УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2004 года по МПК F41G7/00 

Настоящее изобретение относится к области техники, занимающейся разработкой систем, обеспечивающих автоматизированную подготовку и проведение запуска летательных аппаратов экспортоспособных ракетных комплексов различных видов базирования (противотанковых, противовоздушных, противокорабельных и др.).

Известно значительное количество систем, обеспечивающих предстартовую подготовку и пуск боеприпасов для поражения точечных и площадных целей: патенты США №5096139, 5275354, 4611711, 5042743, патент Германии 4132233, заявка ФРГ 053734758, патенты России №2151359, 2109247, 2113679.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления запуском летательных аппаратов по патенту России №2151359 (МКИ F 41 G 7/00), содержащее блок получения информации о положении цели, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий запуск летательных аппаратов, блок тактического управления для обеспечения запуска летательных аппаратов, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первую схему И, второй вход которой соединен с первым выходом системы запуска летательных аппаратов, счетчик импульсов, блок выборки информации о параметрах цели, первый вход которого соединен с выходом блока получения информации о положении цели, блок хранения информации о параметрах цели и группа элементов И, выходом подключенная ко входу оперативного запоминающего устройства бортовой вычислительной системы летательного аппарата, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий запуск летательных аппаратов, выполненный в виде процессора с узлом прерывания, первого, второго, третьего и четвертого блоков памяти, выходами соединенных через общую шину с первым информационным входом процессора, ко второму информационному входу которого подключен формирователь адресов, регистра кодов формируемых сигналов, содержащего n-размерную группу элементов памяти, коммутационного блока, содержащего n-размерную группу коммутационных элементов, входы которых соединены соответственно с выходами элементов памяти регистра кодов формируемых сигналов, а выходы - с соответствующими входами n-размерной группы приемников сигналов системы управления летательным аппаратом, k-входовой схемы И, ко входам которой подключены k выходов элементов памяти подготовительных сигналов регистра кодов формируемых сигналов, а выход которой подключен ко входу формирователя адресов, к первому входу узла прерывания процессора и ко второму входу группы элементов И блока тактического управления, при этом в первом блоке памяти размещены паспортные данные летательного аппарата и ключи криптографического преобразования, во втором - программа формирования подготовительных сигналов, в третьем - закриптографированная программа формирования завершающих сигналов для запуска летательных аппаратов, в четвертом - программа обратного криптографического преобразования, информационный выход процессора соединен со входом регистра кода формируемых сигналов, а ко второму входу узла прерывания процессора подключен второй выход системы запуска летательных аппаратов.

Рассматриваемое в качестве прототипа устройство решает задачу исключения несанкционированного применения летательных аппаратов путем криптографической защиты программного обеспечения, встроенного в процессор устройства.

Целью настоящего изобретения является предотвращение несанкционированного применения летательных аппаратов путем выявления легитимности оператора устройства средствами его радиочастотной идентификации.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для управления запуском летательных аппаратов, содержащее блок получения информации о положении цели, блок тактического управления для обеспечения применения летательных аппаратов, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, схему И, второй вход которой соединен с первым выходом системы запуска летательных аппаратов, счетчик импульсов, блок выборки информации о параметрах цели, первый вход которого соединен с выходом блока получения информации о положении цели, блок хранения информации о параметрах цели, а также группу элементов И, выходом подключенных ко входу оперативного запоминающего устройства бортовой вычислительной системы летательного аппарата, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающих применение летательного аппарата, содержащий процессор с узлом прерывания, регистр кодов формируемых сигналов, содержащий n-размерную группу элементов памяти, коммутационный блок, содержащий n-размерную группу коммутационных элементов, входы которых соединены соответственно с выходами элементов памяти регистра кодов формируемых сигналов, а выходы соединены с соответствующими входами приемников сигналов бортовой системы управления летательным аппаратом, первый, второй и третий блоки памяти, выходами соединенные через общую шину с первым информационным входом процессора, при этом в первом блоке памяти размещена программа формирования подготовительных сигналов, во втором - программа формирования завершающих сигналов для применения летательных аппаратов, вход узла прерывания процессора подключен ко второму выходу системы запуска летательных аппаратов, в блок выработки управляющих сигналов введена группа элементов И, выходом подключенная ко входу регистра кодов формируемых сигналов, а входом - к информационному выходу процессора, в блок тактического управления для обеспечения применения летательных аппаратов введен блок хранения идентификационного кода оператора устройства, выходом соединенный через общую шину с первым информационным входом процессора с узлом прерывания, система радиочастотной идентификации, содержащая транспондер, тайно закамуфлированный в мундире оператора, и считыватель, выходом соединенный со вторым информационным входом процессора с узлом прерывания блока выработки управляющих сигналов, обеспечивающих применение летательных аппаратов, при этом в третьем блоке памяти размещена программа определения принадлежности идентификационного кода оператора, записанному в блоке хранения идентификационного кода оператора устройства, а управляющий выход процессора соединен со вторыми входами групп элементов И блока тактического управления и блока выработки управляющих сигналов для обеспечения применения летательных аппаратов.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для управления применением летательных аппаратов; на фиг.2 - схема радиочастотной идентификации оператора устройством для управления применением летательного аппарата.

Устройство для управления применением летательных аппаратов содержит в себе блок получения информации о положении цели 1, блок тактического управления для обеспечения применения летательных аппаратов 2, включающий в себя генератор тактовых импульсов 3, схему И 4, счетчик импульсов 5, блок выборки информации о параметрах цели 6, блок хранения информации о параметрах цели 7, группу элементов И 8, блок хранения идентификационного кода оператора устройства 9, систему радиочастотной идентификации 10, включающую транспондер 11 и считыватель 12, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий применение летательных аппаратов 13, включающий в себя процессор с узлом прерывания 14, регистр кодов формируемых сигналов 15, содержащий n-размерную группу элементов памяти 16₁, 16₂..._{16n, коммутационный блок 17, содержащий n-размерную группу коммутационных элементов 181, 182...18n, вторая группа элементов И 19, первый 20, второй 21, третий 22 блоки памяти; n-размерная группа приемников сигналов бортовой системы управления летательного аппарата 231, 232...23n, оперативное запоминающее устройство бортовой вычислительной системы 24; 25, 26, 27, 28 - входы устройства; 29 - общая шина.}

Устройство работает следующим образом. Не снижая общности размышлений, предположим, что пусковая установка (в общем случае любого вида базирования, например подвижного), оснащенная летательными аппаратами какого-либо класса, находится в состоянии готовности к применению в заданном районе. В какой-то момент времени командир пусковой установки получает приказ из вышестоящего командного пункта на поражение цели, которая в общем случае может находиться вне зоны видимости и перемещаться. Одновременно командиру выдается целеуказание, которое (например, по радиоканалу) поступает на пусковую установку от боевой информационно-управляющей системы и заносится в блок получения информации о положении цели 1 по входу 26 устройства (см. фиг.1). Возможны и другие каналы поступления целеуказания (речевой канал, оптический и др.). В общем случае может быть и циклическое поступление целеуказания, с последующим слежением за текущим положением цели. В состав информации о положении цели входят координаты центра цели, дальность до нее, ее геометрические размеры (например, радиус ядра), угловое положение, состав групповой цели и характеристики расположенных внутри нее объектов поражения (танки, пусковые установки и др.), государственная принадлежность элементов цели, элементы движения цели (скорость, азимут) и др. Командир по получении отмеченной информации делает привязку к местности своего текущего места положения на момент начала применения и отдает приказ экипажу на проведение подготовки к применению (например, разворот носителя пусковой установки, задействование электропитания, блокировку амортизации летательного аппарата и т.д.). При этом предположим, что командир выполняет штатный пуск без воздействия недоброжелателя.

Из системы запуска летательных аппаратов по входу 27 подается разрешающий сигнал на второй вход схемы 4 И (например, нажатием командиром клавиши “Целеуказание”) и тактовые импульсы из генератора 3 тактовых импульсов начинают поступать на вход счетчика 5 импульсов. При его переполнении на выходе счетчика 5 появляется сигнал переполнения, который поступает на вход блока выборки информации о параметрах цели 6, а сам счетчик обнуляется и начинает вновь отсчет поступающих импульсов. Блок выборки информации 6 по поступлении сигнала переполнения из счетчика 5 из всего содержимого блока получения информации о положении цели выбирает по заданному алгоритму часть информации, которая входит в состав задания на применение летательных аппаратов определенного класса и записывает ее в блок хранения информации о параметрах цели 7 (например, информация о государственной принадлежности цели нужна командиру только для принятия решения на стрельбу или на ее отмену). Не снижая общности размышлений предположим, что в состав этой информации входят координаты цели, пеленг и дальность до нее. При очередном переполнении счетчика 5 отмеченная процедура повторяется. При этом содержание блока 7 может изменяться (например, цель приближается). В процессе описанных операций работает система радиочастотной идентификации 10, включающая в себя транспондер 11, тайно закомуфлированный в мундире оператора и считыватель 12, выходом соединенный со вторым информационным входом процессора с узлом прерывания 14. Серийно выпускаемые транспондеры отличаются разнообразием диапазонов считывания (от десятков см до 2 м), форм исполнения (корпусированные в стеклянные капсулы, значки, различные этикетки и др.) и поэтому могут быть легко закомуфлированны в мундире оператора (в пачке сигарет, в погонах, шевронах и др.). В научно-технической литературе широко описаны различные системы радиочастотной идентификации с транспондером и считывателем, например “CHIP NEWS” №4, 1996 г.; "Электронные компоненты" (www.elcp.ru) №3, 2002 г. (стр. 46-51), №4, 2002 г. (стр. 68-72). Транспондер состоит из приемопередающей антенны, микросхемы и накопительного конденсатора (см. фиг.2). Его питание осуществляется за счет энергии поглощенных радиоволн, излучаемых считывателем 12. ЭДС, наведенная в антенне транспондера, заряжает накопительный конденсатор, энергии которой достаточно для одного цикла работы, в течение которого информация, записанная в микросхеме транспондера, передается в считыватель 12 и через него - на второй информационный вход процессора с узлом прерывания 14. Считыватель имеет передатчик и антенну, при помощи которой излучается электромагнитное поле определенной частоты. Попавшие в это поле транспондеры активизируются, получая за счет индуктивной связи энергию для питания и передают на считыватель идентификационный цифровой код, записанный в памяти микросхемы транспондера. После однократной передачи данных накопительный конденсатор разряжается для того, чтобы подготовить транспондер к следующему циклу считывания. При входе цели в зону досягаемой дальности располагаемого класса летательных аппаратов по входу 25 на вход узла прерывания процессора 14 подается сигнал из системы запуска летательных аппаратов (например, нажатием командиром клавиши “Предстартовая подготовка и применение летательных аппаратов”, при этом предполагаем, что пусковые операции осуществляет оператор устройства по указаниям командира). После обработки прерывания процессор 14 передает управление на программу определения принадлежности идентификационного кода оператора, записанного в памяти транспондера 11, идентификационному коду оператора, записанному в блоке 9, размещенной в блоке памяти 22. Процессор с узлом прерывания 14, реализуя эту программу, считывает из считывателя 12 содержимое идентификационного кода оператора, полученного им из транспондера 11, а из блока 9 - хранимый в нем идентификационный код оператора устройства и сравнивает их. При их совпадении на выходе процессора 14 с узлом прерывания формируется сигнал, который поступает на вторые входы групп элементов И 8 и 19, а он переходит на выполнение программы формирования последовательности подготовительных сигналов, размещенной в первом блоке памяти 20, адрес (имя) которой записано в конце программы, размещенной в блоке памяти 22. При поступлении сигнала из процессора 14 на второй вход группы элементов И 8 последний открывается и информация о текущих параметрах цели из блока 7 поступает в оперативное запоминающее устройство 24 бортовой вычислительной системы для последующей реализации необходимой траектории полета к цели. При реализации процессором программы, размещенной в первом блоке памяти 20, происходит формирование последовательности выдачи подготовительных сигналов в соответствии с общей циклограммой применения летательных аппаратов. Подготовительные сигналы - это та группа сигналов, поступающих на борт летательного аппарата, после прохождения которых еще допускается отмена старта летательного аппарата и перевод его в исходное состояние (включение наддува бака летательного аппарата, включение вентилятора обдува приборного отсека и др.). Процессор 14 в соответствии с этой программой в определенные моменты времени формирует коды сигналов и через свой информационный выход и через группу элементов И 19 (которая к этому моменту после подачи на ее второй вход разрешающего сигнала является открытой) записывает их в регистр кодов формируемых сигналов 15. Например, при сформированном коде: 1000... 0 “1” записывается только в элемент памяти 16₁ (в остальные элементы записываются “0”). Этот электрический сигнал поступает на вход коммутационного элемента 18₁. Последний увеличивает мощность сигнала до необходимого уровня и задействует первый бортовой приемник сигнала летательного аппарата 23₁.

По завершению выдачи подготовительных команд процессор 14 с узлом прерывания переходит к выполнению программы формирования и выдачи завершающих сигналов, размещенной во втором блоке памяти 21 и производится реализация этой программы по формированию сигналов на завершение предстартовой подготовки и применения летательных аппаратов (например, переход на бортовое электропитание, снятие блокировки с боевого заряда, запуск двигателя и т.д.).

При несовпадении идентификационного кода, записанного в блоке 9, и идентификационного кода, полученного из считывателя 12, на вторые входы групп элементов И 8 и 19 не поступят разрешающие сигналы, они будут закрыты и не пропустят ни подготовительные, ни завершающие сигналы для обеспечения применения летательного аппарата на соответствующие приемники сигналов его системы управления, а также не будет записана информация о параметрах цели из блока 7 в оперативное запоминающее устройство 24 бортовой вычислительной системы летательного аппарата. Старт летательного аппарата не состоится.

Применение предлагаемого технического решения исключает возможность применения летательных аппаратов недоброжелателем при похищении пусковой установки с летательными аппаратами из арсенала или захвата ее в виде боевого трофея на театре военных действий.

В дополнение к отмеченному эффекту при вводе в блок 9 по входу 28 фиктивных идентификационных кодов, ошибочные действия операторов при учебно-тренировочных работах не приведут к несанкционированному пуску из-за несовпадения идентификационных кодов.

Настоящее изобретение относится к области техники, занимающейся разработкой систем, обеспечивающих автоматизированную подготовку к применению летательных аппаратов различных видов базирования и назначения (противотанковых, противовоздушных, противокорабельных и др.). Техническим результатом является предотвращение несанкционированного применения недоброжелателем летательных аппаратов путем выявления легитимности оператора устройства средствами его радиочастотной идентификации. В устройство для управления применением летательных аппаратов, содержащее блок получения информации о положении цели, блок тактического управления для обеспечения применения летательных аппаратов, а также блок выработки управляющих сигналов для обеспечения применения летательных аппаратов, включающий в себя процессор, блоки памяти, сопряженные с ним через общую шину, регистр кодов формируемых сигналов и блок коммутации, сопряженный с приемниками сигналов бортовой системы управления, введены блок хранения идентификационного кода оператора устройства, система радиочастотной идентификации, содержащая транспондер, тайно закамуфлированный в мундире оператора, и считыватель, выходом соединенный со вторым информационным входом процессора, и дополнительный блок памяти с размещенной в нем программой определения принадлежности идентификационного кода оператора, записанного в памяти транспондера, идентификационному коду оператора, записанному в блоке хранения идентификационного кода оператора устройства. 2 ил.

Устройство для управления запуском летательных аппаратов, содержащее блок получения информации о положении цели, блок тактического управления для обеспечения применения летательных аппаратов, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, схему И, второй вход которой соединен с первым выходом системы запуска летательных аппаратов, счетчик импульсов, блок выборки информации о параметрах цели, первый вход которого соединен с выходом блока получения информации о положении цели, блок хранения информации о параметрах цели, а также группу элементов И, выходом подключенных ко входу оперативного запоминающего устройства бортовой вычислительной системы летательного аппарата, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающих применение летательного аппарата, содержащий процессор с узлом прерывания, регистр кодов формируемых сигналов, содержащий n-размерную группу элементов памяти, коммутационный блок, содержащий n-размерную группу коммутационных элементов, входы которых соединены соответственно с выходами элементов памяти регистра кодов формируемых сигналов, а выходы соединены с соответствующими входами приемников сигналов бортовой системы управления летательным аппаратом, первый, второй и третий блоки памяти выходами соединенные через общую шину с первым информационным входом процессора, при этом в первом блоке памяти размещена программа формирования подготовительных сигналов, во втором - программа формирования завершающих сигналов для применения летательных аппаратов, вход узла прерывания процессора подключен ко второму выходу системы запуска летательных аппаратов, отличающееся тем, что в блок выработки управляющих сигналов введена группа элементов И, выходом подключенная ко входу регистра кодов формируемых сигналов, а входом - к информационному выходу процессора, в блок тактического управления для обеспечения применения летательных аппаратов введен блок хранения идентификационного кода оператора устройства, выходом соединенный через общую шину с первым информационным входом процессора с узлом прерывания, система радиочастотной идентификации, содержащая транспондер, тайно закамуфлированный в мундире оператора и считыватель, выходом соединенный со вторым информационным входом процессора с узлом прерывания блока выработки управляющих сигналов, обеспечивающих применение летательных аппаратов, при этом в третьем блоке памяти размещена программа определения принадлежности идентификационного кода оператора записанному в блоке хранения идентификационного кода оператора устройства, а управляющий выход процессора соединен со вторыми входами групп элементов И блока тактического управления и блока выработки управляющих сигналов для обеспечения применения летательных аппаратов.