СИСТЕМА ЗАЩИТЫ КОРАБЛЯ ОТ НИЗКОЛЕТЯЩИХ СРЕДСТВ ВОЗДУШНОГО НАПАДЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК B63G13/00 F41H11/02 F42B22/00 

Изобретение относится к средствам противовоздушной обороны, а именно к системе обороны корабля от низколетящих средств воздушного нападения.

Известны зенитно-ракетные комплексы, включающие зенитные управляемые ракеты, системы и устройства, обеспечивающие подготовку данных для стрельбы, старт, наведение ракеты на цель и поражение цели [Справочник офицера противовоздушной обороны / Под ред. Г.В.Зимина. - М.: Воениздат, 1981, стр.256]. Достоинством зенитно-ракетных комплексов является их всепогодность, мобильность. универсальность, степень автоматизации процессов ведения боевой работы, надежность. Однако решения-аналоги имеют ряд недостатков, проявляющихся при отражении корабельными зенитно-ракетными комплексами налета низколетящих воздушных средств нападения. Боевая работа возможна только из состояния боевой готовности зенитно-ракетного комплекса, когда его средства обнаружения и сопровождения целей работают в активном режиме, тратя ресурсы корабля и требуя присутствия персонала комплекса на боевых постах. Кроме того, активная работа средства обнаружения и сопровождения целей комплекса демаскирует корабль и создает условия для применения противником средств поражения, наводящихся на источник излучения.

Отмеченные недостатки частично устранены в системе защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения, включающей устройство для поражения вертолетов, содержащее блок задействования устройства, канал гидрофона, канал микрофона, канал барометра, блок И с тремя входами, подрывное приспособление и блок средств задействования подрывного приспособления [Патент США №4207819, 1980 г.] - прототип.

Основным достоинством решения-прототипа является автономность функционирования устройства для поражения вертолетов после постановки его обороняющимся от средств воздушного нападения кораблем. Однако недостатком решения-прототипа является его малая эффективность при отражении кораблем налета низколетящих противокорабельных ракет. Так как стартующие с корабля зенитные ракеты также являются источником информации для каналов гидрофона, микрофона и барометра решения-прототипа, то указанные устройства для поражения вертолетов будут подрываться от своих зенитных ракет. Кроме того, информация от канала барометра при пролете над устройством скоростной противокорабельной ракеты в блок средств задействования подрывного приспособления будет приходить слишком поздно, и поражающие факторы подрывного устройства смогут воздействовать на противокорабельную ракету только вдогон ей. Этот недостаток решения-прототипа особенно ярко проявляется в случае его применения для поражения сверхзвуковых противокорабельных ракет, когда информация и от канала микрофона будет приходить после пролета противокорабельной ракетой места постановки устройства. И в решении-прототипе, в отличие от зенитных ракет, никак не согласуется время подрыва подрывного приспособления со скоростью и относительным положением поражаемой цели, что существенно снижает эффективность применения решения-прототипа для поражения противокорабельных ракет. Еще одним существенным недостатком решения-прототипа является опасность плавания кораблей в районе постановки устройств, создаваемая невзорвавшимися устройствами, и связанные с этим трудности использования решения-прототипа на учениях.

Задачей заявленного изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно обеспечение возможности поражения устройством для поражения вертолетов низколетящих скоростных целей во время осуществления кораблем перехвата этих целей зенитными ракетными комплексами, согласования времени подрыва устройства со скоростью и относительным положением низколетящей цели, а также снижения опасности для плавания в районе постановки устройств и обеспечение возможности их использования на учениях.

Технический результат достигается включением новых блоков и иной связью между блоками в системе защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения, включающей устройство для поражения вертолетов, содержащее блок задействования устройства, канал гидрофона, канал микрофона, канал барометра, блок И с тремя входами, подрывное приспособление и блок средств задействования подрывного приспособления, отличающейся тем, что в нее дополнительно введены корабельные ракетная бомбовая установка и радиотехнический комплекс, а в устройство для поражения вертолетов дополнительно введены таймер, блок регулировки плавучести, радиоканал, блок сброса балласта, блок затопления устройства, блок установки режима, два блика НЕ, три блока ИЛИ и четыре блока И, при этом выход блока задействования устройства соединен с входом подрывною приспособления через радиоканал, первый блок НЕ, второй блок И, первый блок ИЛИ, блок средств задействования подрывною приспособления и третий блок И, второй вход которого соединен с выходом блока задействования устройства через таймер, второй блок ИЛИ, четвертый блок И, блок сброса балласта, трети блок ИЛИ и второй блок НЕ, второй вход третьего блока ИЛИ соединен с выходом второго блока ИЛИ через пятый блок И и блок затопления устройства, второй вход четвертого блока И соединен с первым выходом блока установки режима, второй выход которого соединен с вторым входом пятого блока И, второй вход второго блока ИЛИ соединен с третьим выходом радиоканала, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока ИЛИ, второй вход второго блока И соединен с выходом первого блока И, вход блока регулировки плавучести соединен с выходом блока задействования устройства, а выход корабельной ракетной бомбовой установки соединен с входом корабельного радиотехнического комплекса, причем уставка блока регулировки плавучести, формирующая сигналы на регулирование глубины погружения устройства для поражения вертолетов, выбрана из соотношения

,

где Н - глубина погружения устройства, м,

М - масса взрывчатого вещества в подрывном приспособлении, эквивалентная массе тротила, кг,

а уставка дальности формирования корабельным радиотехническим комплексом сигнала на подрыв подрывного приспособления выбрана из соотношения

,

где D - расстояние между устройством для поражения вертолетов и средством воздушного нападения, м,

V - скорость средства воздушного нападения, м/с,

при этом подрывное устройство выполнено с водонестойким гидрофильным взрывчатым веществом.

Идея предложенного технического решения заключается в выставлении при помощи ракетной бомбовой установки корабля в разрыве между зонами обстрела кораблем воздушных целей зенитно-артиллерийским и зенитно-ракетным комплексами устройств для поражения вертолетов и управлении этими устройствами с помощью корабельного радиотехнического комплекса по радиоканалу. Функционируя как радиобуи-ответчики, устройства обеспечивают точное определение кораблем координат каждого устройства относительно корабля. Тем самым обеспечивается возможность во время отражения кораблем налета скоростных низколетящих противокорабельных ракет поставить водяную завесу перед противокорабельными ракетами за счет создания взрывных султанов, возникающих при подрыве подрывных приспособлений устройств. При этом за счет регулирования оптимальной глубины погружения устройства обеспечиваются максимальные размеры и высота подъема взрывного султана, а предложенное соотношение для уставки дальности формирования команды на подрыв подрывного приспособления устройства обеспечивает согласование времени подъема султана с высотой полета противокорабельных ракет. Если противокорабельные ракеты не пролетают над районом постановки устройства, или корабль по какой-либо причине не выдал команду на подрыв устройства, то последнее затапливается или всплывает (если оно используется на учениях) по команде с корабля или по истечении определенного промежутка времени. При этом безопасность возможного обращения с устройством обеспечивается разрывом цепи прохождения команды на подрыв взрывчатого вещества подрывного приспособления, а при затоплении устройства - дополнительно и растворением взрывчатого вещества в воде.

Покажем существенность отличительных признаков.

Введение в систему защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения корабельной ракетной бомбовой установки является новым решением. Благодаря высокой скорострельности ракетной бомбовой установки и высокой скорости полета ее реактивных снарядов, это решение обеспечивает своевременную постановку устройств при обнаружении кораблем средств воздушного нападения,

Введение в систему защиты корабля его радиотехнического комплекса и соединение входа последнего с выходом ракетой бомбовой установки является новым решением. Оно обеспечивает определение кораблем относительных координат выставленных устройств, а также подрыв выставленных устройств по команде с корабля, а также всплытие или затопление устройств по команде с корабля.

Выполнение устройства для поражения вертолетов дополнительно содержащим таймер, блок регулировки плавучести, блок сброса балласта, блок затопления устройства, блок установки режима, блок радиоканала, два блока НЕ, четыре блока И, три блока ИЛИ с их связями между собой и другими блоками устройства является новым решением. Оно обеспечивает возможность исключения срабатываний устройства от шумов стартующих с корабля зенитных ракет и обеспечивает срабатывание устройства только по команде с обороняющегося корабля.

Введение в состав устройства блока регулировки плавучести и выполнение его с уставкой регулирования глубины погружения в соответствии с указанным соотношением является новым для корабельных ракетных бомбовых установок решением. Оно обеспечивает удержание устройства на оптимальной с точки зрения максимальных размеров взрывного султана глубине.

Введение блока установки режима, блока сброса балласта и блока затопления устройства с их связями между собой и другими блоками устройства является новым решением. Оно обеспечивает возможность удаления не сработавшего устройства как путем его затопления (при использовании системы «по боевому»), так и путем всплытия устройства на поверхность для его повторного использования (при использовании на учениях). Введение же таймера с его связями с другими блоками устройства обеспечивает возможность удаления не сработавшего устройства в случае невозможности формирования команды на удаление не сработавшего устройства на выставившем устройство корабле.

Выполнение подрывного приспособления с водонестойким гидрофильным взрывчатым веществом является новым решением. Оно обеспечивает исключение нежелательного для акваторий военно-морских баз «засорения» морского дна взрывчатыми веществами, так как водонестойкое, смачиваемое водой (гидрофильное) взрывчатое вещество подрывного приспособления быстро разлагается и растворяется в морской воде после затопления устройства.

Соединение второго входа третьего блока И с выходом таймера через второй блок ИЛИ, четвертый блок И, блок сброса балласта, третий блок ИЛИ и второй блок НЕ, соединение второго входа второго блока ИЛИ с третьим выходом радиоканала, а также соединение второго входа третьего блока ИЛИ с выходом второго блока ИЛИ через пятый блок И и блок затопления устройства и соединение выходов блока установки режима с вторыми входами четвертого и пятого блоков И является новым решением. Оно обеспечивает исключение возможности подачи команды на подрыв подрывного приспособления при всплытии устройства, чем обеспечивается безопасность обращения с ним при подготовке его к повторному использованию. Этим же обеспечивается исключение возможности подрыва подрывного приспособления затопленного устройства.

Введение в состав устройства радиоканала с его связями с другими блоками устройства и формирования сигнала на подрыв подрывного приспособления в соответствии с указанным соотношение является новым решением. Оно обеспечивает согласование времени подъема взрывного султана на высоту полета низколетящих противокорабельных ракет со скоростью их полета.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемой системы обороны корабля от низколетящих средств воздушного нападения.

Система защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения содержит:

1 - устройство для поражения вертолетов,

2 - канал гидрофона,

3 - канал микрофона,

4 - канал барометра,

5 - первый блок И с тремя входами,

6 - блок задействования устройства,

7 - блок средств задействования подрывного приспособления,

8 - подрывное приспособление,

9 - корабль.

Узлы 1...9 характеризуют прототип. Дополнительно к ним в систему защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения введены новые узлы и блоки. 10 - Корабельная ракетная бомбовая установка (иначе РБУ, или бомбомет). Устройство для поражения вертолетов 1 - это по существу мина. Мины же по своему предназначению, конструктивным особенностям и способам постановки весьма разнообразны. Корабельная ракетная установка по существу является реактивным минометом. Поэтому каких-либо принципиальных технических сложностей при использовании корабельной бомбовой установки для постановки устройства 1 не предвидится. Описание корабельных бомбовых установок см. Хвощ В.А. Тактика подводных лодок. - М.: Воениздат, 1989, стр.123.

11 - Корабельный радиотехнический комплекс. Для совместного функционирования корабельного радиотехнического комплекса и радиоканала устройства 1 может использоваться один из многочисленных вариантов радиотехнических систем, в частности корабельная аппаратура системы ДИБУС, описание которой см. Простаков А.Л. Электронный ключ к океану (Гидроакустическая техника сегодня). - 2-е изд. Л.: Судостроение, 1986, стр.90-92.

12 - Блок регулировки плавучести. Описание такого блока см. в указанном источнике стр.80.

13 - Радиоканал с тремя выходами. Применительно к радиоканалу для устройства 1 может использоваться радиоаппаратура гидроакустического буя, описание которой см. в указанном источнике стр.90-92.

14 - Таймер. В качестве него может использоваться одно из широко применяемых в технике электронных реле времени.

15 - Блок установки режима. В качестве него может быть использован простейший командный прибор в виде коммутатора с двумя выходами. Описание командных приборов, работающих как в ручном, так и в автоматическом режиме см. Боевая авиационная техника; Авиационное вооружение / Д.И.Гладков, В.М.Балуев, П.А.Семенцов и др. Под ред. Д.И.Гладкова. - М.: Воениздат, 1987, стр.222.

16 - Блок сброса балласта. Описание такого блока см. Простаков А.Л. Электронный ключ к океану (Гидроакустическая техника сегодня). - 2-е изд. Л.: Судостроение, 1986, стр.80.

17 - Блок затопления устройства. Устройство такого блока аналогично устройству блока 16. Отличие состоит лишь в исполнительном механизме блока, который обеспечивает разгерметизацию устройства 1.

18 и 19 - соответственно первый и второй блоки НЕ.

20, 21 и 22 - соответственно первый, второй и третий блоки ИЛИ с двумя входами.

23, 24, 25 и 26 - соответственно второй, третий, четвертый и пятый блоки И с двумя входами.

Система защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения функционирует следующим образом. Для защиты от вертолетов корабль 9 осуществляет постановку устройств 1 одним из известных способов постановки мин. При попадании устройства 1 в воду срабатывает блок задействования устройства 2, что приводит к началу функционирования канала гидрофона 3, канала микрофона 4 и канала барометра 5. Если над устройством 1 на малой высоте пролетает вертолет, то одновременно на выходах каналов 3, 4 и 5 появляются сигналы, которые поступают на первый, второй и третий входы первого блока И 6. На выходе последнего формируется сигнал, который через второй блок И 23, мерный блок ИЛИ 20, блок средств задействования подрывного приспособления 7 и третий блок И 24 поступает на вход подрывного приспособления 8, вызывая взрыв последнего. В предлагаемом решении, если постановка устройства осуществляется корабельной ракетной бомбовой установкой 10, после выстрела последней на вход корабельного радиотехнического комплекса 11 поступает сигнал. Радиотехнический комплекс 11 начинает излучать кодированные радиосигналы на рабочей частоте радиоканала 13. В том случае, когда на входе последнего присутствует сигнал с выхода блока задействования устройства 2, на первом выходе радиоканала 13 формируется сигнал, который поступает на вход первого блока НЕ 18, вызывая пропадание сигнала на первом входе второго блока И 23. Тем самым осуществляется блокировка канала гидрофона 3, канала микрофона 4 и канала барометра 5. Радиоканал 13 осуществляет переизлучение принимаемых от корабельного радиотехнического комплекса 11 радиосигналов, что позволяет с использованием известных радиотехнических способов измерять относительные текущие координаты устройства 1. Если корабельный радиотехнический комплекс 11 осуществляет сопровождение воздушной цели, то при достижении целью расстояния до устройства 1, соответствующего указанному соотношению (и при благоприятном курсовом угле воздушной цели, когда траектория цели проходит над устройством 1), радиотехнический комплекс формирует кодированный сигнал, который принимается и распознается радиоканалом 13, и последний на своем втором выходе формирует сигнал, который через первый блок ИЛИ 20, блок средств задействования подрывного приспособления 7 и третий блок И 24 поступает на вход подрывного приспособления 8, вызывая взрыв последнего. Возникает взрывной султан, время подъема которого на максимальную высоту соответствует времени пролета воздушной целью расстояния между устройством 1 и воздушной целью на момент выдачи команды на подрыв подрывного устройства 8. В этом случае, если высота полета цели меньше высоты подъема взрывного султана, происходит встреча цели с взрывным султаном, в результате которой цель поражается. Подъему взрывного султана на максимально возможную высоту способствует погружение устройства 1 на оптимальную глубину. После попадания устройства 1 в воду с выхода блока задействования устройства 2 на вход блока регулировки плавучести 12 поступает сигнал, и последний начинает функционировать, удерживая глубину погружения устройства 1, в соответствии с предложенным соотношением.

Если в блоке установки режима 15 установлен режим всплытия устройства 1 и на третьем выходе радиоканала 13 в результате передачи корабельным радиотехническим комплексом кодированного радиосигнала формируется сигнал на всплытие устройства 1, то сигнал с третьего выхода радиоканала 13 через второй блок ИЛИ 21 и четвертый блок И 25 передается на вход блока сброса балласта 16. Осуществляется сброс балласта, устройство 1 всплывает. На выходе блока сброса балласта формируется сигнал, который через третий блок ИЛИ 22 поступает на вход второго блока НЕ 19, вызывая исчезновение сигнала на втором входе третьего блока И 24. Этим осуществляется разрыв цепи подрыва подрывного приспособления 8. Если в блоке установки режима 15 установлен режим затопления устройства 1, то схема функционирует аналогичным образом, только сигнал на второй вход третьего блока И 24 проходит с выхода второго блока ИЛИ 21 не через четвертый блок И 25 (на его втором входе сигнал в этом случае отсутствует), а через пятый блок И 26 и блок затопления устройства 17. При затоплении устройства 1 происходит и затопление подрывного приспособления 8, и его неводостойкое гидрофильное вещество через определенное время теряет свои взрывчатые свойства, растворяясь в воде. Если по какой-либо причине с помощью корабельного радиотехнического комплекса не удается подать команду на всплытие или затопление устройства 1, оно по истечении определенного времени всплывет на поверхность или будет затоплено (в зависимости от режима, установленного в блоке установки режима 15) по сигналу, формируемому таймером 14.

Таким образом, на основе анализа структуры и функционирования схемы предложенного технического решения можно заключить, что система защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения, в которой реализовано данное решение, обладает преимуществами, отвечающими поставленной задаче - обеспечение возможности поражения устройством для поражения вертолетов низколетящих скоростных целей во время осуществления кораблем перехвата этих целей зенитными ракетными комплексами, согласования времени подрыва устройства со скоростью и относительным положением низколетящей цели, а также снижения опасности для плавания в районе постановки устройств и обеспечение возможности их использования на учениях.

Изобретение относится к средствам противовоздушном обороны, а именно к системе обороны корабля от низколетящих средств воздушного нападения, может быть использовано в комплексах вооружения надводных кораблей. Технический результат - повышение эффективности средств противовоздушной обороны корабля за счет поражения противокорабельных ракет взрывным султаном. Для этого в известной системе защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения, включающей устройство для поражения вертолетов, содержащее блок задействования устройства, канал гидрофона, канал микрофона, канал барометра, блок И с тремя входами, подрывное приспособление и блок средств задействования подрывного приспособления, дополнительно введены корабельные ракетная бомбовая установка и радиотехнический комплекс, а в устройство для поражения вертолетов дополнительно введены таймер, блок регулировки плавучести, радиоканал, блок сброса балласта, блок затопления устройства, блок установки режима, два блока НЕ, три блока ИЛИ и четыре блока И, при этом выход блока задействования устройства соединен с входом подрывного приспособления через радиоканал, первый блок НЕ, второй блок И, первый блок ИЛИ, блок средств задействования подрывного приспособления и третий блок И, второй вход которого соединен с выходом блока задействования устройства через таймер, второй блок ИЛИ, четвертый блок И, блок сброса балласта, третий блок ИЛИ и второй блок НЕ, второй вход третьего блока ИЛИ соединен с выходом второго блока ИЛИ через пятый блок И и блок затопления устройства, второй вход четвертого блока И соединен с первым выходом блока установки режима, второй выход которого соединен с вторым входом пятого блока И, второй вход второго блока ИЛИ соединен с третьим выходом радиоканала, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока ИЛИ, второй вход второго блока И соединен с выходом первого блока И, вход блока регулировки плавучести соединен с выходом блока задействования устройства, а выход корабельной ракетной бомбовой установки соединен с входом корабельного радиотехнического комплекса, причем уставка блока регулировки плавучести, формирующая сигналы на регулирование глубины погружения устройства для поражения вертолетов, выбирается в зависимости от массы взрывчатого вещества в подрывном приспособлении, а уставка дальности формирования корабельным радиотехническим комплексом сигнала на подрыв подрывного приспособления выбирается в зависимости от скорости средства воздушного нападения и массы взрывчатого вещества в подрывном приспособлении, при этом подрывное устройство выполнено с водонестойким гидрофильным взрывчатым веществом. 1 ил.

Система защиты корабля от низколетящих средств воздушного нападения, включающая устройство для поражения вертолетов, содержащее блок задействования устройства, канал гидрофона, канал микрофона, канал барометра, блок И с тремя входами, подрывное приспособление и блок средств задействования подрывного приспособления, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены корабельные ракетная бомбовая установка и радиотехнический комплекс, а в устройство для поражения вертолетов дополнительно введены таймер, блок регулировки плавучести, радиоканал, блок сброса балласта, блок затопления устройства, блок установки режима, два блока НЕ, три блока ИЛИ и четыре блока И, при этом выход блока задействования устройства соединен с входом подрывного приспособления через радиоканал, первый блок НЕ, второй блок И, первый блок ИЛИ, блок средств задействования подрывного приспособления и третий блок И, второй вход которого соединен с выходом блока задействования устройства через таймер, второй блок ИЛИ, четвертый блок И, блок сброса балласта, третий блок ИЛИ и второй блок НЕ, второй вход третьего блока ИЛИ соединен с выходом второго блока ИЛИ через пятый блок И и блок затопления устройства, второй вход четвертого блока И соединен с первым выходом блока установки режима, второй выход которого соединен с вторым входом пятого блока И, второй вход второго блока ИЛИ соединен с третьим выходом радиоканала, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока ИЛИ, второй вход второго блока И соединен с выходом первого блока И, вход блока регулировки плавучести соединен с выходом блока задействования устройства, а выход корабельной ракетной бомбовой установки соединен с входом корабельного радиотехнического комплекса, причем уставка блока регулировки плавучести, формирующая сигналы на регулирование глубины погружения устройства для поражения вертолетов, выбрана из соотношения

,

где Н - глубина погружения устройства, м;

М - масса взрывчатого вещества в подрывном приспособлении, эквивалентная массе тротила, кг,

а уставка дальности формирования корабельным радиотехническим комплексом сигнала на подрыв подрывного приспособления выбрана из соотношения

,

где D - расстояние между устройством для поражения вертолетов и средством воздушного нападения, м;

V - скорость средства воздушного нападения, м/с,

при этом подрывное устройство выполнено с водонестойким гидрофильным взрывчатым веществом.