YEN NES L BAL ST K ÇÖZÜCÜ NÜN FARKLI UYGULAMALARDA KULLANIMI

Transkript

1 YEN NES L BAL ST K ÇÖZÜCÜ NÜN FARKLI UYGULAMALARDA KULLANIMI Sevsay AYTAR ORTAÇ (a), Umut DURAK (b), Ümit KUTLUAY (c), Koray KÜÇÜK (d), Can CANDAN (e) (a) TÜB TAK-SAGE, Uçu Mekani i Birimi, 06261, Ankara, saytar@sage.tubitak.gov.tr (b) TÜB TAK-SAGE, Modelleme ve Benzetim Birimi, 06261, Ankara, udurak@sage.tubitak.gov.tr (c) TÜB TAK-SAGE, Uçu Mekani i Birimi, 06261, Ankara, ukutluay@sage.tubitak.gov.tr (d) TÜB TAK-SAGE, Modelleme ve Benzetim Birimi, 06261, Ankara, kkucuk@sage.tubitak.gov.tr (e) KKK.lı ı, Teknik ve Proje Yönetim Daire Ba kanlı ı, 06100, Ankara, ccandan@kkk.tsk.mil.tr ÖZET A.B.D nin Aberdeen Proving Ground (A.P.G) de bulunan Atı Cetvelleri Merkezi (FTAB) ve Norveç in Forsvarets Forsningsinstitutt (FFI) tarafından 1990 lı yılların ortasında ba layan sahra topçusunun teknik ate idaresi yeni nesil balistik çözücü geli tirme çalı maları, NATO Kara Grubu 4, Alt Grup 2 üyeleri tarafından ilgi ile kar ılanmı tır. Bu kapsamda Türkiye nin de içinde yeraldı ı geni bir katılım ile NATO Artillery Ballistic Kernel (NABK) ürünü geli tirilmi tir. Ürün zaman içinde sadece topçu de il hafif silah, havan ve topçu roketi gibi sistemlerin atı kontrol ihtiyacına yönelik olacak ekilde geni letilerek NATO Armaments Ballistic Kernel adını almı tır. NABK projesinin temel hedefi payla ılabilirlik ve yeniden kullanılabilirlik özelliklerine sahip yeni nesil balistik çekirde in geli tirilmesidir. Bugün ülkemiz dahil bir çok ülkenin atı kontrol sistemlerinde kullanılması, NABK in NATO emsiyesi altındaki payla ılabilirlik hedefine do ru emin adımlar ile ilerledi inin bir göstergesi olarak de erlendirilmektedir. Bu çalı mada aynı balistik çekirde in ülkemiz içinde birbirinden farklı alanlardaki üç çalı ma kapsamında nasıl kullanıldı ı anlatılmaktadır. Üç farklı yazılımda tek bir balistik çekirdek kullanarak Adedi Atı Cetveli, Grafik Atı Cetveli ve Bomba Atı Tabloları olu turulmu tur. Bu çalı ma NABK in yeniden kullanılabilirlik hedefine ula tı ı konusunda elimize güçlü kanıtlar sunmaktadır. Anahtar Kelimeler: Balistik çözücü, Adedi atı cetveli, Grafik atı cetveli, Bomba atı tabloları 73

2 IMPLEMENTATION OF NEXT GENERATION BALLISTIC SOLVER IN DIFFERENT APPLICATIONS The effort to develop a next generation ballistic solver for field artillery by Firing Tables and Aeroballistic Branch (FTAB) of Aberdeen Proving Ground (A.P.G) of United States and Forsvarets Forsningsinstitutt (FFI) of Norway during early 1990 s is anticipated with great interest by NATO Land Group 4, Subgroup 2. As a result of this effort, NATO Artillery Ballistic Kernel (NABK) is developed by an international team of different countries including Turkey. During years of development, light arms, mortars and rockets are included in the scope of NABK, now referred as NATO Armament Ballistic Kernel. The primary objective of NABK development project is sharability and reusability. As of today, it is used as the ballistic kernel in many NATO countries fire direction and control systems, including Turkey, and this can be regarded as a sign of NABK achieving its primary objectives. In this conference paper, the implementation of the ballistic kernel in three different applications is explained. Three softwares are developed using the same kernel for the generation of tabular firing tables, grafical firing tables and bombing tables. This work is a strong proof of NABK reaching its reusability objective. Keywords: Ballistic solver, Firing tables, Graphical firing tables, Bombing tables 1. G R 1990 yıllarında A.B.D nin Aberdeen Proving Ground (A.P.G) de bulunan Firing Tables and Aeroballistic Branch, (FTAB) ve Norveç in Forsvarets Forsningsinstitutt, (FFI) tarafından sahra topçusunun teknik ate idaresi için yeni nesil bir balistik çözücü geli tirme çalı ması ba latılmasına karar verilmi tir. Standart ve genel bir balistik çözücü geli tirme fikri NATO Land Group 4, Sub Group 2 (LG4/SG2) üyeleri tarafından ilgi ile kar ılanmı tır. Bunun sonucunda askeri uygulamalarda kabul görmü ADA dili kullanılarak NATO Artillery Ballistic Kernel (NABK) adı verilen yazılımın geli tirilmesi ve kodlama çalı maları ba latılmı tır 1. NABK yazılımının geli tirilme ve bakım sürecinde yeniden kullanılabilirlik ve payla ılabilirlik kavramları temel alınmı tır. NABK yazılımı kullanan ülkeler, kendi ihtiyaçları do rultusunda yazılıma yeni modüller eklemi lerdir. Bu süreç içinde sahra topçusu için geli tirilmekte olan NABK, kapsamı tüm karadan karaya silahları kapsayacak ekilde geni letilerek NATO Armaments Ballistic Kernel adını almı tır. Halen versiyon 9 geli tirme çalı maları devam eden yazılım mevcut versiyonlarıyla NATO ülkelerinin mühimmat de i tirilebilirli ini destekleyen, ortak kullanılan balistik çözücü konumuna gelmi tir. Türkiye çalı malara ilk olarak 1997 yılında katılmı tır. Yazılımın ilk sürümünün hazırlanmasında geli tirilme faaliyetlerine katkı sa lanmı ve Kara Kuvvetleri envanterinde bulunan silah sistemlerinin bu yazılım ile kullanılabilmesini sa layacak çalı malar yürütülmü tür 2 3 [4]. 74

3 Bu çalı mada NABK yazılımının farklı kullanım alanlarında elde edilen ba arılı uygulamaları sunulmaktadır. Bu uygulamalar 155 mm topçu mühimmatı için adedi atı ve grafik atı cetvellerinin olu turulmasını ve kargo uçak bombası balistik atı tablolarının hazırlanmasını kapsamaktadır. 2. NABK Geli tirilen NABK yazılımı dört ana katmandan olu maktadır. Bu katmanlar sırası ile Atı Kontrol Girdileri Veritabanı Katmanı, Hareket Denklemleri Katmanı, Hesaplama Katmanı ve Atı Görevi Katmanıdır. Bu katmanların kullanımı ile, belirli bir silah mevziiden, bilinen hava ko ullarında, özellikleri tanımlı mühimmat kullanılarak, tahrip edilmesi istenilen hedefe ula ılması için gerekli atı parametrelerinin bulunması olarak tanımlanan atı kontrol problemlerinin çözümüne hızlı ve hassas olarak ula ılmaktadır. Atı Kontrol Girdileri Veritabanı Katmanı (Fire Control Inputs Database Layer) planlanan atı görevi için gerekli atı esaslarının hesaplanmasında kullanılan atı kontrol verilerine (FCI) - tüm aerodinamik ve balistik - ula mayı sa lar. lgili atı kontrol verileri üç farklı ekilde i lenebilir: 1. Veriler metin tabanlı dosyalarda tutulur ve program çalı tı ında okunur. 2. Veriler yazılım derleme sırasında kodun içine gömülür. 3. lk iki yöntem birlikte kullanılır. Yukarıda sunulan yöntemlerden 2 veya 3 ün uygulanması durumunda ek bir önleme gerek kalmadan verilerin tamamının ya da bir bölümünün güvenli i sa lanmı olur. Hareket Denklemleri Katmanı (Equation of Motion Layer), ilgili mühimmatın tipine ba lı olarak üç serbestlik dereceli nokta kütle, geli tirilmi nokta kütle, güdümlü nokta kütle veya be serbestlik dereceli yörüngeleri hesaplar. Hesaplama Katmanı (Computation Layer) atı kontrol probleminin çözümü için gerekli hesaplamaların yapılmasından sorumludur. Bu katman atı kontrol girdileri katmanından aldı ı verileri hareket denklemleri katmanına göndererek hedefi vurmak için gerekli esasların iterasyon yöntemleri ile bulunmasını sa lar. Atı Görevi Katmanı (Fire Mission Layer) ise Hesaplama Katmanını kullanarak ate idaresinin yapılmasından sorumludur. Bu katman kullanılarak Metro, Emniyet Hudutları, lk Hız De i imleri, Hava Koridoru ve Sutre gibi unsurlar atı kontrolüne dahil edilir. NABK in bu katmanlı yapısı ve bu katmanlar arasındaki ili kiler ekil 3 de sunulmu tur. Bu katmanlı yapı eski örneklerden oldukça farklı olarak yazılım mühendisli i alanındaki geli melerin yansıtıldı ı tasarımı ile NABK in, uçu benzetimlerinden, adedi atı cetveli hazırlayan yazılımlara, lançer atı kontrol 75

4 sisteminden, taktik ate idare sistemlerine kadar farklı gereksinimlere farklı seviyelerde yeniden kullanım ile çözüm sunan bir balistik çözüm platformu haline gelmesini sa lamı tır. ekil 3 NABK Yazılımı levsel Yapısı 3. UYGULAMALAR Teknik ate idaresi için kullanılan araçların sonuçlarının tutarlılı ının sa lanması operasyonel açıdan çok önemlidir. Kullanılacak her yöntemde aynı atı esaslarının bulunması gerekmektedir. Pratik olarak bunun yansıması sahrada kullanılan adedi atı cetvellerinin, grafik atı cetvellerinin, ate idare kompüter sistemlerinin ve araçlar üzerinde ko an balistik yazılımların aynı sonuçları vermesi gereklili idir. NABK, tüm bu araçların aynı balistik çekirde i kullanması kavramı üzerine in a edilmi bir üründür. Bu bakı açısından yola çıkarak, üç farklı yazılımda tek bir balistik çekirdek kullanarak Adedi Atı Cetveli, Grafik Atı Cetveli ve Bomba Atı Tabloları olu turulmu tur Adedi Atı Cetvelleri Bu çalı manın motivasyonu, sahra topçusu tarafından atı esaslarının hesaplanması için yaygın olarak kullanılmakta olan adedi atı cetvellerinin di er atı kontrol sistemleri ile tutarlı sonuçlar vermesini sa layacak hazırlama yönteminin geli tirilmesidir. Bu gereksinimin gerçeklenmesi için di er ate 76

5 SAVTEK 2006, SAVUNMA TEKNOLOJİLERİ KONGRESİ idaresi araçlarında kullanılan standart balistik çözücünün kullanılması gerekmektedir. Bu amaçla sahrada bilgisayarla ateş idaresi için yaygın olarak kullanılan balistik çekirdek olan NABK 3.0 versiyonu üzerinde koşacak şekilde ADA 95 programlama dilinde NABK hesaplama katmanının servislerini kullanan bir adedi atış cetveli yazılımı geliştirilmiştir. Yazılımın akış şeması Şekil 4 de verilmiştir. Şekil 4. Adedi Atış Cetveli Yazılımı Akış Şeması Geliştirilen bu yazılım kullanılarak K.K.K.lığı envanterinde bulunan FIRTINA K/M ve PANTER Çekili obüsleri için bu silahlarla kullanılan tüm mühimmatın Adedi Atış Cetvelleri hazırlanmış, atışlı testlerle ilgili cetvellerin doğruluğu ve BAİKS2000, FIRTINA K/M Obüsü Atış Kontrol Sistemi gibi diğer atış kontrol sistemleri ile uyumluluğu teyit edilmiştir. 3.2 Grafik Atış Cetvelleri Grafik Atış Cetvelleri, Adedi Atış Cetvelleri gibi ilgili silah mühimmat eşleşmesi için atış esaslarının bulunmasında kullanılan araçlardır. Adedi atış cetvellerinden farklı olarak daha önce tanzim yapılmış mevziler için hızlı ve basit bir şekilde atış esasların bulunması için kullanılırlar. Şekil 5 de örnek bir grafik atış cetveli verilmiştir. 77

6 SAVTEK 2006, SAVUNMA TEKNOLOJİLERİ KONGRESİ Şekil 5. Örnek Grafik Atış Cetveli Adedi atış cetveli yazılımına benzer olarak atış kontrol verileri ile uyumlu atış esası üretebilen grafik atış cetveli hazırlama yazılımı ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Bu yazılım NABK 7.0 çekirdeğinin üzerinde koşacak şekilde iki bileşen olarak tasarlanmıştır. Birinci bileşen NABK hesaplama katmanının ilgili servislerini kullanarak Grafik Atış Cetvelinin çizilmesi için gerekli verililerin hazırlanmasından sorumludur. İkinci bileşen ise birinci bileşen tarafından hazırlanan ilgili verilerin AutoCAD platformu üzerinde K.K.K.lığı talimnamelerine uygun biçimde çizdirilmesinden sorumludur. Verilerin hazırlanmasından sorumlu olan bileşen NABK ile arayüz problemlerinin en aza indirilmesi amacı ile ADA 95 programlama dili kullanılarak hazırlanmış, Grafik Atış Cetvellerini çizmekten sorumlu bileşen, AutoCAD üzerinde koşacak AutoLISP betikleri halinde geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılımın akış şeması Şekil 6 de verilmiştir. Şekil 6. Grafik Atış Cetveli Hazırlama Yazılımı Akış Şeması İlgili yazılım kullanılarak K.K.K.lığı envanterine alınacak dipten yanmalı, geliştirilmiş klasik cephane içeren kargo mühimmat için grafik atış cetvelleri 78

7 hazırlanmı ve adedi atı cetveli ve ate idare kompüter sistemi gibi di er atı kontrol sistemleri ile uyumlu atı esası üretebildi i do rulanmı tır. 3.3 Bomba Atı Tabloları Hedefin havadan taaruzunda harekat planlama a amasında kullanılacak mühimmatın balistik ve aerodinamik özelliklerinin do ru olarak bilinmesi, bu veriler kullanılarak uçu özelliklerin belirlenmesi ve bu özelliklerin pratik kullanım için tablo formatında hazırlanmı olması gerekmektedir. Harekatın hassas olarak planlanabilmesi için taarruz irtifası, mühimmat bırakma hızı ve açısı, güvenli kaçı için minimum ve hedefin etkin ekilde tahribi için gerekli tapa saniyesi, mühimmatın hedef üzerinde istenilen da ılım paterninin elde edilebilmesi için gerekli mühimmat sayısı gibi parametrelerin bulundu u tablolar, do rulu unu kanıtlamı bir araç kullanılarak hazırlanmı olmalıdır. Bu amaçla geli tirilmi olan Bomba Atı Tabloları Yazılımı, NABK in topçuluk dı ında kullanılması açısından önemli bir adım olarak de erlendirilmektedir. Bu çalı mada dünyada ilk defa NABK yazılımı hava platformundan bırakılan mühimmatın atı kontrolü için kullanılmı tır. Bomba Atı Tabloları Yazılımı NABK 7.0 çekirde ini üzerinde Hesaplama Katmanının ve Hareket Denklemleri Katmanının ilgili servislerini kullanmaktadır. ADA 95 programla dili ile geli tirilen yazılım dört ayrı i levsel bile enden olu maktadır. Bu bile enlerden ilki uça ın düz uçu ve dalı ko ullarında bomba bırakmak için gerekli bomba atı ko ullarının hesaplamasında kullanılan tabloyu hazırlamakta, ikincisi uça ın simetrik tırmanma (loft) manevrası sırasındaki bomba bırakması için kullanılan tabloları, üçüncü bile en birden fazla bombanın ardı ık olarak bırakıldı ı atı larda kullanılan tabloları hazırlamaktadır. Sonuncu bile en ise çok amaçlı geli tirilmi kargo uçak bombası için uça ın güvenli kaçı mesafesini tanımlayan tabloları olu turmaktadır. Adedi Atı Cetveli ile benzer bir akı a sahip olan yazılım NABK i bomba, bombacık yörüngeleri ve atı esaslarının hesaplanması için kullanmaktadır. Bomba Atı Tabloları Yazılımı akı eması ekil 7 de verilmi tir. 79

8 SAVTEK 2006, SAVUNMA TEKNOLOJİLERİ KONGRESİ Şekil 7. Bomba Atış Tabloları Yazılımı Akış Şeması Geliştirilen bu yazılım kullanılarak Hv.K.K.lığı envanterine alınması planlanan çok amaçlı geliştirilmiş kargo uçak bombası için Bomba Atış Tabloları hazırlanmıştır. 4. SONUÇ Yürütülen çalışmalar ile bilgisayarlı atış idare ve uçuş benzetimlerinde kullanılan atış kontrol verileri ile pratik uygulamalarda kullanılan adedi atış cetvelleri, grafik atış cetvelleri ve bomba atış tabloları oluşturulmuştur. Çalışmalar sonrası gerçekleştirilen karşılaştırmalı testler aynı çekirdeği kullanan farklı atış kontrol sistemlerinin birbiri ile uyumlu atış esası üretebildiğini doğrulamıştır. İlgili mühimmatın atış konrol verileri kullanılarak, NABK gibi NATO bünyesinde standartlaşmış bir araçla hazırlanan bu tablolar çok yüksek maliyetli uçuş/atış doğrulama testleri ihtiyacını ortadan kaldırmıştır. Bununla birlikte bu çalışmalarda geliştirilen üç farklı uygulama, NABK in yeniden kullanılabilirlik hedefine ulaştığı konusunda elimize güçlü kanıtlar sunmaktadır. KAYNAKÇA 1. Sowa J.A., Lieske, R.F., Matts J.A., Miller J.L., Ballistic Kernels Sharable Fire Control and Ballistic Simulation Software, Firing Tables and Aeroballistics Branch Information Report, FTAB-IR-32, Dündar B., Nato Artillery Ballistic Kernel, Ateş Desteği Otomasyonu 2000 Sempozyumu, Polatlı, Ankara,

9 3. Özemre M., Nato Artillery Ballistic Kernel Yazılımının Topçu Otomasyon Çalı malarının Bünyesinde Roketler için kullanılması, Topçu ve Hava Savunma Sempozyumu, Polatlı, Ankara, Durak U., Dayanç K., Elaldı F., Anla an Ö., Topçu Roketlerinin Atı Kontrol Sistemleri için Yeni Nesil Balistik Çözücü, USMOS 05 Birinci Savunma Uygulamaları Modelleme ve Simülasyonu Konferansı, Ankara,