раз превосходит "Мираж". Кстати, Ту-22К тоже был продан Ираку. Однажды иранская зенитная ракета американского производства "Хоук" влетела в его открытый бомболюк и взорвалась внутри. Однако взрыв не затронул силовые шпангоуты и самолет приземлился. После этого пошел слух, что русские делают "что-то фантастическое".

Математические модели

Гражданская тематика вошла в сферу интересов института в 1990-е годы. Здесь во главу угла встала безопасность, а не эффективность, ведь за спиной у пилота сидит 200–300 человек. Чтобы создать продуманные авиационные системы, нужно учитывать и то, как с ними взаимодействует летчик. Для этого еще в 1950-х годах в институте был создан первый стенд полунатурного моделирования. Грубо говоря, он представлял из себя макет кабины с трехстепенным карданным подвесом, имитирующим движения самолета по крену, по тангажу и по курсу. Сегодня эти задачи решаются с помощью комплекса моделирования "Электронная птица" — это своеобразный "цифровой самолет". Он математически повторяет летательный аппарат до мелочей. "В железе" самолета еще нет, а "математика", которая описывает все его движения, функции, действия его аппаратуры, — уже есть.

А потом мы стали убирать математические модели и заменять их реальной аппаратурой. Причем самой сложной задачей было поставить реальный радиолокатор с реальным обтекателем, который учитывал бы все эффекты преломления при прохождении радиосигнала через различные среды.

Сейчас институт строит для гражданской авиации новые моделирующие комплексы для самолетов МС-21-310 и SJ-100 с отечественной аппаратурой, проводит импортозамещение оборудования.

Сеть и интеллект

Современные авиационные системы — да и не только авиационные — подразумевают автоматизацию процессов и включение их в сетецентрические системы, управляющие всеми операциями. На них завязываются процессы разведки, связи, управления боевыми группами, тактикой, стратегией, функциями авиации. Это называется комплексирование — и это еще одно научное направление ГосНИИАС.

И хотя пока сетецентрическое управление находится в процессе становления, его принципы мы начали реализовывать уже в третьем поколении боевых самолетов — МиГ-23, Су-24, Ту-22. Появилась аэродинамика с переменной геометрией, начался рост числа функций управления.

Сейчас уже нельзя закладывать боевой самолет только потому, что конструктор почесал затылок и подумал: "Ага, будут такие-то крылья, такой-то фюзеляж". Сначала нужно понять концепцию самолета как системы. Именно она ложится в основу технического задания. Чтобы понять эту концепцию, надо в определенном смысле заниматься боевыми операциями. Так происходит кооперация с военными специалистами, которые разрабатывают тактические приемы.

Пилотируемая авиация останется навсегда, потому что человеческий мозг пока еще никто не превзошел. И у нас есть интуиция. Наш мозг имеет большие ресурсы, которые проявляют себя в критической ситуации, — и чем сложнее боевая операция, тем важнее "интеллектуальность". Поэтому мы пытаемся не заменить живого летчика машиной, а создать все условия для выполнения сложных боевых задач.

Я убежден, что человека невозможно исключить из боевой операции. Машина никогда не станет умней пилота. Да, она гораздо более быстродействующая: есть экспериментальные машины, которые совершают миллиарды операций в секунду. Но там, где нужна интуиция, нужно быстро принять решение в безвыходной ситуации, машина ничего не сможет.

Сейчас много шума вокруг искусственного интеллекта. Чем сложнее нейронная сеть, тем больше у нее возможностей переработать информацию. Да, самолеты становятся все более "интеллектуальными", но это обычная автоматизация процесса управления.

"Чтобы разобраться в тактике, необходим человек"

Есть мнение, что авиагруппировка должна быть смешанной и состоять из беспилотников и пилотируемой авиации. Такой смешанный парк, в принципе, может существовать. Потому что беспилотник по размерам и скоростям соответствует пилотируемым самолетам, он может работать в группе, выполнять работу ведомого.

Появление ракет "воздух — воздух" с дальностью полета в 300 и более километров тоже делает применение беспилотников актуальным. Они могут атаковать цели в ближней зоне, но, чтобы разобраться в тактической обстановке после удара, все равно необходим человек. Причем работать он должен в дальней зоне, чтобы не подвергаться риску быть сбитым.

Но здесь и возникает проблема искусственного интеллекта, потому что этот беспилотник все-таки должен принимать самостоятельные решения в границах своей ответственности. Вот тут действительно нужен какой-то интеллект, должно быть какое-то другое решение — не просто нейронная сеть. Какое? — вопрос вопросов! В конце концов, беспилотник можно обучить определенным типовым приемам так же, как и любого пилота. Однако и противник придумает какой-то хитрый маневр — тогда аппарат станет бесполезным.

Самолеты шестого поколения

В настоящее время мы размышляем над концепцией самолета шестого поколения, ведем поисковые исследования, обмениваемся мнениями с военными специалистами. Такой самолет должен появиться где-то к 2050 году, но уже сейчас нужно понимать, какими станут вооруженные конфликты будущего. Я думаю, что они действительно будут гибридными, ведь есть мощнейшая информационная борьба, политическая и экономическая, а также непосредственно военное противостояние.

Институт полагает, что авиагруппировка шестого поколения будет смешанной (пилотируемый самолет и беспилотник), при этом беспилотники будут работать в ближней зоне и смогут работать как смертники (режим "камикадзе").

Все предыдущие поколения самолетов созданы при участии ГосНИИАС и военных институтов. Концепция самолета пятого поколения Су-57 тоже создавалась у нас, мы и сейчас им занимаемся.

Что касается развития проектирования самолетов, то мы знаем только одно: идти дальше по логике усложнения — порочная практика. Самолеты усложняются из поколения в поколение из-за роста функций. Растет их вес. Если МиГ-17 был не тяжелей 7–9 т, то МиГ-21 весил уже 10 т, а МиГ-23 — 20 т. Дальше — МиГ-27 массой 20–30 т и Су-57, преодолевший планку в 30 т. А чем самолет крупнее и тяжелей, тем он дороже.

Все пути ведут к многофункциональному самолету — массовой авиации уже не будет. В основном из-за того, что самолеты очень дорогие, а экономика — решающий фактор. 

Подробности на ТАСС