СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВООРУЖЕНИЕМ ТАНКА Российский патент 1998 года по МПК F41G3/02 

Изобретение относится к области технических средств управления огнем объектов военной, например бронетанковой техники, оснащенных артиллерийской системой вооружения и имеющих в составе боекомплекта снаряды осколочного действия или снаряды с готовыми поражающими элементами (ГПЭ).

Известны системы управления вооружением, устанавливаемые на отечественных и зарубежных объектах бронетанковой техники, которые позволяют экипажу танка осуществлять подготовку и производство выстрелов, а также определение величины углов прицеливания и упреждения в зависимости от дальности до цели, типа снаряда, относительной угловой скорости цели, угла крена оси цапф орудия, скорости бокового ветра, отклонений условий стрельбы от нормальных учитывающих изменение начальной скорости снаряда в зависимости от партии зарядов, износа канала ствола орудия, температуры заряда, атмосферного давления и температуры воздуха (см. например, объект 447A. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кн. 2. М. Воениздат, 1985).

Успешно решая задачи поражения бронированных наземных целей снарядами ударного действия (бронебойными подкалиберными, кумулятивными и т.д.), данные системы не обеспечивают эффективного огня снарядами осколочнго действия, которые предназначены для поражения легкобронированных и небронированных наземных и воздушных целей как при прямых попаданиях снарядов, так и их осколками (готовыми поражающими элементами).

Основной задачей повышения эффективности действия как осколочных снарядов, так и снарядов с ГПЭ, является обеспечение подрыва снаряда на определенной дальности. Для этого в состав систем управления вооружением вводятся устройства дистанционной установки взрывателей снарядов (осколочных и с ГПЭ). Например, в системах управления вооружением современных зарубежных танков установка дистанционного взрывателя осуществляется вручную перед заряжением, после того как измерена дальность до цели. Однако техническая реализация данного способа управления подрывом осколочного снаряда, во-первых, приводит к дополнительным затратам времени на подготовку выстрелов и, во-вторых, сопровождается большими ошибками по дальности подрыва, так как за время от момента измерения дальности до производства выстрела, равное в среднем 10-15 с, современный танк может пройти до 100 м, и, следовательно, дальность до движущейся цели к моменту подрыва снаряда существенно изменится по сравнению с измеренной.

В связи с этим, в последние годы ведутся интенсивные разработки систем управления вооружением, обеспечивающих автоматическую установку дистанционного взрывателя. Например, в США разработана система управления вооружением танка (см. "Militari Review. Febr. 1977, с. 95), в которой установка дистанционного взрывателя осколочного снаряда осуществляется автоматически по радиокоманде после вылета снаряда из канала ствола орудия.

Основными элементами данной системы являются орудия, установленные во вращающейся башне, лазерный дальномер, баллистический вычислитель и радиопередатчик, установленные на танке, и специальный механизм взрывателя снаряда, включающий антенну, радиоприемник, реле времени и источник энергии, в качестве которого служит электродинамический генератор, состоящий из цилиндрического магнита и расположенной внутри него катушки.

Система управления вооружением танка с автоматическим подрывом осколочного снаряда по радиокоманде (даже судя по неполным сведениям о ней) позволит существенно повысить эффективность стрельбы и уменьшить время подготовки выстрелов при ведении огня по легкобронированным и небронированным целям. Вместе с тем, данная система управления вооружением обладает рядом существенных недостатков, важнейшими из которых являются:
необходимость оснащения танка специальным радиопередатчиком для управления подрывом или перестройки штатного радиопередатчика на определенную частоту подрыва, что приведет к дополнительным затратам времени и затруднит обмен информацией между танками в подразделении при ведении огневого боя;
низкая помехозащищенность системы, особенно в условиях радиопротиводействия противника;
сложность конструкции системы;
высокая стоимость осколочных снарядов, близкая к стоимости современных управляемых реактивных снарядов.

В качестве прототипа принята система управления вооружением танка Т-72 (см. Танк Т-72. Техническое описание и инструкция по эксплуатации". Кн. 1. - М. Воениздат, 1986, с. 38-84). Она содержит систему поведения и стабилизации орудия и башни, пульт управления, прицел, лазерный дальномер, а также счетно-решающее устройство.

В состав системы также входят датчики крена, ветра, курсового угла, скорости движения танка и линейных ускорений, маховик ввода баллистических поправок и другие элементы.

Данная система управления вооружением обеспечивает успешное решение задач поражения наземных целей снарядами ударного действия за счет автоматического определения величин углов прицеливания и упреждения в зависимости от дальности до цели, типа снаряда, угла крена оси цапф орудия, скорости бокового ветра и других факторов. Вместе с тем, при ведении огня по легкобронированным наземным и воздушным целям и живой силе противника данная система не обеспечивает их эффективного поражения. Например, вероятность поражения вертолета огневой поддержки снарядом осколочного действия для танка, оснащенного данной системой, составляет в среднем 0,15-0,20, а снарядом с готовыми поражающими элементами 0,25-0,30; причем при стрельбе осколочным снарядом поражение воздушных целей достигается в основном за счет прямых попаданий снарядов.

Однако для поражения воздушных целей, живой силы и легкобронированной боевой техники противника, как правило, достаточно попаданий осколков снаряда (или их готовых поражающих элементов). При этом необходимо обеспечить захват цели той частью конуса разлета осколков снаряда, в которой обеспечивается их высокое поражающее действие.

Для надежного захвата цели конусом разлета осколков (ГПЗ) снаряда необходимо осуществить его подрыв на определенной дальности до цели, для чего может быть использовано излучение лазера штатного лазерного дальномера системы-прототипа.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка системы управления артиллерийским вооружением танка, обеспечивающей дистанционный подрыв снарядов осколочного действия (или снарядов с готовыми поражающими элементами) на требуемой дальности при помощи излучения лазера штатного лазерного дальномера.

Данная задача решается за счет того, что система управления вооружением танка, содержащая систему наведения и стабилизации орудия и башни, пульт управления, прицел, лазерный дальномер, а также счетно-решающее устройство, снабжена приемниками излучения, предназначенными для установки на оснащенных взрывателями снарядах осколочного действия или снарядах с готовыми поражающими элементами, а дальномер снабжен устройством управления расхождением луча лазера и системой управления подрывом.

Предлагаемая система управления сооружением может работать в двух основных режимах: в режиме поражения цели снарядом ударного действия или осколочным снарядом без дистанционного подрыва и в режиме дистанционного подрыва осколочного снаряда (снаряда с готовыми поражающими элементами). Работа системы в первом из указанных режимов ничем не отличается от функционирования системы-прототипа.

При поражении цели снарядом ударного действия оператор (наводчик), обнаружив и опознав цель в поле зрения прицела, поворотом рукояток пульта управления воздействует через систему стабилизации поля времени на прицел и дальномер и совмещает прицельную марку с целью, а затем при помощи блока включает лазерный дальномер и измеряет дальность до цели. При этом сигнал, пропорциональный измеренной дальности, с блока измерения дальности поступает на индикатор дальности, а также на вход баллистического вычислителя.

Удерживая прицельную марку на цели, оператор осуществляет синхронное слежение. При этом обеспечивается силовая гироскопическая стабилизация поля зрения прицела и выработка сигналов, пропорциональных рассогласованию положения башни и орудия относительно прицельной линии, а также сигнала, пропорционального угловой скорости цели. Перечисленные сигналы поступают на вход баллистического вычислителя, который определяет углы прицеливания и упреждения (с учетом сигналов, поступающих с датчиков крена, ветра, курсового угла и скорости движения танка, а также поправок на отключение условий стрельбы от нормальных, вводимых в баллистический вычислитель вручную при помощи маховика.

Значения углов прицеливания и упреждения сравниваются с действительными значениями углов положения орудия и башни относительно линии прицеливания, а разностные сигналы, полученные в результате сравнения, подаются в приводы наведения систем стабилизации орудия и башни. При этом башня и орудие перемещаются в сторону уменьшения этих разностных сигналов.

Таким образом, при непрерывном слежении за целью после измерения дальности орудие автоматически устанавливается относительно прицельной линии в вертикальной плоскости на угол прицеливания с учетом поправок к нему, а в горизонтальной плоскости на угол упреждения с учетом поправок к нему.

Параллельно со слежением за целью оператор производит заряжание орудия требуемым типом выстрела при помощи автомата заряжания, а затем нажимает на кнопку выстрела, с выхода которой сигнал поступает на первый вход блока разрешения выстрела. Одновременно на второй вход блока разрешения выстрела с датчика рассогласования поступает сигнал о величине рассогласования положения прицельной линии и линии выстрела.

В случае больших отклонений линии выстрела от прицельной линии сигнал с блока разрешения выстрела не поступает на вход блока стрельбы, и выстрел не производится. При достижении требуемого уровня рассогласования положения прицельной линии и линии выстрела сигнала с блока разрешения выстрела поступает на вход блока стрельбы, и производится выстрел.

Работа предлагаемой системы в режиме дистанционного подрыва снаряда осколочного действия до момента заряжания отличается от ее функционирования в первом из рассмотренных режимов только тем, что параллельно с изменением дальности оператор включает режим подрыва, воздействуя на блок включения подрыва, вход которого связан с выходом пульта управления, а выход с входом счетно-решающего прибора (одновременно с поступлением подобной информации на вход баллистическго вычислителя).

Счетно-решающий прибор после включения режима подрыва непрерывно определяет время T от момента производства выстрела до момента достижения снарядом требуемой дальности подрыва, аналитическое выражение для расчета которого может быть представлено, например, в следующем виде:
T t_д + t_п(Д_t) t_в,
где t время от момента производства выстрела (то есть поступления сигнала на блок стрельбы) до вылета снаряда из канала ствола орудия;
t_п(Д_t) время полета снаряда на дальность до цели Д_t, которая соответствует моменту t производства выстрела;
t_в время, необходимое для срабатывания взрывателя снаряда.

Следует отметить, что дальность Д_t может быть определена, например, на основании известного алгоритма работы автомата углов прицеливания (см. Корнеев В.В. Кузьмин Л.П. Павличук К.Н. Основы автоматики и танковые автоматические системы: Учебник. М. ВА БТВ, 1976, 545 с.). Исходными данными для ее расчета является информация о дальности Д_o, измеренной дальномером, поступающая на вход счетно-решающего прибора с выхода блока измерения дальности, а также непрерывно поступающие на его вход с датчиков и сигналы, пропорциональные текущим значениям курсового угла и скорости движения танка.

После завершения всех операций по подготовке выстрела в режиме подрыва оператор нажимает на кнопку стрельбы, с выхода которой сигнал поступает на первый вход блока разрешения выстрела. Одновременно, как и в известной системе, на второй вход блока с датчика рассогласования поступает информация о величине рассогласования положения прицельной линии и линии выстрела. При уменьшении рассогласования положения прицельной линии и линии выстрела до требуемого уровня сигналы с выходов блока разрешения выстрела одновременно поступают на вход блока стрельбы и на вход счетно-решающего прибора.

Счетно-решающий прибор определяет время T от момента производства выстрела до момента достижения снарядом требуемой дальности подрыва, информация о котором поступает на вход блока задержки. При t_у<T блок задержки не пропускает управляющий сигнал на второй вход блока включения дальномера, а в момент времени t_у T управляющий сигнал с блока поступает на блок включения дальномера, выход которого связан с входом лазерного дальномера (здесь t_у текущее время после производства выстрела).

После производства выстрела до момента подрыва снаряда оператор удерживает прицельную марку на цели. При этом излучение лазера дальномера попадает на приемник излучения, установленный на снаряде.

Отметим, что в качестве приемника излучения может быть использован, например, любой фотонный приемник лазерного излучения (см. "Справочник по лазерной технике". Киев, Техника, 1978, с. 202-219), максимум спектральной чувствительности которого совпадает с длиной волны излучения лазера дальномера.

Полученный приемником сигнал через усилитель и преобразователь воздействует на вход взрывателя, обеспечивая подрыв снаряда на требуемой дальности.

Таким образом, предложенная система управления вооружением позволит обеспечить дистанционный подрыв снарядов осколочного действия (или снарядов с готовыми поражающими элементами) на требуемой дальности при помощи излучения лазера штатного лазерного дальномера.

Оснащение танков данной системы позволит повысить вероятность поражения легкобронированных и воздушных целей снарядами осколочного действия в среднем на 20 30% При этом вероятность поражения вертолета огневой поддержки снарядом осколочного действия для танка, оснащенного предложенной системой, может составить в среднем 0,25-0,30, а снарядом с готовыми поражающими элементами 0,30-0,40.

Предложенную систему управления вооружением можно использовать как при модернизации серийных отечественных и зарубежных танков, оснащенных лазерным дальномером, так и при разработке перспективных танков и боевых машин пехоты.

Сущность: система управления вооружением танка содержит систему наведения и стабилизации орудия и башни, пульт управления, прицел, лазерный дальномер, а также счетно-решающее устройство. Она снабжена приемниками излучения, предназначенными для установки на оснащенных взрывателями снарядах осколочного действия или снарядах с готовыми поражающими элементами. Дальномер снабжен устройством управления расхождением луча лазера и системой управления подрывом.

Система управления вооружением танка, содержащая систему наведения и стабилизации орудия и башни, пульт управления, прицел, лазерный дальномер, а также счетно-решающее устройство, отличающаяся тем, что она снабжена приемниками излучения, предназначенными для установки на оснащенных взрывателями снарядах осколочного действия или снарядах с готовыми поражающими элементами, а дальномер снабжен устройством управления расхождением луча лазера и системой управления подрывом.