СПОСОБ СТРЕЛЬБЫ УПРАВЛЯЕМЫМ СНАРЯДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИЗУАЛЬНОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА СНАРЯДОМ ПО СВЕТОВОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ И УПРАВЛЯЕМЫЙ СНАРЯД ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к способам стрельбы управляемыми снарядами с использованием визуального слежения за снарядом и управляемым снарядам для реализации данных способов.

Известен способ стрельбы управляемым снарядом [1] заключающийся в выстреливании снаряда и наведении его на цель с определением наличия снаряда на траектории по световому излучателю в виде пиротехнического трассера и реализованный при стрельбе ПТУРС "Хот", на борту которого находится пиротехнический трассер, служащий датчиком положения управляемого снаряда во время полета.

Недостатком данного способа стрельбы, как и ПТУРСа, реализующего его, является то, что при стрельбе в сумерках (ночью) пиротехнический трассер начинает ослеплять оператора, сильно затрудняя наведение управляемого снаряда на цель. Эффективность боевого применения падает. Снижение мощности пиротехнического трассера для улучшения условий стрельбы ночью приводит к тому, что при стрельбе днем оператор не в состоянии различить летящий снаряд из-за недостаточности светового излучения, что отрицательно сказывается на результатах стрельбы и соответственно снижается и эффективность.

Данный недостаток устранен в способе стрельбы управляемым снарядом [2] заключающемся в выстреливании управляемого снаряда и наведении его на цель с определением наличия снаряда на траектории по световому излучателю в виде пиротехнического трассера, в котором производят переключение режима мощности излучения трассера в зависимости от условий стрельбы (днем, ночью) за счет регулирования истечения газов горящего пиросостава и реализованном в ПТУРСе "Милан", в котором трассер снабжен двухрежимным механизмом регулирования истечения газов.

Недостатком данного технического решения (как способа, так и конструкции) является то, что изменение мощности световодов излучения трассера в зависимости от наружных условий (день, ночь) производится за счет регулирования истечения газов горящего пиросостава. Механизм, регулирующий истечение газов, сам по себе имеет сложную конструкцию, так как он должен надежно работать в очень жестких условиях (высокотемпературные газы пиросостава). К тому же установка как пиротехнического трассера, так и его механизма регулирования истечения газов в корпусе управляемого снаряда требует теплоизоляции их от других элементов (электронной аппаратуры и т.д.), что значительно увеличивает объем, значит, и вес, занимаемый трассером. Все это ухудшает габаритно-весовые характеристики управляемого снаряда, а значит, и его пусковой установки, т.е. всего комплекса. Увеличение габаритов и веса комплекса снижает его маневренность на поле боя и повышает вероятность поражения от огня противника. Следовательно, живучесть комплекса ухудшается. Эффективность падает. Повышение габаритно-весовых характеристик за счет уменьшения объема и веса выделяется на боевую часть и реактивный двигатель приводит к снижению поражающего действия управляемого снаряда (из-за уменьшения мощности боевой части) и снижению средней скорости полета или дальности стрельбы (за счет уменьшения мощности реактивного двигателя или время его работы соответственно). Все это в конечном итоге приводит к снижению эффективности. Также недостатком является и то, что пиротехнические составы трассеров имеют большой разброс по скорости горения и соответственно и по световому излучению. Этот недостаток усугубляется и большой зависимостью скорости горения пиросостава от температуры (боевое применение обычно равно -50-50^oC). Уменьшить разброс скорости горения пиросостава и его зависимости от температуры очень сложно и практически невозможно. Следовательно, обеспечить оптимальную мощность светового излучения как в дневном, так и в ночном режиме (из-за большого разброса) за счет самого пиросостава не представляется возможным. Это затрудняет прицельную стрельбу и соответственно конечный результат поражение цели. Эффективность боевого применения поднять не удается. Обеспечение оптимальной мощности светового излучения пиротехнического трассера за счет регулирования истечения газов требует установки на управляемом снаряде сложного механизма плавного регулирования истечения газов с устройством управления, учитывающим наружную температуру и партию пиросостава (медленно, среднее и быстро говорящая партия), что значительно усложняет сам снаряд и, следовательно, ухудшает его надежность. Эффективность уменьшается.

Задачей изобретения является повышение эффективности за счет увеличения дальности стрельбы при упрощении конструкции и снижении габаритно-весовых характеристик.

Данная задача решается тем, что в способе стрельбы управляемым снарядом с использованием визуального слежения за снарядом по световому излучателю, заключающемся в выстреливании снаряда и наведения его на цель с определением наличия снаряда на траектории по световому излучателю, в нем с увеличением расстояния между пультом управления и снарядом производят циклическое изменение мощности светового излучения, воспринимаемого на пульте управления, с переменным отношением в цикле между максимальным и минимальным излучением, при этом могут производить круговое вращение светового излучателя, а в управляющем снаряде, содержащем направленный назад световой излучатель, в нем световой излучатель снабжен программным устройством циклического изменения мощности светового излучения, причем программное устройство циклического изменения мощности светового излучения может быть выполнено в виде устройства вращения снаряда и щитка, расположенного на снаряде вдоль его оси сзади по снаряду основания электрического светового излучателя, а устройство вращения снаряда выполнено в виде крыльев, расположенных под углом в плане к оси снаряда, при этом электрический световой излучатель может быть снабжен отражателем, ось которого расположена к оси снаряда под углом, равным углу атаки снаряда, во время полета, а на щите со стороны электрического светового излучателя нанесен отражающий слой, причем электрический световой излучатель установлен на заднем торце снаряда с радиальным смещением относительно его оси.

Положительный эффект обеспечивается путем повышения контрастности светового излучателя управляемого снаряда на фоне местности за счет дополнительного раздражающего воздействия на глаз оператора.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить его состояние критерию "новизна". При изучении других технических решений в данной области техники, признаки присущие заявляемому изобретению и отличающие его от прототипа, в них не выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень.

На фиг. 1 изображен управляемый снаряд 1, содержащий направленный назад световой излучатель 2, который установлен на заднем торце снаряда и выполнен в виде электрического светового излучателя. Электрический световой излучатель снабжен программным устройством 3 циклического изменения мощности светового излучения. В приведенной на фиг. 1 -3 конструкции программное устройство изменения мощности светового излучения выполнено в виде устройства вращения 4 снаряда и щитка 5, расположенного на снаряде вдоль его оси 6 сзади по снаряду основания 7 электрического светового излучателя.

Устройство вращения снаряда состоит из крыльев 8, расположенных под углом α в плане к его оси. Оно может быть выполнено в виде сопел реактивного двигателя с тангенциальной составляющей. Следует отметить, что программное устройство изменения мощности светового излучения можно выполнить и в электронном исполнении. Электрический световой излучатель снабжен отражателем 9, ось которого расположена к оси снаряда под углом b равным углу атаки снаряда во время полета. С целью повышения мощности светового потока на щиток со стороны электрического светового излучателя может быть нанесен отражающий слой 10. Также электрический световой излучатель может быть установлен на заднем торце снаряда с радиальным смещением относительно его оси. На фиг. 4 и 5 показана задняя часть управляемого снаряда а полете. Для наглядности объяснения работы управляемого снаряда с электрическим световым излучателем угол его атаки увеличен. Буквами "а" и "б" обозначено вертикальное сечение светового потока, воспринимаемое на пульте управления оператором при максимальном и минимальном режиме соответственно.

Управляемый снаряд работает следующим образом. Перед выстрелом или в его первоначальный момент включают электрический световой излучатель. На пульте управления оператор по нему определяет наличие управляемого снаряда на траектории. В момент включения электрического светового излучения или через некоторый промежуток времени включает его программное устройство циклического изменения мощности. Включение программного устройства циклического изменения мощности светового излучения через некоторый промежуток времени возможно, так как в начальный период полета управляемого снаряда расстояние между пусковой установкой (пультом управления) и снарядом небольшое и оператор отчетливо видит электрический световой излучатель. Каких-либо дополнительных действий для повышения "контрастности" электрического светового излучателя относительно окружающего фона в этот период не требуется. С возрастанием расстояния контрастность светового излучения электрического светового излучателя уменьшается и необходимо ее повышать, что и достигается циклическим изменением мощности светового излучения, воспринимаемого на пульте управления оператором, с переменным отношением в цикле. В приведенной на фигурах конструкции изменение мощности светового излучения электрического светового излучателя обеспечивается устройством изменения мощности светового излучения, выполненным в виде устройства вращения снаряда и щитка, расположенного на снаряде вдоль его оси сзади по снаряду основания электрического светового излучателя. Вращение снаряда, обеспечиваемое устройством вращения, выполненным в виде крыльев, расположенных под углом в плане к его оси (или, например, в виде сопел реактивного двигателя с тангенциальной составляющей), и то, что снаряд во время полета имеет определенный угол атака, обычно равный 3 5^o, позволяет периодически перекрывать щитком, расположенным на снаряде вдоль его оси, часть электрического светового излучателя (или его отражателя), обеспечивая этим изменение светового излучения, воспринимаемого на пульте управления оператором. Наиболее наглядно это поясняется на фиг. 4, 5, когда отчетливо видна разница между вертикальным сечением светового потока в минимальном и максимальном режимах. Световое излучение, воспринимаемое оператором определяется по формуле
E I/R²,
где E световое излучение, воспринимаемое на пульте управления оператором;
I сила света от светового излучателя;
расстояние между пультом управления и управляемым снарядом.

При этом световое излучение меняется в зависимости от перекрытия его щитком. В первоначальное время полета снаряда, из-за того, что световое излучение, воспринимаемое оператором, обратно пропорционально квадрату расстояния между пультом управления (оператором) и управляемым снарядом, а также из-за небольшого соотношения между расстоянием от пульта управления до снаряда и расстоянием, пролетаемым снарядом от момента, когда электрический световой излучатель открыт и когда он частично перекрыт щитком, несмотря на перекрытие щитком электрического светового излучателя происходит только снижение светового излучения, воспринимаемого на пульте управления операторов. В дальнейшее время полета с возрастанием расстояния между пультом управления (оператором) и управляемым снарядом увеличивается соотношение расстояний между пусковой установкой и снарядом и проходным снарядом за пол цикла и начинается циклическое изменение мощности светового излучения из-за перекрытия электрического светового излучателя щитком. При этом вышеуказанное соотношение в каждом цикле меняется и соответственно в циклах соотношение между максимальным и минимальным световым излучателем, воспринимаемым на пульте управления оператором, будет различно. Все это повышает "контрастность" электрического светового излучателя относительно окружающей среды и позволяет увеличить дальность наблюдения за управляемым снарядом без увеличения мощности электрического светового излучателя. При этом в последний период полета управляемого снаряда на пульте управления оператор зрительно может и не ощущать циклическое изменение светового излучения, но несмотря на это, подсознательно он все равно воспринимает его, обеспечивая управление снарядом. Наилучшая "видимость" электрического светового излучателя достигается при 10 - 12 циклах в секунду. Все это дает возможность упростить конструкцию управляемого снаряда и улучшить его габаритно-весовые характеристики, повышая в конечном итоге эффективность. Для увеличения светового излучения электрический световой излучатель может быть снабжен отражателем, а если его установить под углом к оси снаряда, равным углу атаки снаряда во время полета, то также увеличится воспринимаемое оператором в каждом цикле максимальное световое излучение, так как в этот момент отражатель будет фокусировать световое излучение от электрического светового излучателя непосредственно на оператора. Повышению светового излучения будет способствовать и нанесение на щиток со стороны электрического светового излучателя отражающего слоя. Повышению "контрастности" электрического светового излучателя способствует и его круговое вращение, обеспечиваемое установкой электрического светового излучателя на заднем торце управляемого снаряда с радиальным смещением.

Все вышеперечисленное обеспечивает повышение дальности слежения оператором за снарядом без ухудшения его габаритно-весовых характеристик, т.е. позволяет поднять эффективность. В приведенной на фигурах конструкции выполнен один щиток, но их может быть и 2, 3 или 4. Это зависит от конструктивных соображений и скорости вращения снаряда, так как количество циклов на один оборот управляемого заряда будет равно количеству щитков. Наиболее целесообразно иметь один или два щитка, так как при этом обеспечивается наибольшая простота конструкции.

Предложенная конструкция позволяет поднять эффективность за счет увеличения дальности стрельбы при упрощении конструкции и снижении габаритно-весовых характеристик и обеспечиваемое путем "повышения контрастности" светового излучателя управляемого снаряда на фоне местности. По данному предложению разработаны рабочие чертежи, изготовлена опытная партия управляемых снарядов и она прошла лабораторно-стендовые и стрельбовые испытания с положительными результатами.

Источники информации:
1. Журнал "Зарубежное военное обозрение", 1975 г. N 3, с. 46.

2. Журнал "Зарубежное военное обозрение", 1973 г. N 11, с. 31 34.

Использование: военная техника, стрельба управляемыми снарядами. Сущность изобретения: способ стрельбы управляемым снарядом с использованием визуального слежения за снарядом и управляемый снаряд для его осуществления. Способ стрельбы управляемым снарядом, заключающийся в выстреливании снаряда и наведения его на цель со слежением за снарядом на траектории по световому излучению, при этом с увеличением расстояния между пультом управления и снарядом циклически изменяют мощность светового излучения, воспринимаемого на пульте управления, с переменным отношением в цикле между максимальным и минимальным излучением. Управляемый снаряд содержит направленный назад световой электрический излучатель, снабженный программным устройством циклического изменения мощности светового излучения. 2 с. п и 5 з. п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ стрельбы управляемым снарядом с использованием визуального слежения за снарядом по световому излучателю, заключающийся в выстреливании снаряда и наведении его на цель с определением наличия снаряда на траектории по световому излучателю, отличающийся тем, что с увеличением расстояния между пультом управления и снарядом производят циклическое изменение можности светового излучения, воспринимаемого на пульте управления, с переменным отношением в цикле между максимальным и минимальным излучением. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нем производят круговое вращение светового излучателя. 3. Управляемый снаряд, содержащий направленный назад световой излучатель, отличающийся тем, что в нем световой излучатель выполнен в виде электрического светового излучателя, при этом световой электрический излучатель снабжен программным устройством циклического изменения мощности светового излучения. 4. Снаряд по п.3, отличающийся тем, что в нем программное устройство циклического изменения мощности светового излучения выполнено в виде устройства вращения снаряда и щитка, расположенного на снаряде вдоль его оси сзади по снаряду основания электрического светового излучателя, при этом устройство вращения снаряда выполнено в виде крыльев, расположенных под углом в плане к оси снаряда. 5. Снаряд по п. 4, отличающийся тем, что в нем электрический световой излучатель снабжен отражателем, ось которого расположена к оси снаряда под углом, равным углу атаки снаряда во время полета. 6. Снаряд по п. 4, отличающийся тем, что на щитке со стороны электрического светового излучателя нанесен отражающий слой. 7. Снаряд по п.3, отличающийся тем, что электрический световой излучатель установлен на заднем торце снаряда с радиальным смещением относительно его оси.