Московский государственный университет путей сообщения
Опубликован: 15.05.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 5410 / 2738 | Оценка: 3.94 / 3.27 | Длительность: 21:21:00
ISBN: 978-5-9556-0095-6
Специальности: Историк
Лекция 12:

Информационные технологии в различных областях деятельности

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА)

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) — летательный аппарат без экипажа на борту. По существу, это робот, снабженный крыльями или вертолетным винтом. Различают беспилотные летательные аппараты:

  • беспилотные неуправляемые;
  • беспилотные автоматические;
  • беспилотные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты ( ДПЛА )
  • конвертопланы - с поворотными винтами — летательные аппараты, совмещающие вертикальный взлёт и посадку вертолёта со скоростью перемещения турбовинтового самолёта.

Беспилотные летательные аппараты делятся по таким параметрам, как масса, время, дальность и высота полёта. Выделяют следующие классы аппаратов:

  • "микро" (условное название) — массой до 10 килограммов, временем полёта около 1 часа и высотой до 1 километра;
  • "мини" — массой до 50 килограммов, временем полёта несколько часов и высотой до 3 — 5 километров;
  • средние ("миди") — до 1 000 килограммов, временем 10—12 часов и высотой до 9—10 километров;
  • тяжёлые — с высотами полёта до 20 километров и временем полёта 24 часа и более.

Разведывательный БПЛА "Пчела"

Для определения координат и земной скорости современные БПЛА, как правило, используют спутниковые навигационные приёмники (GPS или ГЛОНАСС). Углы ориентации и перегрузки определяются с помощью гироскопов и акселерометров.

В качестве управляющей аппаратуры, как правило, используются специализированные вычислители на базе цифровых сигнальных процессоров или компьютеры формата PC/104, MicroPC/104 под управлением операционных систем реального времени.

Самолеты и вертолеты использовались для целей воздушной разведки с начала ХХ века, в первой мировой войне, во второй мировой войне и в послевоенное время. В качестве управляющей аппаратуры, как правило, используются специализированные вычислители на базе цифровых сигнальных процессоров или компьютеры.

Беспилотные аппараты позволяют сохранить жизнь пилотов. В этом их основная ценность. Даже, когда их сбивают, они передают информацию до самого момента их падения.

Начали применять БПЛА еще в 10-е годы ХХ века, но широкое распространение они получили за последние 10 лет. Разрабатываются они авиационными концернами США, Великобритании, России, Франции, южной Кореи.

Тяжелый средневысотный разведывательно-ударный беспилотный летательный аппарат Дань-Барук большой продолжительности и дальности полета.

Тяжелый средневысотный разведывательно-ударный беспилотный летательный аппарат Дань-Барук большой продолжительности и дальности полета.

Тактико-технические характеристики БПЛА Дань-Барук:

  • Взлетная масса, кг до 500;
  • Масса двух контейнеров со средствами поражения, кг 30;
  • Масса целевой нагрузки, кг до 90;
  • Длина, мм 4600;
  • Размах крыла, мм 5630;
  • Диапазон скоростей горизонтального полета, км/ч 150…300;
  • Диапазон высот полета над уровнем моря, м 50…6000;
  • Диапазон высот ведения разведки, м 400…6000;
  • Радиус действия, км 150;
  • Максимальная продолжительность полета с вооружением, ч 10;
  • Максимальная продолжительность полета без вооружения, ч 15.
БПЛА Mantis (Великобритания) в разведывательном полете

БПЛА Mantis (Великобритания) в разведывательном полете

В США разработкой БПЛА занимаются крупные авиационные концерны Воинг, Локхид, Сикорский и др. Концерн Сикорский создал уже несколько типов беспилотных вертолетов с вертикальным взлетом и посадкой. Одним из лидером среди производителей БПЛА является Израиль. Самолётами израильских производителей пользуются десятки стран. В 2009 году была закуплена партия израильских БПЛА для Вооруженных Сил России. Ведутся переговоры об организации совместного предприятия в России по выпуску БПЛА.

БПЛА Hermes-450S отличается большой продолжительностью полета. В состав его силовой установки входят поршневой двигатель британского производства мощностью 52 лошадиные силы с толкающим двухлопастным воздушным винтом. Разведывательное оборудование включает телевизионную и тепловизионную камеры, установленные в нижней части фюзеляжа на гиростабилизированной платформе, и радиолокационную станцию кругового обзора.

БПЛА Hermes-450S

БПЛА Hermes-450S
беспилотник Panther (Израиль)

беспилотник Panther (Израиль)
БПЛА Израиля

БПЛА Израиля
Американский БПЛА палубного базирования для авианосца

Американский БПЛА палубного базирования для авианосца

Наиболее перспективными являются бесспилотные конвертопланы.

Это гибриды самолета и вертолета - преобразуемые летательные аппараты с поворотными винтами, которые на взлёте и посадке работают как несущие, а в горизонтальном полёте как тянущие (при этом подъёмная сила обеспечивается крылом самолётного типа).

Конвертоплан с поворотными винтами

Конвертоплан с поворотными винтами

Криптография

Криптография - это наука о том, как обеспечить секретность сообщения, а криптоанализ - это наука о том, как вскрыть шифрованное сообщение, то есть как извлечь открытый текст, не зная ключа. Криптографией занимаются криптографы, а криптоанализом занимаются криптоаналитики.

Тайная передача сообщений, незаметная для окружающих непосвященных лиц, существует с древних времен. Примером может служить язык жестов, широко используемый фокусниками и карточными шулерами. С помощью таких тайных жестов ассистент подсказывает фокуснику во время сеанса на глазах у зрителей, а пара шулеров подсказывают друг другу ходы во время игры на глазах ничего не подозревающих партнеров.

Экзотический метод использовался американцами во время второй мировой войны: корабли ВМФ США осуществляли связь на языке малочисленного и компактно проживающего индейского племени. На каждом корабле было несколько индейцев-"шифровальщиков", а у противника не было практически никаких шансов раздобыть себе такого "криптографа".

Криптография в прошлом использовалась лишь в военных целях. Однако сейчас, с становлением информационного общества, она становится центральным инструментом для обеспечения конфиденциальности.

Криптография занимается всеми видами секретного обмена сообщениями, включая тайную переписку, аутентификацию (установление подлинности, от греч. authentikos - подлинный), цифровые подписи, электронные деньги и многое другое.

Для письменных сообщений криптография - это тайнопись, система изменения письма с целью сделать текст непонятным для непосвященных лиц.

С возникновением письменности задача обеспечения секретности и подлинности передаваемых сообщений стала особенно важной. Ведь сообщение, переданное словесно или показанное жестами, доступно для постороннего только в момент передачи, а в его авторстве и подлинности у получателя никаких сомнений не возникает, потому что он видит своего собеседника. Когда же сообщение записано на бумаге, оно уже живет отдельной жизнью и существует в материальном мире гораздо более длительный промежуток времени. И у людей, желающих ознакомиться с его содержанием против воли отправителя и получателя, появляется гораздо больше возможностей сделать это. Поэтому после возникновения письменности появилось искусство тайнописи, искусство "тайно писать" - набор методов, предназначенных для секретной передачи записанных сообщений от одного человека другому.

В истории человечества насчитывается большое число способов секретного письма, многие из которых были известны еще в древности.

В некоторых способах тайного письма используются физические особенности носителей информации. Так, например, симпатические чернила исчезают вскоре после написания ими текста или невидимы с самого начала. Но их можно снова сделать видимыми, обработав документ специальным химическим реактивом или осветив лучами определенной части спектра, обычно - ультрафиолетом. Метод стеганографии заключается в том, что передаваемый текст "растворяется" в сообщении большего размера с совершенно "посторонним" смыслом. Но если взять и извлечь из него некоторые символы по определенному закону, например - каждый второй, или третий, и т.д., получается конкретное тайное сообщение.

Стеганография бывает полезна, когда необходимо не просто передать секретное сообщение, а секретно передать секретное сообщение, то есть скрыть сам факт его передачи.

Суть шифрования - не скрывать сам факт передачи сообщения, но сделать его недоступным посторонним. Для этого сообщение должно быть записано так, чтобы с его содержимым не мог ознакомиться никто, за исключением самих корреспондентов. Шифрование является преобразованием сообщения по определенным правилам, что делает его бессмысленным набором знаков для непосвященного в тайну шифра человека. Предполагается, что тайнопись была известна в древнем Египте и Вавилоне. Искусство секретного письма использовалось в древней Греции. Первые действительно достоверные сведения с описанием метода шифрования относятся к древнему Риму. Они описывают шифр Цезаря - способ, которым Юлий Цезарь прятал свои записи от излишне любопытных глаз. Шифр Цезаря был предельно прост: в нем каждая буква сообщения заменялась на следующую за ней по алфавиту. Однако для того времени, когда умение читать и писать было редким исключением, применение даже такого простого шифра решало проблему секретности передаваемого сообщения.

Чем оживленнее велась переписка в обществе, тем большая ощущалась потребность в средствах ее засекречивания. Соответственно, возникали все более совершенные и хитроумные шифры. Сначала при заинтересованных лицах появились шифровальщики, потом группы из нескольких шифровальщиков, а затем и целые шифровальные отделы. Шифрование сначала осуществлялось вручную, позднее были изобретены сравнительно несложные механические приспособления, поэтому использовавшиеся тогда шифры были достаточно простыми и несложными.

Когда объемы подлежащей закрытию информации стали критическими, в помощь людям были созданы более сложные механические устройства для шифрования, например, немецкая шифровальная машина Энигма. Основными потребителями криптографических услуг были дипломатические и шпионские миссии, тайные канцелярии правителей и штабы войсковых соединений и флотов, военные корабли. Так, все немецкие подводные лодки были оснащены шифровальными машинами "Энигма". Английская шифровальная служба сумела получить образец машины "Энигма" с затонувшей немецкой подводной лодки. Английским криптоаналитикам удалось взломать немецкие коды, в результате чего они могли читать немецкие секретные депеши.

С возникновением компьютеров и проникновением их в различные сферы жизни возникла принципиально новая отрасль хозяйства - информационная индустрия. После распространения компьютеров в деловой сфере практическая криптография сделала в своем развитии огромный скачок:

  • были разработаны стойкие шифры с секретным ключом, предназначенные для обеспечения секретности и целостности передаваемых или хранимых данных;
  • были созданы методы решения новых, нетрадиционных задач сферы защиты информации, наиболее известными из которых являются задачи подписи цифрового документа и открытого распределения ключей.
Анна Чулкова
Анна Чулкова

Тесты к курсу составлены отвратительно. Они не соответствуют тексту лекции, трактуются двузначно, плохо сформулированы. В большинстве случаев верный ответ расчитан на угадывание того ответа, который считает правильным составитель теста. Но не факт, что этот ответ на самом деле верный! И самое главное - содержание тестов направлено на что угодно, но не на знание информационных технологий.

Владислав Туйков
Владислав Туйков