ПРОТИВОГРАДОВЫЙ РАКЕТНЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 1997 года по МПК A01G15/00 

Изобретение относится к средствам активного воздействия на атмосферные явления, а именно к противоградовым ракетным комплексам, и предназначено для поиска и обнаружения градоопасных метеообразований (как автономно, так и в составе противоградовых отрядов), установления объектов воздействия, доставки активного реагента в зону воздействия пусками противоградовых реактивных снарядов, и контроля результатов воздействия.

Объект изобретения представляет собой автоматизированный противоградовый мобильный ракетный комплекс и сможет найти широкое применение для борьбы с градоопасными метеообразованиями, активного воздействия на другие гидрометеорологические процессы, а также в работах по принудительному спуску снежных лавин.

Из известных к настоящему времени ряда способов борьбы с градовыми процессами наиболее широкое распространение получили способы, основанные на создании в облаке, за счет внесения в него активного реагента, искусственных зародышей града, конкурирующих с естественными за переохлажденную капельно-жидкую воду в облаке или на стимулировании коагуляционных процессов в теплой части облака с последующей кристаллизацией крупных облачных капель.

Для реализации указанных способов борьбы с градоопасными метеообразованиями в настоящее время применяется самолетный противоградовый комплекс (см. например, книгу Н. Ш. Бибилашвили, И. И. Бурцева, Ю. А. Серегина "Руководство по организации и проведению противоградовых работ", Л. Гидрометеоиздат, 1981, стр. 8), принятый за аналог. В состав комплекса входят самолет противоградовой службы (например ЯК-40), и размещенные на нем пиропатроны (например ПВ-26 или АВ-50), посредством которых активный реагент вносится в облако при пролете самолета над вершиной или под основанием облака. Указанный самолетный противоградовый комплекс решает задачу внесения активного реагента во вновь образованные и развивающиеся градоопасные ячейки или в область восходящих потоков. Описанный комплекс (обеспечивающий эффективность противоградовых работ на уровне 40% 45%) нашел применение в ситуациях, когда величина затрат, связанных с проведением противоградовых работ, не является решающим фактором или когда значительно меньше потерь, связанных с приостановкой основной деятельности на защищаемой территории или когда такая приостановка невозможна, преимущественно, в зонах интенсивного воздушного движения, например в районах крупных аэропортов. Достоинством самолетного комплекса является возможность его применения без остановки воздушного движения над защищаемой территорией, а недостатками невысокая оперативность засева, значительные потери активного реагента при его транспортировке воздушными потоками в зоны, где происходит непосредственное зарождение и рост града, высокая стоимость использования авиации (один самолеточас ≈ $ 500). Таким образом, задачей данного технического решения являлась разработка противоградового комплекса, работающего преимущественно только в ситуациях, когда величина затрат, связанных с проведением противоградовых работ, не является решающим фактором, например в зонах интенсивного воздушного движения. Общими признаками с предлагаемым авторами комплексом является наличие в составе комплекса аналога противоградовых пиропатронов (ракет).

Поэтому гораздо более оптимальным и эффективным для большинства защищаемых территорий являлся бы комплекс, обеспечивающий наибольшую оперативность засева, засев зон, непосредственно ответственных за зарождение и рост града, исключение потерь времени и реагента при его транспортировке. К таким комплексам относятся наземные противоградовые артиллерийские и ракетные комплексы, засев активным реагентом в которых осуществляется стрельбой артиллерийскими снарядами или пусками реактивных снарядов (ракет), и обеспечивающих эффективность противоградовых работ на уровне 80% 90%
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к заявляемому объекту является противоградовый ракетный комплекс "Кристалл" (М. Т. Абшаев, Б. А. Клигер "Методические указания по применению противоградового комплекса "Кристалл" для активных воздействий на гидрометеорологические процессы" Л. Гидрометеоиздат", 1989, с. 6), принятый авторами за прототип. Он содержит противоградовые ракеты "Кристалл-2" ("Кристалл-1") и размещенные на огневых позициях пунктов воздействия пусковые установки ТКБ-0183М. Пункты воздействия расположены на защищаемой территории на различных удалениях вокруг командного пункта противоградового отряда, располагающего метеорологическим радиолокатором, например МРЛ-5, и осуществляющего расчет установок стрельбы для всех пунктов воздействия.

Комплекс, принятый за прототип, функционирует следующим образом. При проведении противоградовых работ по данным радиолокационной обстановки, получаемым радиолокатором, на командном пункте вырабатывают установки стрельбы для каждого из назначенных для проведения данного активного воздействия пунктов воздействия и передают команды на проведение противоградовых стрельб соответствующим пунктам воздействия. По поступлении команды расчет пункта воздействия выставляет заданные вертикальный и горизонтальный углы наведения направляющих пусковой установки и производит запуск первой ракеты, после чего осуществляет перенаведение пусковой установки (преимущественно по азимуту) и производит запуск второй ракеты, после чего цикл повторяется до пуска заданного количества ракет.

Многолетний опыт противоградовых работ показал необходимость больших расходов противоградовых ракет на проведение активных воздействий (по данным научно-производственного центра "Антиград" Роскомгидромета, за 1981 1990 годы среднегодовой расход составлял более 187500 противоградовых ракет), что вызвано, помимо действия чисто природных, действием следующих факторов:
1. Значительным временем реакции комплекса (временем между моментом обнаружения градоопасного метеообразования и моментом окончания засева реагентом установленной площадки засева) и невозможностью выдвинуть огневую позицию навстречу градоопасному облаку после его обнаружения. За время реакции, обеспечиваемое прототипом, или за время подхода градоопасного облака к огневой позиции на дистанцию стрельбы, объекты воздействия, обнаруженные в стадиях "потенциально градоопасные" и "градоопасные", могут развиваться (и развиваются) в "градовые" и "сверхмощные градовые", что повышает расход ракет на противоградовую борьбу, и, в ряде случаев, снижает эффективность этой борьбы до нуля.

2. Рассчитанный наряд средств превышает физически оптимальный из-за ошибок топогеодезической подготовки командного пункта (пунктов воздействия) и ошибок пересчета через прямоугольную систему координат, в которой производится топопривязка командного пункта и пунктов воздействия, параметров метеоцели в установки для стрельбы, определяемых в полярной системе координат.

3. При расчете установок для стрельбы на командном пункте невозможно учесть параметры приземного слоя атмосферы на пункты воздействия, удаленных на значительные (до 30 км) расстояния от командного пункта, что вызывает необходимость пусков по одной дополнительной (к рассчитанному наряду) ракете с левой и правой стороны площадки засева с целью устранения влияния эффекта изменения направления полета ракет при наличии бокового ветра на пункте воздействия.

4. Во время интенсивной грозовой деятельности и выпадения ливневых осадков нарушается или резко ухудшается радиосвязь между командным пунктом и пунктами воздействия, что существенно снижает оперативность передачи команд на пункты воздействия.

Описанные явления значительно снижают эффективность стрельбы противоградовых ракет, что и вызывает необходимость расходования столь больших их количеств, приводящих к значительным материальным затратам на противоградовую защиту.

Противоградовый ракетный комплекс, принятый за прототип, решает задачу противоградовой защиты, в основном сельскохозяйственных производств, с удовлетворительной оперативностью обеспечивая засев зон, непосредственно ответственных за зарождение и рост града, исключение потерь времени и реагента при его транспортировке.

Общими признаками с предлагаемыми авторами противоградовым ракетным комплексом являются наличие радиолокационной станции разведки метеоцели, пусковой установки с реактивными противоградовыми снарядами и аппаратуры расчета установок для стрельбы.

В отличие от прототипа предлагаемый авторами противоградовый ракетный комплекс дополнительно снабжен средствами определения параметров приземного слоя атмосферы, которые вместе с аппаратурой расчета установок для стрельбы, радиолокационной станцией и пусковой установкой с реактивными снарядами взаимно связаны между собой электрически и размещены на единой платформе, которая выполнена с возможностью перемещения, каждый из реактивных снарядов снабжен электронно-временным устройством, а пусковая установка силовыми следящими приводами горизонтального и вертикального наведения, при этом входы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с выходами радиолокационной станции и средств определения параметров приземного слоя атмосферы, а выходы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с электронно-временным устройством каждого из реактивных снарядов и входами силовых следящих приводов наведения пусковой установки, причем оси горизонтального наведения радиолокационной станции и пусковой установки расположены в одной плоскости, а на вход силового следящего привода вертикального наведения пусковой установки заведен сигнал, пропорциональный разнесению осей вертикального наведения радиолокационной станции и пусковой установки в указанной плоскости.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков результатам. Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является создание автоматизированного противоградового мобильного ракетного комплекса, обеспечивающего дальнейшее повышение эффективности противоградовых работ при существенном снижении расхода ракет на противоградовую борьбу.

Наличие в комплексе новых узлов, а также новое конструктивное выполнение его некоторых узлов и их взаимное расположение, наличие и форма выполнения связей между ними, позволяют, в частности:
снабжение комплекса средствами определения параметров приземного слоя атмосферы определять их, например скорость и направление приземного ветра, непосредственно на огневой позиции (пункте воздействия) перед и в процессе воздействия;
размещение радиолокационной станции и пусковой установки с реактивными снарядами на единой платформе с осями горизонтального наведения радиолокационной станции и пусковой установки, расположенными в одной плоскости, и подачу на вход силового следящего привода вертикального разнесению осей вертикального наведения радиолокационной станции и пусковой установки, позволяет полностью исключить из расчета установок стрельбы ошибки топогеодезической подготовки и пересчета координат;
размещение вместе с радиолокационной станцией и пусковой установкой с реактивными снарядами средств определения параметров приземного слоя атмосферы и аппаратуры расчета установок стрельбы позволяет значительно усовершенствовать баллистическую подготовку стрельбы за счет учета в расчете установок стрельбы параметров приземного слоя атмосферы непосредственно на огневой позиции;
снабжение каждого из реактивных снарядов электронно-временным устройством, а пусковой установки силовыми следящими приводами горизонтального и вертикального наведения, взаимная электрическая связь составных частей комплекса, в которой входы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с выходами радиолокационной станции и средств определения параметров приземного слоя атмосферы, а выходы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с электронно-временным устройством каждого из реактивных снарядов и входами силовых следящих приводов наведения пусковой установки, позволяют полностью исключить влияние на результаты противоградовой борьбы качества радиосвязи и полностью автоматизировать процессы обнаружения и определения параметров метеоцели, расчета установок стрельбы, наведения пусковой установки, пусков реактивных снарядов и контроля результатов засева;
выполнение платформы с составными частями комплекса с возможностью перемещения позволяет выдвигать его навстречу градоопасному облаку, не допуская его развития до сверхмощного.

Сущность изобретения заключается в том, что противоградовый ракетный комплекс, включающий радиолокационную станцию обнаружения градовых облаков, пусковую установку с реактивными снарядами и аппаратуру расчета установок для стрельбы, в отличие от прототипа, согласно изобретению дополнительно снабжен средствами определения параметров приземного слоя атмосферы, которые вместе с аппаратурой расчета установок для стрельбы, радиолокационной станцией и пусковой установкой с реактивными снарядами взаимно связаны между собой электрически и размещены на единой платформе, которая выполнена с возможностью перемещения, каждый из реактивных снарядов снабжен электронно-временным устройством, а пусковая установка силовыми следящими приводами горизонтального и вертикального наведения, при этом входы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с выходами радиолокационной станции и средств определения параметров приземного слоя атмосферы, а выходы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с электронно-временным устройством каждого из реактивных снарядов и входами силовых следящих приводов наведения пусковой установки, причем оси горизонтального наведения радиолокационной станции и пусковой установки расположены в одной плоскости, а на вход силового следящего привода вертикального наведения пусковой установки заведен сигнал, пропорциональный разнесению осей вертикального наведения радиолокационной станции и пусковой установки в указанной плоскости.

На фиг. 1 изображен общий вид противоградового ракетного комплекса;
на фиг. 2 его принципиальная схема.

Противоградовый ракетный комплекс состоит из радиолокационной станции обнаружения градовых облаков 1, пусковой установки 2 с реактивными снарядами 3, аппаратуры расчета установок для стрельбы 4 и средств определения параметров приземного слоя атмосферы 5. Аппаратура расчета установок для стрельбы 4, радиолокационная станция обнаружения градовых облаков 1, пусковая установка 2 с реактивными снарядами 3, и средства определения параметров приземного слоя атмосферы 5 размещены на единой платформе 6, например автомобильном шасси, и взаимно связаны между собой электрически. Каждый из реактивных снарядов 3 снабжен электронно-временным устройством 7, а пусковая установка 2 силовыми следящими приводами 8 горизонтального и вертикального наведения. Вход 9 аппаратуры расчета остановок для стрельбы 4 электрически связан с выходом 10 радиолокационной станции 1, а вход 11 с выходами 12 средств определения параметров приземного слоя атмосферы 5, а выходы 13 и 14 аппаратуры расчета установок для стрельбы 4 электрически связаны с электронно-временным устройством 7 каждого из реактивных снарядов 3 и входом 15 силовых следящих приводов наведения 8 пусковой установки 2. Оси "g_pлс" и "g_пу" горизонтального наведения соответственно радиолокационной станции 1 и пусковой установки 2 расположены в продольной плоскости симметрии шасси, а на вход 15 силового следящего привода 8 вертикального наведения пусковой установки 2 дополнительно заведен сигнал, пропорциональный разнесению "Н" осей "V_рлс" и "V_пу" вертикального наведения соответственно радиолокационной станции 1 и пусковой установки 2.

Описанный противоградовый ракетный комплекс работает следующим образом.

По картине радиолокационной установки и параметрам приземного слоя атмосферы, поступающим на вход 9 аппаратуры расчета установок для стрельбы 4 по электрическим связям с выхода 10 радиолокационной станции 1 и с выхода 12 средств определения параметров приземного слоя атмосферы 5, аппаратура расчета установок для стpельбы 4 автоматически, с учетом скорости движения метеоцели, ее градоопасности и параметров приземного слоя атмосферы, определяет параметры площадки засева и устанавливает порядок ее обстрела, необходимое для этого количество реактивных снарядов 3, углы горизонтального и вертикального наведения пусковой установки 2, времена пуска и начала внесения активного реагента для каждого реактивного снаряда 3 из числа предназначенных к пуску и по электрическим связям передает со своих выходов 13 и 14 рассчитанные величины углов горизонтального и вертикального наведения на вход 15 силовых следящих приводов 8 пусковой установки 2 и времен пуска и начала внесения активного реагента в электронно-временное устройство 7 реактивного снаряда 3. По полученным установкам силовые следящие привода 8 автоматически наводят пусковую установку 2.

После подачи электрического импульса на воспламенитель начинает работать двигатель реактивного снаряда 3, который покидает пусковую установку 2 и осуществляет полет по траектории с выделением активного реагента. Во время залпа силовые следящие приводы 8 производят автоматическое донаведение пусковой установки 2, а в электронно-временные устройства 7 реактивных снарядов 3, установленных программой обстрела, устанавливают времена их пуска.

После завершения пусков реактивных снарядов 3, по данным радиолокационной станции 1, оценивают эффективность обстрела метеоцели.

Применение предлагаемого противогодового ракетного комплекса позволит:
за счет автоматизации процессов обнаружения и определения параметров метеоцели, расчета установок стрельбы, наведения пусковой установки, пусков реактивных снарядов и контроля результатов засева сократить в 2 5 раз время реакции комплекса по осуществлению активных воздействий на градоопасные метеообразования;
за счет размещения составных частей комплекса на подвижной платформе обеспечить возможность выдвижения пусковой установки навстречу объекту воздействия;
за счет размещения радиолокационной станции и пусковой установки комплекса на единой платформе исключить из расчетов установок для стрельбы ошибки топопривязки и пересчета систем координат;
за счет учета в расчетах установок для стрельбы измеренных параметров приземного слоя атмосферы исключить из определяемого для каждого залпа наряда средств по два "ветровых" снаряда;
за счет электрической связи между радиолокационной станцией, аппаратурой расчета установок для стрельбы, приводами пусковой установки и электронно-временными устройствами реактивных снарядов исключить влияние качества радиосвязи на эффективность противоградовой борьбы.

Предлагаемый ракетный комплекс обладает высокой степенью автоматизации, он мобилен и позволяет за счет применения более рациональных схем воздействия, регулирования момента начала внесения активного реагента и совершенствования баллистической подготовки значительно, в 1,9 2,2 раза, снизить расход противоградовых снарядов и повысить эффективность проведения противоградовых работ.

Указанные преимущества предлагаемого комплекса подтверждены научно-производственным центром "Ангидрид" Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (исх. от 24.10.94 N 87 и от 09.02.95 N 12).

В настоящее время в соответствии с изобретением завершено выполнение стадии технического предложения, запланированы разработка рабочей конструкторской документации и серийное производство противоградового ракетного комплекса.

Использование: сельскохозяйственная метеорология, а именно противоградовые ракетные комплексы, т.е. средства для поиска, обнаружения и разрушения градоопасных метеообразований. Объект изобретения представляет собой автоматизированный противоградовый мобильный ракетный комплекс и сможет найти широкое применение для борьбы с градоопасными метеообразованиями, воздействуя на другие гидрометеорологические процессы, а также в работах по принудительному спуску снежных лавин. Сущность изобретения заключается в том, что противоградный ракетный комплекс, включающий радиолокационную станцию обнаружения градовых облаков, пусковую установку с реактивными снарядами и аппаратуру расчета установок для стрельбы, в отличие от прототипа, согласно изобретению дополнительно снабжен средствами определения параметров приземного слоя атмосферы, которые вместе с аппаратурой расчета установок для стрельбы, радиолокационной станцией и пусковой установкой с реактивными снарядами взаимно связаны между собой электрически и размещены на единой платформе, которая выполнена с возможностью перемещения, каждый из реактивных снарядов снабжен электронным временным устройством, а пусковая установка - силовыми следящими приводами горизонтального и вертикального наведения, при этом входы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с выходами радиолокационной станции и средств определения параметров приземного слоя атмосферы, а выходы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с электронным временным устройством каждого из реактивных снарядов и входами силовых следящих приводов наведения пусковой установки, причем оси горизонтального наведения радиолокационной станции и пусковой установки расположены в одной плоскости, а на вход силового следящего привода вертикального наведения пусковой установки заведен сигнал, пропорциональный разнесению осей вертикального наведения радиолокационной станции и пусковой установки в указанной плоскости. 2 ил.

Противоградовый ракетный комплекс, содержащий радиолокационную станцию обнаружения градовых облаков, пусковую установку с реактивными снарядами и аппаратуру расчета установок для стрельбы, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен средствами определения параметров приземного слоя атмосферы, которые вместе с аппаратурой расчета установок для стрельбы, радиолокационной станцией и пусковой установкой с реактивными снарядами взаимно связаны между собой электрически и размещены на единой платформе, которая выполнена с возможностью перемещения, каждый из реактивных снарядов снабжен электронным временным устройством, а пусковая установка силовыми следящими приводами горизонтального и вертикального наведения, при этом входы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с выходами радиолокационной станции и средств определения параметров приземного слоя атмосферы, а выходы аппаратуры расчета установок для стрельбы электрически связаны с электронным временным устройством каждого из реактивных снарядов и входами силовых следящих приводов наведения пусковой установки, причем оси горизонтального наведения радиолокационной станции и пусковой установки расположены в одной плоскости, а на вход силового следящего привода вертикального наведения пусковой установки заведен сигнал, пропорциональный разнесению осей вертиклаьного наведения радиолокационной станции и пусковой установки в указанной плоскости.