Un raport al Europol despre interoperabilitatea civil-militară a infrastructurii de comunicații, navigație și supraveghere (CNS) arată că a sosit momentul definirii unui sistem CNS care să ofere dublă utilizare.
Acest lucru ar putea fi realizat profitând de noi oportunități de interoperabilitate civil-militar, cum ar fi conceptele emergente bazate pe performanță. Prin partajarea îmbunătățită a datelor, furnizarea de servicii virtuale și de la distanță și creșterea ATM/CNS. Dar și prin predominanța avionicii, cuplată cu abordări tehnice intensive în software.
Invazia rusă în Ucraina din februarie 2022 a dus la creșterea treptată a cheltuielilor de apărare ale Europei, accelerând planurile de introducere a unei noi generații de sisteme de arme. Un număr mare de active militare de vârf, cum ar fi a 5-a generație de avioane de luptă F-35 Joint Strike Fighter, vor fi în curând operaționale în Europa, ceea ce aduc cu ele cerințe suplimentare de spațiu aerian și infrastructură. Și industria de apărare se aliniază pentru a introduce multe alte sisteme de arme avansate. Prin urmare, interoperabilitatea civil-militară a devenit din ce în ce mai importantă.
În paralel, infrastructura de comunicații, navigație și supraveghere (CNS) a aviației civile este transformată digital. Aceasta oferă o oportunitate unică de a dezvolta și implementa un sistem CNS cu dublă utilizare care este capabil să găzduiască și să integreze fără probleme operațiunile aeriene militare. Un astfel de sistem poate fi realizat doar printr-un nou amestec de soluții inovatoare de interoperabilitate civil-militar, care sunt adaptate naturii centrate pe date a serviciilor moderne de trafic aerian – și rezolvă nepotrivirea avionică cu care se confruntă multe aeronave militare.
Principalele descoperiri
● Viitoarea infrastructură CNS a aviației trebuie să aibă o natură cu dublă utilizare pentru a susține cerințele particulare ale diverșilor utilizatori ai spațiului aerian.
● Interoperabilitatea CNS civil-militară trebuie să beneficieze de partajarea îmbunătățită a datelor/„date mari”, de conceptele CNS în curs de dezvoltare ale OACI bazate pe performanță și de avionică de ultimă oră bazată pe software.
● Soluțiile inovatoare de interoperabilitate trebuie dezvoltate prin inițiative pragmatice de cercetare industrială (SESAR 3 JU și altele).
● O abordare bazată pe performanță trebuie să fie favorizată pentru a permite armatei să-și folosească propriul echipament CNS disponibil atunci când caută respectarea cerințelor civile.
● Noul sistem cu dublă utilizare trebuie să fie rezistent și să atenueze vulnerabilitățile de securitate, abordând criptarea datelor, protecția împotriva bruiajului, întreruperile GNSS și ascunderea parametrilor de supraveghere.
● O atenție deosebită trebuie acordată apariției tehnologiilor disruptive și noilor provocări legate de eficiența și partajarea spectrului.
● Furnizarea CNS trebuie aliniată cu obiectivele de durabilitate prin îmbunătățirea eficienței zborului.
O nouă abordare a interoperabilității
Agresiunea Rusiei asupra Ucrainei a confirmat rolul vital al forțelor armate europene în protejarea securității naționale și a intereselor de apărare. Acest lucru se bazează în mare măsură pe asigurarea faptului că mijloacele militare din întreaga Europă sunt extrem de mobil. Cu acces nerestricționat la spațiul aerian și aerodromuri crucial în acest sens.
În fiecare an, rețeaua europeană de aviație gestionată de EUROCONTROL prelucrează aproximativ 200.000 de zboruri militare de stat sub statut de General Air Traffic (GAT). Aceste zboruri sunt activate de o infrastructură de comunicații, navigație și supraveghere (CNS) care este adesea deținută/operată de furnizorii de servicii de trafic aerian civil.
Multe dintre aceste zboruri sunt efectuate de aeronave militare neechipate sau dovedesc o nepotrivire cu capacitățile civile ATM/CNS necesare. Prin urmare, acomodarea acestora se bazează pe scutiri de echipament. Pe măsură ce conectivitatea și automatizarea cresc, există o presiune suplimentară pentru cercetarea industrială pentru a furniza soluții de interoperabilitate civil-militară care sunt adaptate contextului tehnologic în evoluție rapidă.
Cerințele aviației civile devin agnostice de tehnologie.
Centricitatea rețelei este din ce în ce mai mare, iar avionica militară modernă face parte din „arhitecturile integrative funcționale”, utilizând un cockpit plin de sticlă, sisteme vizuale îmbunătățite, radare multifuncționale cu matrice scanate electronic, fuziune de date la bord, antene inteligente și radiouri definite de software. Cu toate acestea, vulnerabilitățile cibernetice cresc exponențial în fiecare zi.
Acest context tehnologic oferă oportunități pentru soluții de inginerie noi și inventive care sprijină interoperabilitatea civil-militar, bazându-se pe puterea „big data” și a abordărilor bazate pe performanță. Opțiunile de interoperabilitate bazate pe „abordarea bazată pe echipamente” tradiționale nu vor mai funcționa.
Îndrumări cheie în această privință vor fi oferite de Planul de evoluție CNS, care urmează să fie dezvoltat pe baza recomandărilor și a planului de acțiune din partea Grupului consultativ CNS al Grupului la nivel înalt pentru SES, condus de Comisia Europeană.
O „Strategie CNS militară” aferentă este coordonată de Agenția Europeană de Apărare (EDA), cu contribuții din partea EUROCONTROL, NATO și alte state, care se dorește a fi o sursă fundamentală de cerințe militare.
Trebuie dezvoltat un adevărat sistem civil-militar cu dublă utilizare, pornind de la lucrările realizate prin intermediul proiectului comun SESAR 3 sau al altor inițiative de cercetare, în care EUROCONTROL va oferi o contribuție substanțială la nivel tehnic în cadrul parteneriatelor industriale dedicate. Accentul trebuie să fie pe creșterea interoperabilității, evitarea modernizării greoaie, abordarea vulnerabilităților de securitate, confruntarea cu congestionarea spectrului radio, respectarea obiectivelor de durabilitate și răspunsul la cerințele identificate de autoritățile naționale.
Abordarea evoluției infrastructurii
În întreaga Europă, infrastructura CNS a aviației civile a început o călătorie de transformare care va aduce o creștere exponențială a nivelurilor de automatizare, interconectivitate și partajare a datelor – toate acestea punând totuși noi provocări de siguranță și securitate.
Se așteaptă să apară o infrastructură complet digitalizată, cu lățime de bandă mare și cu latență redusă cu:
● un mediu de partajare a datelor centrat pe rețea și distribuit
● dependență puternică de tehnologiile prin satelit
● o nouă generație de tip datalink aer-sol
tehnologii de comunicare
● o evoluție de la navigație convențională la navigație de zonă
(navigație bazată pe performanță, PBN)
● un mix optim” de tehnologii de supraveghere (SSR Mode S, WAM și ADS-B).
Viitoarele sisteme CNS trebuie să fie eficiente din punct de vedere al spectrului de frecvență radio (RF), bazate pe performanță, extrem de integrate și raționalizate. Mecanismele de monitorizare a performanței vor fi primordiale.
Orice inițiativă de interoperabilitate trebuie să fie în concordanță cu deciziile naționale conexe, cu accent pe armonizare, defragmentare și reducerea costurilor.
Se va păstra un strat de tehnologii existente, desemnate ca rețele operaționale minime (MON), pentru a completa implementarea noilor tehnologii și pentru a face sistemul general ATM mai rezistent.
Coordonarea și partajarea spectrului RF electromagnetic reprezintă o provocare majoră de interoperabilitate, iar asigurarea eficienței spectrului RF este vitală ori de câte ori sunt planificate noi sisteme.
Sunt necesare studii tehnice pentru a aborda partajarea și compatibilitatea spectrului RF; pentru a evalua interferențele de radiofrecvență, performanța tehnică CNS și calitatea serviciului, detectarea supravegherii, acoperirea și integritatea NAVAID; precum și să asigure soluții de interfață și să pună în aplicare măsuri tehnice de securitate.
CNS bazat pe performanță pentru a spori interoperabilitatea civil-militară
Beneficiile CNS bazate pe performanță
Conceptele CNS bazate pe performanță ale OACI permit o evoluție de la operațiuni bazate pe echipamente prescriptive la furnizarea de servicii bazate pe performanță independentă de tehnologie, adaptate pentru a îndeplini cerințele operaționale și tratând CNS ca pe un sistem complet integrat.
Această schimbare de paradigmă va permite utilizatorilor spațiului aerian să raționalizeze sistemele aeropurtate prin personalizarea echipamentelor aeriene necesare, permițând potențiale sinergii între COM, NAV și SUR.
Valori CNS bazate pe performanță
Indicatorii de performanță care trebuie îndepliniți trebuie selectați în conformitate cu mediul operațional specific.
Conceptul PBN al OACI specifică că cerințele de performanță ale sistemului de navigație al aeronavei ar trebui definite în termeni de precizie, integritate, continuitate și funcționalitate.
CNS bazat pe performanță aplicat interoperabilității civil-militare
Pentru a depăși nepotrivirile echipamentelor, autoritățile naționale pot decide să aplice procese alternative bazate pe performanță, care să permită utilizarea echipamentelor militare disponibile pentru a se conforma cerințelor ATM/CNS de origine civilă, pe baza parametrilor de performanță.
Eforturile de cercetare trebuie să ofere soluții tehnice și metodologii care să demonstreze fezabilitatea reutilizarii echipamentelor și abordări bazate pe performanță pentru interoperabilitatea civil-militară. Decizia de implementare aparține autorităților naționale.
Partajarea datelor ca multiplicator de interoperabilitate civil-militar
Contextul datelor
Evoluțiile viitoare ale aviației vor fi conduse de un schimb îmbunătățit de date. Centrarea în rețea va fi un alt atu esențial. Viitoarele sisteme aeriene și terestre, inclusiv cele de la aeroporturi, se așteaptă să evolueze într-o infrastructură unică integrată, permițând rețelei să găzduiască creșterea traficului aerian și să crească performanța sistemului într-un mediu intermodal.
La baza acestei infrastructuri integrate va fi noul sistem EUROCONTROL Network Manager, iNM (integrated Network Management). Programul de transformare digitală iNM, parte a foii de parcurs pentru Transformarea rețelei 2030 a EUROCONTROL, va accelera tranziția către un mediu bogat în informații digitale care să susțină întreaga gamă de funcții aviatice.
Astfel de operațiuni intensive de date se vor baza pe sisteme de comunicații de mare viteză și latență scăzută, care sunt puternic interconectate, profitând de tehnologiile de protocol Internet și de conectivitatea aer-sol. Avionica aeronavei va accesa depozite de date de la sol actualizate aproape în timp real.
Îmbunătățirea schimbului de date va stimula în mod decisiv o mai bună integrare a operațiunilor militare în aviația generală
Furnizare de servicii de la distanță
Partajarea extinsă a datelor de zbor este, de asemenea, baza pentru virtualizarea ATS și operațiunile de la distanță. Planurile de zbor corelate, rețelele de siguranță, funcționalitățile sistemului de procesare a datelor de zbor (FDPS) și alte resurse de informații ATC pot fi partajate de la distanță, contribuind la îmbunătățirea coordonării, siguranței și raționalizării infrastructurii.
Virtualizarea serviciilor de navigație aeriană, utilizarea FDPS comună și prelucrarea de la distanță a datelor operaționale pot fi un multiplicator major de integrare civil-militar.
Un exemplu din ultimii ani de beneficii ale serviciilor de la distanță pentru interoperabilitatea civil-militară a fost inițiativa Sistemului ATS partajat (SAS), când sistemul de control al traficului aerian al Centrului de control al zonei superioare (MUAC) al EUROCONTROL din Maastricht a devenit pe deplin operațional la Forțele Aeriene Regale Olandeze ( RNLAF) Stația de control a operațiunilor aeriene de la Nieuw Milligen și la șapte baze aeriene. Între timp, RNLAF a fost mutat la LVNL Schiphol, ca parte a unui proiect de integrare, și a încetat să mai folosească SAS. Această experiență valoroasă poate oferi beneficii altor organizații care doresc să urmeze sinergii similare.
MUAC a fost un pionier în acest domeniu prin dezvoltarea ATM Data as a Service (ADaaS).
Proiectul ADaaS a investigat măsura în care serviciile de date ATM pot fi furnizate de sistemul ATM interoperabil al unui furnizor de servicii de date ATM (ADSP) către una sau mai multe unități civile de servicii de trafic aerian (ATSU), toate acestea fiind mai aproape de concept. a centrelor de date.
Demonstratorul ADaaS a folosit radare locale, servicii de urmărire și rețea de siguranță, dar este alimentat de serviciile sistemului de procesare a datelor de zbor la distanță de la MUAC. Acest proiect a demonstrat cum ar putea fi implementat un centru de date de ultimă generație de la care un ADSP poate furniza servicii către ATSU la distanță.
ADaaS este alimentat de servicii de sistem de procesare a datelor de zbor la distanță de la MUAC.
Dacă autoritățile naționale decid acest lucru, operațiunile militare pot beneficia de depozite de „date mari”, FDPS comun centralizat și furnizarea de la distanță pentru a sprijini compilarea imaginilor aeriene, identificarea zborului, partajarea datelor de supraveghere, accesul la date de zbor actualizate și informații aeronautice, după cum precum și sprijin pentru gestionarea spațiului aerian, date meteorologice etc.
Partajarea intensivă a datelor implică totuși anumite riscuri, ceea ce necesită aplicarea unei politici de securitate solide de fiecare dată când se fac schimb de date sensibile sau când sistemele trebuie să fie interconectate.
Noțiunea de CNS cu dublă utilizare
Infrastructura CNS cu dublă utilizare oferă capacitatea unei singure infrastructuri subiacente de a susține comunicații bidirecționale, definirea și urmărirea poziției de navigație, precum și servicii de identificare și separare de supraveghere, pentru mai multe categorii de utilizatori ai spațiului aerian.
O abordare CNS cu dublă utilizare are sens atunci când autoritățile naționale, ca răspuns la tendința de creștere a furnizorilor de servicii publice care gestionează traficul militar, au determinat necesitatea furnizării de servicii mixte.
Cum se poate realiza
Elementele de bază ale unei infrastructuri CNS cu dublă utilizare trebuie să fie planuri naționale de dezvoltare a CNS. Zonele de coerență transfrontalieră între segmentele CNS naționale trebuie identificate pentru armonizare și optimizare transnațională.
Uneori, în funcție de cerințe, operațiunile militare se pot baza pe facilitatorii CNS gestionați de ANSP-uri civile care păstrează elementele de infrastructură necesare pentru a gestiona platformele militare (vechite) (de exemplu, UHF pentru comunicațiile voce aer-sol). Componentele resurselor militare CNS pot fi luate în considerare pentru a îmbunătăți furnizarea infrastructurii comune generale (de exemplu, TACAN ca parte a VORTAC, PSR).
Din perspectiva furnizării de servicii, o abordare CNS cu dublă utilizare (conform Figura 5) trebuie să fie în concordanță cu selecția judicioasă de către autoritățile naționale a uneia sau mai multor dintre următoarele (nu se exclud reciproc) propune:
● scutiri de echipament și manipulare specială de către ATC
● reutilizarea sau adaptarea avionicii militare pentru susținerea civilă
cerințe
● suport suplimentar la sol (de exemplu, multilink)
● echipați „cât de civil” (când este posibil).
Prin urmare, utilizarea dublă va consta într-o combinație optimă de acomodare, interoperabilitate și integrare aliniată cu mediul CNS local.
Concluzii cheie
Agresiunea în curs a Rusiei împotriva Ucrainei a pus sub atenția nevoia ca aviația militară să poată desfășura prompt mijloace militare în toată Europa. Acest lucru necesită o viitoare infrastructură CNS cu o dublă utilizare pentru a susține cerințele speciale din partea armatei și a altor utilizatori ai spațiului aerian.
Îmbunătățirea schimbului de date/„datele mari”, conceptele emergente CNS bazate pe performanță ICAO și avionica de ultimă oră bazată pe software sunt tendințe care vor facilita obiectivele de interoperabilitate CNS civil-militare. Inițiativele de interoperabilitate vor beneficia într-adevăr de creșterea exponențială a schimburilor de informații, de noi cerințe definite pe baza abordărilor agnostice de echipamente și de tehnologii bazate pe software care susțin noile forme de undă în opoziție cu evoluția hardware greoaie.
O viitoare infrastructură cu dublă utilizare și imperativele de interoperabilitate aferente pot deveni realitate doar dacă inițiativele de cercetare pentru a furniza soluții militare integrative sunt intensificate. Cercetările actuale rămân insuficiente și, în multe cazuri, nu sunt adaptate la paradigmele tehnologice emergente. Soluțiile inovatoare de interoperabilitate trebuie intensificate și dezvoltate prin inițiative pragmatice de cercetare industrială (SESAR 3 JU și altele).
Abordările bazate pe performanță trebuie să fie favorizate pentru a permite armatei să-și folosească propriul echipament CNS disponibil atunci când caută respectarea cerințelor civile. Modernizările echipamentelor nu mai sunt viabile atunci când este în joc interoperabilitatea civil-militară (cabinete de sticlă, lipsa spațiului de integrare etc.).
O infrastructură CNS optimizată și avansată din punct de vedere tehnologic, cu o dublă utilizare, va prezenta niveluri mai ridicate de automatizare și conectivitate, care ridică preocupări suplimentare de securitate, iar centrarea netă și natura sa distribuită ridică noi provocări de reziliență. Un astfel de sistem nou cu dublă utilizare trebuie să fie rezistent și să atenueze vulnerabilitățile cibernetice, abordând criptarea datelor, protecția împotriva bruiajului, întreruperile GNSS și ascunderea parametrilor de supraveghere.
Viitoarele inițiative civil-militare trebuie să acorde o atenție deosebită naturii specifice a noilor tehnologii perturbatoare (de exemplu, apariția inteligenței artificiale, calculului cuantic etc.) și noilor provocări legate de eficiența și partajarea spectrului. Paradigma tehnologiei aviației evoluează rapid. O nouă generație complet digitalizată și cu lățime de bandă mare de comunicații de date aer-sol, dependența de semnale prin satelit și de conectivitate distribuită prin protocolul de internet bazată pe stive de protocoale armonizate și modele de date standardizate vor influența grav interoperabilitatea cu sistemele militare. Concurența acerbă pentru benzile de spectru se va intensifica pe măsură ce alte sectoare concurează pentru spectru.
Infrastructura CNS trebuie să evolueze pentru a oferi câștiguri de eficiență energetică și, de asemenea, o eficiență îmbunătățită a zborului, care să contribuie la obiectivele de decarbonizare a aviației. Operatorii militari au luat deja măsuri concrete în acest domeniu și trebuie să rămână contribuitori la astfel de obiective importante.
