dxdt.ru: занимательный интернет-журнал

Кстати, в заметке про возрождение дирижаблей на dxdt.ru, которая вышла в 2008 году, 17 лет назад, упоминаются дирижабли-авианосцы, как носители беспилотников. Но там же сказано, что самолёты (понятно, что самолёт – не беспилотный), “уже базировались на дирижаблях, в краткую эпоху цеппелинов”. Так и было. Это сейчас, почему-то, схему преподносят как новинку. За прошедшие годы в интернеты выложили немало архивных фото. Вот ниже пара подтверждений про самолёты на цеппелинах.

(Credit: Richard K. Smith/U.S. Naval History and Heritage Command.)

Это самолёт Vought UO-1 и стыковочная ферма, которая должна была использоваться на цеппелине, во время испытаний, 1928 год.

(Credit: National Archives and Records Administration.)

Тот же самолёт, но уже прицепленный к дирижаблю USS Los Angeles. 1930 год.

Один из очень мощных методов обработки радиосигналов, повышающей возможности радаров, это синтезирование апертуры антенны. Общие приципы этого метода я описывал на dxdt.ru. Вот, например, записка 2008 года. Если совсем кратко, то идея синтезирования апертуры такая: станем записывать сигналы в разных точках некоторой траектории, а потом синхронно обработаем результаты записи, учитывая координаты точек, для которых отдельные элементы были записаны. При выполнении некоторых условий – полученный результат будет близок к результату физической антенны, размер которой соответствует дистанции, пройденной при записи. То есть, пролетел отдельный приёмник с малой антенной двадцать метров – результаты синтезирования позволяют получить виртуальную двадцатиметровую антенну.

С синтезированием апертуры связан ещё один интересный аспект: для синтезирования необходимо движение, но двигаться может не только радар. Напротив, двигаться относительно радара, – и, обычно, некоторого “фона”, подстилающей поверхности, – может наблюдаемая цель, а её движение как раз создаст “базу” для синтезирования сигнала. Это метод обратного синтезирования апертуры. Алгоритмы используются существенно более сложные, но метод неплохо подходит для распознавания и классификации типов движущихся целей. Особенно, на море, в отношении больших кораблей. Поэтому использованием обратного синтезирования особенно известен штатовский P-8 Poseidon – морской самолёт радиолокационного наблюдения, на котором применяется специальная, подвешиваемая под фюзеляж, наружная система РЛС AN/APS-154 (AAS).

Обратное синтезирование позволяет получить достаточно высокую разрешающую способность, которая, при этом, ещё и мало зависит от дальности до цели. Представьте, что радар принимает сигнал, отражённый некоторым объектом, имеющим достаточно большие линейные размеры. Пусть на объекте установлены какие-то мачты или башенки. Не так важно, что именно – главное, чтобы были геометрически обособленные элементы. Если этот объект движется относительно приёмника радара, то в разные моменты времени углы, под которыми со стороны приёмника видны эти элементы, будут меняться. Ещё лучше, если объект вращается: тогда и скорость изменения углов вырастет, и существенная разность возникнет для многих элементов. И изменение углов, и относительное движение элементов объекта, возникающие в системе координат, привязанной к приёмнику радара, означают, что во времени будут изменяться характеристики отражённого разными элементами зондирующего сигнала: будет сдвигаться фаза, изменяться частота (доплеровский сдвиг).

Синтезирование апертуры подразумевает запись сигналов на протяжении некоторого интервала времени – интервала синтезирования. Отдельные элементы реальных объёктов – это их, так сказать, упрощённое “пиксельное” представление, используемое в расчётах: в современной вычислительной радиолокации, естественно, нет никаких непрерывных областей пространства или непрерывных сигналов – всё разбивается на дискретные элементы, как по времени, так и по частоте. Соответственно, вычислитель приёмника, синтезируя записанные сигналы, использует изменения фазы и частоты, чтобы при помощи цифровой обработки собрать размытые сигналы в общий результат, с высокой разрешающей способностью.

Вообще, при обычном (прямом) синтезировании, достаточно быстро движущиеся цели дают “растянутые” вдоль некоторой траектории отметки, поскольку на интервале синтезирования успевают изменить пространственное положение (за этим эффектом стоит несколько спососбов селекции движущихся целей). И вот обратное синтезирование позволяет такие отметки собрать в единое изображение с дополнительными деталями. Современные радары – вычислительные, так что методы прямого и обратного синтезирования могут применяться РЛС параллельно и синхронно (см. ниже).

Понятно, что многие типы целей заведомо содержат элементы, за которые можно хорошо “зацепиться” при обработке: летательные аппараты, находящиеся в воздухе, активно маневрируют, а вертолёты ещё и быстро вращают лопастями. Корабли – раскачиваются на волнах, это эквивалентно вращению, а надстройки, мачты, антенны – всё, таким образом, даёт сильные “разностные” сдвиги: при определённых ракурсах наблюдения и движении корабля – разные отметки, соответствующие элементам конструкции, могут вообще двигаться в разных направлениях (относительно приёмника, конечно).

Проблему представляет определение параметров движения: всякое синтезирование апертуры требует некоторого опорного базиса, чтобы можно было вычислять изменения. Если это “обычное” синтезирование, то собственное положение и приёмника, и передатчика могут с высокой точностью записываться. Но когда речь про обратное синтезирование, да ещё и в отношении произвольной цели, которая свою траекторию не собирается передавать наблюдателю, возникают трудности.

Характеристики движения наблюдаемой цели можно измерить дополнительно: да, какую-то информацию даёт доплеровский сдвиг, но доплеровский эффект и так используетя при синтезировании, так что возможности не так уж велики. Однако никто не запрещает определять базовые параметры движения при помощи дополнительных сигналов, а в случае достаточно продвинутых РЛС – пытаться вычислительно оптимизировать сигнал, фактически, перебирая разные варианты в поисках минимальных расхождений между базовыми точками, которые, для того же объекта, наблюдаются вспомогательными приёмниками. Можно также использовать сигнал от подстилающей поверхности в качестве опорного, вычисляя разность “от фона”. Так как наблюдаемый объект, в подавляющем большинстве случаев, и достаточно жёсткий (то есть, “хвост” не изгибается до “носа”), и несравнимо больше длины электромагнитной волны зондирующего излучения (типичная длина волны здесь – это сантиметры), то определять характеристики движения можно точно даже без высокого разрешения по углу. Почему – без? Потому что именно получение высого углового разрешения в рамках изображения одного объекта и является конечной целью обратного синтезирования апертуры: получив “картинку” с характерным силуэтом можно автоматически распознать тип наблюдаемого объекта.

12 июня 2025 года Boeing 787-8 Dreamliner (рейс AI171) потерпел катастрофу в Индии. Согласно предварительным результатам расследования (англ.) – на взлёте, в самом начале набора высоты, произошло отключение подачи топлива, полное, сразу на оба двигателя. Закрылки были выпущены на 5, что, оказывается, соответствует взлётной конфигурации (я в июне предположил, что закрылки “практически полностью убраны” – это так и есть, но, получается, что тут не повлияло практически никак).

Согласно записи регистраторов, тумблеры подачи топлива каким-то образом (объяснений нет) были переведены в положение CUTOFF (“Отключено”), практически одновременно (написано: 1 сек. между сигналами переключения тумблеров для каждого двигателя). Соответственно, двигатели начали останавливаться. На записи слышно, что один пилот спросил другого, зачем тот отключил подачу топлива, на что получил ответ – “я не отключал”. По отчёту, через (примерно) пять секунд, когда обороты упали ниже предела, вышла турбина резервного (аварийного) генератора (RAT), что видно на видеозаписи с камер наружного наблюдения, а ещё через пять секунд тумблер подачи топлива первого двигателя переведён в положение RUN (“Включено”), через четыре секунды – тумблер второго двигателя тоже переведён в RUN. Но это всё записи сигналов, как нетрудно предположить. На извлечённом из обломков секторе управления тягой ручки этих тумблеров так и стоят в положении RUN (в отчёте по ссылке есть фото). После разрешения на подачу топлива двигатели начали автоматически пробовать запуститься, но, понятно, времени уже на набор высоты не хватило. Довольно странная история.

Если судить по фото и видео, то у потерпевшего катастрофу в Индии Boeing 787-8 Dreamliner (AI171) непосредственно перед столкновением с землей выпущено шасси, но практически полностью убраны закрылки – и это ещё в процессе набора высоты, сразу после отрыва. То есть, похоже, что это продолжение странных историй с автоматическими системами управления суперсовременными “Боингами”.

На картинке (см. ниже), которую распространяют вместе с анонсом истребителя F-47, нарисован некий “гладкий аппарат”: обратите, например, внимание на передний стабилизатор. Понятно, что эта картинка может оказаться далёкой от реальности. В конце концов, современные истербители на предварительных картинках и эскизах традиционно выглядят “ровными и гладкими” – панели и элементы обшивки начинают “расползаться” по мере движения к реальным образцам. Но идея про гладкие адаптивные схемы – интересная. Я писал об этом ещё в 2007 году (там, кстати, есть даже видео).

(U.S. Air Force)

Впрочем, в той записке на dxdt.ru про адаптивные аэродинамические элементы упоминается гиперзвуковой полёт, а кроме того, сказано, что “придётся подождать лет тридцать”. Записка вышла в 2007 году – прошло только 18 лет.

Истребитель F-47, про который объявил в Штатах президент, это, похоже, развитие программы NGAD (Next Generation Air Dominance). Номер 47, кстати, совпадает с номером действующего президента Трампа. А сам истребитель назван аппаратом шестого поколения.

Вообще, ещё лет пятнадцать назад считалось, что “шестое поколение”, возможно, будет беспилотным, поскольку “беспилотность” и является фактором, отличающим шестое поколение от пятого. Но ситуация изменилась, нумерацию обновили, сказку сильно сократили, так что F-47, похоже, будет не просто обитаемым, но сразу двухместным. Это, конечно, предположение, ещё не ясно, что там вообще выйдет у “Боинга”. Тем не менее, выделенный оператор может гораздо эффективнее управлять дронами-беспилотниками и прочими системами, пока второй оператор пилотирует аппарат. С этим сложно поспорить. Двухместный истребитель, при прочих равных, тут заведомо выигрывает у одноместного. Я упоминал про преимущества двухместных истребителей не раз и, например, довольно давно, в 2009 году (сейчас уже про самолёты на dxdt.ru редко что-то выходит, но анонс F-47 штатовским президентом пропустить сложно).

На фото ниже – авиатор Чарльз К. Гамильтон (Charles K. Hamilton) запечатлён в самолёте (аэроплане) “Кёртисс”, начало 20 века. Возможно, даже, что это биплан “Кёртисс №2” (Reims Racer), который Гленн Кёртисс продал Чарльзу (заметьте, не Карлу) Гамильтону, а Чарльз Гамильтон, отличавшийся известной склонностью к авиационным происшествиям, через некоторое время разбил в Сиэтле (в 1910 году).

Обратите внимание, что для управления в этом самолёте, кроме педалей и штурвала, использовались и рычаги, установленные возле плечей пилота. Эти рычаги, – позволявшие отклонять элероны, управляя таким “мотоциклетным” способом самолётом по крену, – неплохо видно на увеличенном фрагменте.

(Источник фото: LOC.)

В новостях про DARPA, которое внедрило ИИ на борт истребителя для “полного” им, истребителем, управления, главный посыл в том, что, мол, давайте уже разрешим использовать “недетерминированные” (non-deterministic) “алгоритмы” даже для управления самолётами – это “безопасно” и “проверено” опытом. В самолёте много чего есть загадочного и недетерминированного, начиная с механизма образования подъёмной силы крыла – спросите любого лётчика или авиационного инженера. Но, вообще-то, одно дело, когда речь идёт действительно об алгоритме, выдающем труднопредсказуемый для внешнего наблюдателя результат, но, при этом, сам алгоритм вполне себе может быть записан и задокументирован, а совсем другое дело – когда в “недетерминированность” превращается принципиальная недоступность внутреннего устройства системы ИИ для понимания даже разработчиком.

“Недетерминированный” алгоритм, но в классическом понимании, может выдавать такую последовательность отклонений органов управления летательного аппарата, которая приводит к движению по сложной, псевдослучайной траектории, ведущей, тем не менее, в заранее заданную точку – давно известный подход, применяемый на практике. Кстати, применяется не только для управления полётом, но и в случае радиосигналов, как для защиты от помех, так и для затруднения обнаружения. В качестве другого примера алгоритма можно взять любой современный шифр, рассмотрев ситуацию, когда он используется со случайным ключом.

Понятно, что если траектория и манёвры некоторого робота предсказуемы заранее, то перехватить такого робота сильно проще. Поэтому и требуется некоторая степень недетерминированности. Однако подобные алгоритмы имеют вполне конкретное, – детерминированное, так сказать, – описание. А если описание конкретное, то его можно превратить не только в обозримый исходный код и прикрепить к документации, но даже и попытаться реализовать формальное доказательство корректности: для практических систем это вполне возможно, если, конечно, там не десять миллиардов коэффициентов, как в продвигаемых ИИ-решениях. Так и возникают разумные ограничения на использование некоторых систем, – а именно, “ИИ с LLM и пр.”, – на важных направлениях: не из того, что такие системы умеют выдавать “недетерминированный” результат (это и так возможно, без ИИ), а из того, что тут нельзя “детерминировать” общее описание поведения.

Однако в ближайшем будущем с системами ИИ/LLM всё может сложиться иначе: вместо обозримого кода и понятных параметров – миллиарды коэффициентов, подменяющие осознаваемую “недетерминированность” результата.

Несколько неожиданно, что пассажирский самолёт Boeing 737, у которого вчера на высоте почти пять тысяч метров вылетела фюзеляжная панель вместе с иллюминатором (и “дверью”), это, оказывается, совсем новый 737 Max 9, который только два месяца назад был выпущен, если верить статье The Guardian (по ссылке есть небольшое видео).

Пятнадцать лет назад на dxdt.ru появлялась, например, записка про историю со штатовским разведчиком U-2:

Архивное фото от NASA, запечатлевшее самолёт U-2 в “поддельной” раскраске, обозначающей принадлежность самолёта к NASA. Как сообщает само агентство, именно этот самолёт был представлен 6-го мая 1960-го года новостной прессе: якобы такие самолёты NASA использует для наблюдения за погодой. На самом же деле никаких U-2 тогда в распоряжении у NASA не имелось, а использовались эти высотные самолёты ЦРУ для разведывательных полётов над территорией СССР.

Полностью: https://dxdt.ru/2007/08/13/533/

Избранный Президент США, оказывается, предложил заменить F-35 на “сравнимые” F/A-18 Super Hornet. Ссылка на Twitter (похоже, это теперь официальный инструмент информирования):

Based on the tremendous cost and cost overruns of the Lockheed Martin F-35, I have asked Boeing to price-out a comparable F-18 Super Hornet!
(На основании громадных затрат и перерасхода средств на Lockheed Martin F-35, я запросил у Boeing расценки на сравнимый F-18 Super Hornet!)

Занимательное развитие супердорогой программы F-35. При этом принципиальных проблем с тем, чтобы установить на F-18 бортовое оборудование, сравнимое по характеристикам с F-35, нет. Самолёт, в качестве платформы, позволяет. Естественно, подобный проект обновления уже есть – он называется Advanced Super Hornet. В него, помимо общего уменьшения радиолокационной заметности, входит даже закрытый подвесной “отсек” для вооружения, который предлагалось размещать вдоль фюзеляжа. (Решение, конечно, несколько странное.) Однако более дешёвая платформа может нести больше ракет “за те же деньги”. При этом два самолёта, вообще говоря, оказываются более гибким решением, чем один, пусть и существенно менее заметный в некоторых конфигурациях, зато капризный и требующий немалых затрат на повседневное обслуживание.