F-35 olevikust ja tulevikust

[Kulibin]

Nojah, ilmselt ei saa päris paljud aru, mida tähendab KOGU plaaneri pinda kattev mikrodipoolidest koosnev active array, ehk siis i-skin ... Ja ilmselgelt jääb seejuures hoomamatuks see röögatu arvutusvõimsus, mis kogu selle asja juhtimiseks käigus on. Ja see kõrgtehnoloogiline lamineerimisprotsess, mille käigus KASVATATAKSE väga keerukaid mahulisi struktuure. mis pole lihtsalt mingi hale 3D ...
Diblunni omaarust moodne Su-34 on valmistatud 1943 aasta parimaid saksa traditsioone järgides... Needitud alumiinium my ass...Ja seda 21. sajandil.
Loodan tagasihoidlikult, et ehk suudate mõista minu veidike nihkes nihilistliku suhtumist idanaabri võimekusse.

[Kilo Tango]

Vene sõjalennundusekspert lahkab raadioeetris F35, T50 ja teiste 5nda põlvkonna hävitajate olemust.
...

Peab kunagi pikemalt ära vaatama. Kiiruga jäi silma ekslik väide, justkui ei suudaks F-35 ülehelikiirusel oma sisemist laadungit välja tulistada. (suudab küll, kõigil lubatud kiirustel, kuni Mach 1.6).

Samuti ta sisuliselt ei puudutagi Sensor Fusion teemat. Viimane on tõepoolest raskesti mõistetav, mistõttu jäetakse see aruteludes pidevalt kõrvale, kui väheoluline. Täiesti ignoreerida ei ole seda aga kindlasti mõistlik, sest isegi mitme F-22A piloodi sõnul, on see kõigist selle lennuki 5. generatsiooni omadustes kõige olulisem (jah, tähtsam kui vargus, supercruise või veojõu suunamine).

Netiavarustes kohtab mitmel pool isegi arusaama, et see termin (Sensor Fusion) on mingi vähetähtis "marketing mull", mis on kerkinud esilse just F-35 projekti õigustamiseks (muus on see ju täielik sara!). Tõestuseks, et see väide kindlasti ei päde, toon ühe väljvavõtte F-22 testpiloodiga tehtud intervjuust, mis on pärit aastast 1998:

Stealth, supercruise and supermaneuverability are the components of the pilot’s ‘chariot’. The cockpit of the F-22 is the design component that allows the chariot become a weapon system and the pilot to become the charioteer. Several cockpit characteristics make the F-22 a departure from existing cockpit designs. The Raptor receives numerous inputs from its own or ‘onboard’ sensors as well as data from sources outside the aircraft (offboard sensors). Current fighters use the pilot as the sensor systems operator to point or cue various systems and sensors to acquire data. The pilot must then become the data analyst to sort through these sensor inputs and determine what it all means. The F-22 pilot is neither a sensor operator nor data analyst.

We looked at the cockpit problem from the outside in when we sat down with the avionics engineers. For example, we asked what did the pilot really want to know and at what time did he need to know it. We broke the airspace surrounding the Raptor into spheres or ‘globes’ where the pilot wanted to know specific things about the enemy and tactics. For example the pilot would like to know when he is flying undetected by the enemy. This area of ‘cloaked’ operation or the ‘engage-avoid’ globe allows him to move with impunity in the battle arena. I-see-you-but-you-can’t-see-me affords the fighter pilot a certain degree of aggressiveness and tactical positioning prior to using his weapons. It allows him to not only position himself to maximum advantage but he can also vector friendly forces and his own flight members into positions of advantage: something akin to the perfect ambush. Five globes were subsequently defined to give the pilot knowledge about his surroundings, ranging from the engage-avoid globe where the F-22 is invisible to the defensive zone where the enemy can see and hit you with his weapons.

While the engage-avoid sphere may sound like a notional space, we were able to translate this globe into specific physical boundaries defined by sensor detection capabilities. But the importance of the globes is this. The pilot is always presented the final, analyzed data about the enemy. The pilot does not directly aim, cue or point his sensors in the F-22. He is not a sensor operator. The sensors are automatically tasked to constantly search the entire volume of space above, below, to the front and rear of the F-22 and then present the information as a single, simple picture of the battle space.

The pilot is also not a data analyst. For example, the sensors collectively determine that a particular aircraft is an enemy and presents a red triangle when the enemy is identified as such. That identification may be the result of inputs from one, two or six sensors working together to conclude that there is one and only one enemy fighter in that point in space. The pilot does not care nor does he need to know how the avionics conclude that there is a MiG-29 at 330� at 38.2 miles doing 0.85 Mach number at 30,000 feet. The MiG is real. It is there and he needs to do something about it.

This de-coupling of the pilot from the role of sensor operator and data analyst is the most profound change in cockpit design since the advent of fighters. It frees up tremendous human RAM to use for intuition, insight, innovation and inference - the attributes that make a human being so dangerous and a fighter pilot so lethal.

- Paul Metz

Chief F-22 test pilot

See jutt on kirjutatud ajal, mil isegi X-35 eksisteeris ainult paberil, rääkimata F-35est.

Metz'ile on sarnaselt ennast väljendanud ka teised. Näiteks mariin David "Chip" Berke, kes oli eelnevalt F-22 eskadrilli juht, ning praeguseks F-35B testpiloot. Ta väitis, et F-22 manööverdamisvõime ja kinemaatilised omadused on selle lennuki kõige vähem muljetavaldavad omadused, kuigi tegu on kõige manööverdamis-võmelisema ja kiireima hävitajaga mida ta eales näinud on.

Sensor Fusion on siiski paljuski tarkvaraline lahendus. Selleks ei ole vaja tingimata uut spetsiaalset plaanerit, et seda saavutada.

Ehk siis - piisava pingutuse korral on võimalik ka F-15 sensorid fuusida

[TTA]

Sensor Fusion on siiski paljuski tarkvaraline lahendus. Selleks ei ole vaja tingimata uut spetsiaalset plaanerit, et seda saavutada.

Ehk siis - piisava pingutuse korral on võimalik ka F-15 sensorid fuusida

Täiesti õige. Kuid paljud sensorid mis selle jaoks vajalikud on on nii F22 kui ka F35 plaanerisse juba sisse ehitatud. F-15 ei oma näiteks sellise vaatlussektoriga radareid jne. Kindlasti annaks neid paigaldada kuid see nõuaks üsna tõsist ümber-ehitust. Ei saa ka mööda minna sellest et uus plaaner annab päris head varg omadused, mida vanade plaanerite puhul ei ole võimalik saavutada. Olla ise peidus ja samal ajal teisi näha on väga suur eelis ikka.

[Gideonic]

Sensor Fusion on siiski paljuski tarkvaraline lahendus. Selleks ei ole vaja tingimata uut spetsiaalset plaanerit, et seda saavutada.

Ehk siis - piisava pingutuse korral on võimalik ka F-15 sensorid fuusida

Jah, põhimõtteliselt küll. Rafale muide teeb ka märgataval määral analoogilist "fuusionit" (näiteks suudab kasutada isegi tiiva-all rippuvate MICA rakettide juhtpea soojuskaamerat), ning valmimisel Gripen-E tõenäoliselt veel enam.

Selle jutu mu mõte oli rohkem selles, et venelased oma väidetava parity saamiseks, täiesti ignoreerivad seda "pisikest" teemat, justkui midagi täiesti kõrvalist. Võtame näiteks Janes artiklist:

Russian specialists familiar with the T-50 programme state that the aircraft will have trouble gaining traction in the Asian market as the on-board systems offer very little fifth-generation technologies despite what is projected to be a considerably higher price tag than the latest Su-35 'Flanker-E', ordered by China and Indonesia.

Sealt tuleb välja, et esimene mudel PAK-FAst kasutab pea täielikult Su-35 avioonikat. Minuteada Su-35 oma sensoritega midagi varasematest Su-27 derivaatidest väga teisiti ei tee.


F-15 "fuusimise" juurde tagasi tulles, väidaks et see on küll võimalik, kuid kaugelt suurem probleem kui inimesed aru annavad ning kindlasti mitte ainult tarkvaraline.

Nimelt, et Sensor-fusion hästi töötaks, on vaja varasemast oluliselt rohkem infot süsteemide vahel jagada. Kaugelt rohkem kui see, mis need süsteemid piloodile ekraanile pritsivad.

Seega, kui 4. generatsiooni süsteemid (radarid näiteks) lahendavad enamik reaalajakriitilisi ja suure andmemahuga probleeme ära enda sees (embedded riistvaral), siis 5. generatsiooni süsteemid saadavad enamik töötlemata infot tsentraalsesse arvutussüsteemi, mis seda siis ise sorteerib ja töötleb seda seal. F-22ele ja F-35ele on, vanade masinatega võrreldes, sõna otsese mõttes server-rack'id sisse ehitatud.

Ehk siis F-15 radar edastab juba konkreetse agregeeritud info: (sihtmärkide asimuudid, kaugused koos mõõtmistäpsuse ja tõenäosusega). Radar otsustab selle, mis infost on relevantne, ainult endale teadaoleva info abil ja tsentraalprotsessor lihtsalt ei saa sellest agregeeritud infost rohkem välja lugeda kui seal on.

5. generatsiooni radar otseselt sihtmärkide tuvastust ei tee, vaid pritsib madalama taseme infot (niipalju kui databus lubab) otse tsentraalmasinasse, mis siis teeb vastava töötluse ise, kaasates ka täiendavat infot teistest sensoritest. (tegelikult muidugi agregeerimine käib, aga madalamal tasemel. Infot edastatakse oluliselt rohkem)

See on põhimõtteline vahe. Piltlik näide: Kui rännakul olev jagu kuuleb püssipauku ja kõik hüüavad selel peale "vaenlane paremal!" on jaoülemal sellest lasu täpsema asukohta määramiseks väga vähe kasu. Kui kõik jao liikmed selle asemel suudaksid edastaks ülitäpselt aja, mil pauk nendeni jõudis, saaks vastast kergesti trianguleerida

Tundub ju lihtne ja loogiline? Nüüd tuleme tagasi probleemi juurde:
Miks on seda F-15 puhul ikkagi raske saavutada?

Sensorite väljavahetamine ei ole ju kõige suurem probleem, ka võimsamaid pardaarvuteid saab panna (seda on ju niigi korduvalt tehtud). Takistuseks saab just see, et enamik vanu hävitajaid on koos saba ja karvadega ehitatud MIL-STD-1553 databus'i peale, mis ei ole sobilik sellise mahu ja ajakriitilisusega probleemide lahendamiseks ei peiteaeja (latency) ega ribalaiusue (bandwidth) poolest.

Võrdluseks, F-22 kasutab IEEE 1394B (Firewire standardist välja aretatud) databus'i (mis on ka ju tänapäevaks muhedalt aegunud). F-35 samuti ning lisaks veel mingit salastatud eraldi fiiber-optilist databus'i. NB! Tuleb kindlasti vahet teha kaabli tüübil ja databus'i liidesel või protokollil. Ka MIL-STD-1553'l on näiteks valguskaabel-lahendusi aga nende ribalaius ning eriti latentsus on endisel vähe-muljetavaldavad just tingituna liidese (ja kasutatavatae suhtlusprotokollide) enda aegumisest.

Mis täpselt ja mille jaoks 5. gen. masinates kasutusel on ongi segane ning täiesti teadlikult (sest kõik oluline on räigelt salastatud). Seepärast ei nähta ka erilist vaeva selle asja seletamiseks.

F-15 puhul kogu databus'i välja vahetamine (ja kaablite ja sadade sellega suhtlevate väikesüsteemide ülevaatamine) on juba jälle vääääga pirakas töö. Selline avioonika disainimine ja integreerimine (ning testimine!) moodustab teatavasti lõviosa uue hävitaja disainimise kulust.

Sellele kipub viitama ka see: äsja eraldati F-15 uuendamiseks just 12 miljardit. Seal nimekirjas on küll terve rida asju, aga mina vähemalt artiklist "fuusimist" otseselt välja ei loe (ja ei usu et selle hinnasildi eest saaks)

The upgrade will cover 435 F-15s, boosting them with new radar technology, updated mission computer systems, modern communication tools, advanced infrared search and track capabilities and electronic warfare defenses so the F-15s can work in concert with more advanced aircraft, the Air Force told CNN.

Nüüd veel korraks venelaste juurde tagasi tulles ei saa jätta äsamata, et Mig-35 juures hirmsasti pröögati, et kasutab suhtluseks nüüd MIL-STD-1553 standardit!

Sensor Fusion nõiasõnana
Asja teeb eriti keerukaks see, et peale vastava "nõiasõna" loomist F-22 avioonika kirjeldamiseks, reklaamib iga hävitaja müügimees ja ta koer, et tema lennuk teeb "sensor fusion'it". Näiteks võib lugeda seda ka Eurofighteri kohta. Probleem on aga selles, et enamasti teevad nad seda allolevat arhitektuuri 4. generatsiooni maailmast välja toomata, mistõttu on kasutegur tunduvalt väiksem. Näiteks ühes Combat Aircraft ajakirja intervjuus ütles endine UK Eurofighteri piloot, kes nüüd õpib F-35B peal, et esmakordselt simulaatorisse paisatuna pidi ta selle peatama, et suuta üldse lugeda kõike infot mis talle presenteeritakse, sest kõik oli varasemast hoopis teistmoodi, mis viitab et EF2000 ei ole ikka päris USA 5. gen. tasemel.

Keda asi huvitab võib rohkem lugeda näiteks siit teemast. Seal on isegi ilusaid (kuid krüptilisi pilte), mis proovivad neid erisusi välja tuua uuemate ja vanemate hävitajate "fusiooni" vahel.

Ääremärkus: Olles ise tarkvaraarendaja, on mul natukene olnud kogemust suure andmemahuga sõnumipõhiste reaalaja-süsteemidega. Olen näinud vastavaid ribalaiuse ja latentsuse probleeme (tõsi, mitte nano- ega mikrosekundi skaalal) ning pidanud neile ka lahendusi otsima. Seetõttu julgen natukene ka siin suud vett täis võtta.

[Lemet]

Jaapani õhujõud said reedel kätte esimese F-35A.

[erick]

F-35 Lightning II: Busting Myths Episode 4 video on väljas.

Kõige huvitavam osa sellest puudutab siinseski foorumis Kapten Trummi poolt agaralt levitatavalt müüti, nagu F-4 Phantom oleks tõestanud Vietnami sõja ajal, et lennukitel on hädasti vaja pardakahurit, sest ainult rakettidest ei piisa.

Võrreldakse USA Õhujõudude ja Mereväe andmeid. Ainult rakettidega varustatud F-4 Phantom saavutas õhusõja algfaasis kill ratio 2:1. Kurdeti, et gun podid on ebatäpsed ja muidu ka - kui raketid otsas, mis siis saab. Õhujõud muutsid lennuki konstruktsiooni ja lisasid sisemise pardakahuri, aga statistiliselt jäi nende kill ratio ikkagi täpselt samaks (2:1) ja isegi langes veidi üle aja.

Mereväel ei olnud raha, et muuta olemasolevate lennukite konstruktsiooni. Selle asemel otsustasid nemad kasutada paremaid rakette ja keskenduda pilootide paremale treeningule, mille tarbeks loodi Top Gun programm. Tagajärjeks oli see, et Mereväe F-4 Phantomite kill ratio tõusis 13:1 peale!

[Kapten Trumm]

Jääb vaid vastata küsimus, miks siis (suuresti Vietnami kogemuste põhjal) said järgmise põlvkonna masinad KÕIK sissehitatud kahuri (kogemata sama tüübi, mis F-4E peale pandi). Sealhulgas ka mereväe kasutatud F-14 ja F/A-18.
Niipalju siis kasutaja erick propagandast.

[erick]

Pakun, et vastus on sinu enda postituses. Kui mingi müüt ükskord tuule tiibadesse saab ebateadusliku mõtlemisega sõdurijuttude vestmike käest, siis seda on väga raske kummutada.

[Kapten Trumm]

Kummalisel kombel pidid siis ka venelased sõdurijutte uskuma, sest mäletatavasti oli esialgne MiG-21 relvastatud kahe sisseehitatud 30 mm kahuriga. Teine põlvkond (MiG-21PF) tehti moekana ilma kahurita. Tulemus? Juba 21PF ajal lisati välitingimustes modifikatsioonina kui ka tehases (midel 21PFM) kerealune 2x23 mm konteiner ja kolmas põlvkond (alates 21M) sai juba konstruktsiooni sisseehitatud (allalastav) 2x23 mm kahurid. Rääkimata neljandast. Tegu siis masinaga, mille areng käiski suures osas Vietnami ja Lähis-Ida kogemuste taktis. Sõdurijutud? Arvan, et mitte, sest MiG-17 ainus relv olidki kahurid ja venelaste A2A raketid olid tollal kaunikesti kehvad.

Lisaks oli lennukimoe üks tooniandjaid ka ahelsõdimine Lähis-Idas, kus IDF piloodid olevat väga armastanud Mirage 30 mm kahureid (mida pandi Mirage kõikidele hävitajamudelitele kuni selle tootmise lõpuni välja).

Millele aga tahan tähelepanu juhtida, on fenomen, et tänapäevase info kättesaadavusega on võimalik teha teadusuuring, mis võib ka anda 180 kraadi erineva lõpptulemuse, küsimus on lihtsalt info valimises (ja vajadusel ka ebasobiva kõrvale jätmises). Õhulahingu tulemustes aga on kindlasti hulka tähtsamaid mõjutajaid kui kahuri olemasolu.
Näiteks USA(F) puhul Sparrow rakettide hoolduse järjele saamine, millega langes tõrkuvate rakettide arv sõja käigus aktsepteeritavale tasemele ning piloodid julgesid sellele ka loota. Selle paranemine muide on ka õhulahingute kill suhetes väga oluline määraja.

Küll aga kordan seda, mida ma siin juba öelnud olen - F-35 paistab kõige muu poolest silma ka kõige kõvema PR kampaaniaga ja selle tulemused on ka siin näha, tõhus stuff.

[erick]

Samast videost, Wikipedia confirmib:

Flying a MIG-21PF, Nguyễn Văn Cốc normally served as a wingman. He scored all his victories using the heat-seeking R-3S Atoll missile.

Tegu oli siis Vietnami poole parima õhuässaga. Mitte ühtegi killi kahuritega.
Pannes selle Top Gun'i programmi kontekstiga kokku, on siin selgelt näha, et ässad eelistasid rakette ja suutsid neid ka väga edukalt kasutada.

Aga ometi meil on siin seltsimees, kes ajab mingit hägusat juttu. Selle asemel mine leia mulle üks äss Vietnami sõjast või uuemast ajast, kes skooris oma killid peamiselt pardakahuriga.

EDIT: Otsustasin ise asja veidi edasi uurida, IDFi parim õhuäss Giora Epstein Mirage'l skooris tõesti "vaid" viis oma killidest rakettidega, ülejäänud 12 pardakahuritega. Samas ülejäänud IDFi ässad eelistasid rakette, näiteks Amir Nachumi 14 killiga, millest ainult 2 oli kahuriga.

[Kapten Trumm]

Leiad sa internetist ühe foto, kus "Vietnami ässade" MiG-21PF (millel puudus algupärane kahur) oleks varustatud konteinerkahuriga?
Õnneks Iisraeli asju taipasid ise vaadata, muidu oleks ata-ata saanud. NSVL omade kohta öeldakse, et "later versions PFM" olid kahurkonteineriga.

Hävitajad muide teevad oma lendudest väga väikese osa lahingus. Enamiku jaoks on "lahing" mõne piiririkkuja tabamine.
Kuidas sa näed näiteks ette ilma kahurita hävitaja puhul sihtmärgi hoiatamist relva kasutamisest (kui nt raadios ei vasta ning žestidele ei reageeri)?

[erick]

See on nüüd küll kummaline põhjendus, miks projekteerida pardakahur masinasse. Enamik hävitajaid ju annab hoiatuissignaali, kui vastase radar on neile lukustunud, võiks nagu piisata.

F-35 siiski omab pardakahurit, kuid kogu asja sisu on ikkagi see, et pardakahur on kõvasti ülehinnatud nähtus juba viimased ligi 50 aastat, õhulahingu kontekstis. F-35 muidugi vajab seda ground support rolli täitmiseks ja seal on see omal kohal.

[Lemet]

Fakt on siiski see, et mii lääne kui ida konstruktorid said peale lühiajalist katsetust aru tõsiasjast, et ilma suurtükita siiski ei saa...

[Kapten Trumm]

Olen nõus, et on overrated - umbes nagu piloodiistmes sisalduvad ellujäämiskraami 99% piloote kunagi ei vaja - igaks juhuks.
Vene õhukaitse lennuvägi oli ses suhtes õpetlik koht - Su-15 oligi loodud kahurivabana ja teenistuses pandi neile suures hädas 23 mm konteinereid ikka külge.
MiG-25 oli kahurita - tõsi neid masinaid iga Cessna peale ka ei raisatud. MiG-31 oli algusest peale kahuriga (23 mm Gatling kusjuures). Eks Su-24 tarbeks loodi spetsiaalne aerodünaamiline, luugiga suletav kerealune Gatling - eks see sobis ka MiG-ile. Lisaks olid aeglaste märkide püüdmiseks kasutusel kahuritega relvastatud lahingukopterid - taoline eskadrill oli Tapal, Leningradi õhukaitsearmees ainuke taoline.

[erick]

Fakt on siiski see, et mii lääne kui ida konstruktorid said peale lühiajalist katsetust aru tõsiasjast, et ilma suurtükita siiski ei saa...

Enne siin just sai viidatud, milliseid suurepäraseid tulemusi saavutati Vietnamis nii USA kui NSVLi lennukitel, millel puudus pardakahur hoopis.