СПОСОБ УСТАНОВКИ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ И КОМПЛЕКС АРТИЛЛЕРИЙСКОГО УПРАВЛЯЕМОГО ВООРУЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК F42B15/01 F41F3/04 

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике, и может быть использовано при разработке артиллерийского управляемого вооружения.

В комплексах управляемого вооружения большое значение имеют вопросы взаимной стыковки между различными подсистемами и ее изделиями. От правильности согласования их как по конструктивным, так и по электрическим параметрам и их взаимосвязям зависят в большой степени тактико-технические характеристики комплекса в целом.

Известны способ формирования команд управления ракетой и ракетный комплекс для его осуществления [патент России №2258900, от МКИ F42B 15/01, 11.03.04 г.], выбранные в качестве прототипа. Способ формирования команд управления ракетой заключается в том, что с пункта управления подают сформированные команды на ракету, а на ракете принимают и вырабатывают команды управления, при этом на пусковой установке в соответствии с ориентацией ракеты по углу крена задают коммутацию контактов, которыми формируют двоичное число, запоминают его и с учетом значения двоичного числа формируют величину исходной фазы команд управления ракетой. Сформированные команды управления, подаваемые на ракету, далее названы командными сообщениями ["Основы радиоуправления". / Под ред. Вейцеля В.А. и Типугина В.Н. - М.: Сов. радио, 1973 г., стр.241].

Ракетный комплекс, использующий этот способ, включает ракету, содержащую элементы электромеханической стыковки ракеты, блок приема и обработки команд управления и силовой привод, при этом элементы электромеханической стыковки ракеты связаны с системой электропитания пункта управления через устройство электромеханической стыковки пусковой установки и электромеханические цепи подготовки и пуска ракеты, в ракету введены формирователь сигнала записи и последовательно соединенные формирователь двоичного числа, запоминающее устройство, фазовращатель, а на пусковой установке коммутатор, который связан со входом формирователя двоичного числа через устройство электромеханической стыковки пусковой установки и электромеханические цепи подготовки и пуска ракеты, при этом второй вход запоминающего устройства подключен к выходу формирователя сигнала записи, выход блока приема и обработки команд управления соединен со вторым входом фазовращателя, выход которого подключен ко входу силового привода.

Известное техническое решение применяют на ракетах, которые крепятся на пусковой установке, при этом выставляют на ракете до старта нужную исходную фазировку команд управления, осуществляющих наведение ее на цель. Исходная фазировка обеспечивается электромеханической связью ракеты через пусковую установку с пунктом управления, осуществляющим до момента старта с помощью разовой команды начальную установку этого параметра управления.

Однако помимо старта ракеты с пусковой установки, к которой крепится ракета, широкое распространение получил старт ракеты (управляемого снаряда) из ствольной установки с помощью вышибного заряда, например пушки, гаубицы и др. При этом ракета со сложенными рулями и стабилизаторами, например, завальцована в гильзе и ничем внешне не отличается от штатного артиллерийского снаряда. Передавать на такой управляемый снаряд разовые команды до момента выстрела (старта) сложно, что в целом снижает надежность.

Следовательно, недостатком известного технического решения является низкая надежность при применении в качестве пусковой установки ствольной системы и передаче большого количества разовых команд.

Задачей предлагаемой группы изобретений (способа и устройств) является повышение надежности за счет исключения электромеханических цепей при расширении функциональных возможностей.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе установки начальных параметров управления управляемого снаряда, включающем коммутацию электрических цепей, выставляющих начальные установки параметров управления снарядом, на пункте управления после выстрела формируют разовые команды, которые кодируют, уплотняют и передают электромагнитным излучением, а на управляемом снаряде принимают, разделяют и декодируют эти команды, при этом декодированными разовыми командами коммутируют электрические цепи, выставляющие начальные установки параметров управления снарядом от 1 до n.

Комплекс артиллерийского управляемого вооружения (первый вариант), реализующий способ установки начальных параметров управления, содержит на управляемом снаряде последовательно соединенные блок приема и формирования команд управления, а на пункте управления - аппаратуру управления, аппаратура управления на пункте управления выполнена в виде последовательно соединенных аппаратуры формирования разовых команд и передающего устройства, а снаряд снабжен последовательно соединенными приемным устройством и аппаратурой выделения разовых команд от 1 до n, выход которой соединен с коммутирующим входом блока приема и формирования команд, при этом передающее устройство выполнено с возможностью связи с приемным устройством за счет электромагнитного излучения.

Комплекс артиллерийского управляемого вооружения (второй вариант), реализующий способ установки начальных параметров управления, содержит на управляемом снаряде последовательно соединенные блок приема и формирования команд управления, а на пункте управления - аппаратуру управления, аппаратура управления на пункте управления выполнена в виде последовательно соединенных аппаратуры формирования разовых команд и передающего устройства, а снаряд снабжен последовательно соединенными приемным устройством и аппаратурой выделения разовых команд от 1 до п, выход которой соединен с исполнительными механизмами, при этом передающее устройство выполнено с возможностью связи с приемным устройством за счет электромагнитного излучения.

Заявленный способ установки начальных параметров управления реализуется следующим образом. В исходном положении управляемый снаряд находится, например, в стволе гаубицы. В момент выстрела (старта) срабатывает вышибной заряд и снаряд вылетает из ствола, при этом, например, раскрываются стабилизаторы и он летит по баллистической траектории. После выстрела на управляемом снаряде принимают, разделяют и декодируют разовые команды, которые кодируют, например, используя временную импульсную модуляцию (ВИМ), уплотняют, например, используя временное разделение каналов и передают с помощью электромагнитного излучения, например, по оптической линии связи или радиолинии с пункта управления.

Разовые команды могут содержать, например, команды на разарретирование гироскопа, установку номера рабочей частоты принимаемого сигнала наведения снаряда на цель, различные компенсирующие команды и т.д. Эти команды могут подаваться как в требуемый для каждой команды момент времени, так и сразу, например, после старта. В последнем случае разовые команды выставляют в требуемое положение таймеры, каждый из которых в нужный момент времени замыкает или размыкает соответствующую электрическую цепь. Конкретно этот момент времени определяется применяемой системой наведения, например, для лучевой системы теленаведения в начале этапа встреливания ракеты в луч, для системы самонаведения по окончанию этапа неуправляемого полета и т.д.

На участке управляемого полета наведение снаряда на цель производится электромагнитным излучением (сигналом), передающим командное сообщение с пункта управления, отраженным от цели или излучаемым самой целью, который принимают и формируют из него команды управления снарядом. При этом декодированными разовыми командами, например задающими время начала функционирования гироскопа, различные компенсирующие команды, номер рабочей частоты или временной интервал для ВИМ сигналов наведения снаряда на цель и т.д., коммутируют соответствующие электрические цепи, выставляющие начальные установки параметров, участвующих в приеме и формировании команд управления ракетой, и (или) декодированными разовыми командами задающими, например, время раскрытия рулей, время включения маршевой установки, время взведения боевой части и т.д., коммутируют соответствующие электрические цепи, т.е. осуществляют управление, например N исполнительными механизмами устройств снаряда, где N=1, ... п.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, приведенными на фиг.1 и 2. На фиг.1 и 2 представлены структурные электрические схемы комплекса артиллерийского управляемого вооружения, соответственно первого и второго вариантов, где 1 - пункт управления (ПУ), 2 - аппаратура формирования разовых команд (АФРК), 3 - передающее устройство (ПДУ), 4 - управляемый снаряд (С), 5 - блок приема и формирования команд управления (БПФК), 6 - аппаратура выделения разовых команд (АВРК), 7 - приемное устройство (ПМУ), 8 - рулевой привод (РП), 9а, 9б, ... 9п - исполнительные механизмы (соответственно ИМ₁, ИМ₂, ... ИМ_п).

Заявленный комплекс артиллерийского управляемого вооружения (первый вариант) содержит последовательно соединенные блок приема и формирования команд управления 5 и рулевой привод 8. Последовательно включены аппаратура формирования разовых команд 2 и передающее устройство 3. На управляемом снаряде 4 последовательно соединены приемное устройство 7 и аппаратура выделения разовых команд 6, выход которой соединен с коммутирующим входом блока приема и формирования команд 5. Передающее устройство 3 связано электромагнитным излучением с приемным устройством 7.

Заявленный комплекс артиллерийского управляемого вооружения (второй вариант) содержит последовательно соединенные блок приема и формирования команд управления 5 и рулевой привод 8. Последовательно включены аппаратура формирования разовых команд 2 и передающее устройство 3. На управляемом снаряде 4 последовательно соединены приемное устройство 7 и аппаратура выделения разовых команд 6, выход которой соединен с коммутирующим входами "п" исполнительных механизмов 9а, 9б,...9п, где "п" - количество исполнительных механизмов. Передающее устройство 3 связано электромагнитным излучением с приемным устройством 7.

Аппаратура формирования разовых команд 2 и передающее устройство 3 могут быть выполнены соответственно как аппаратура кодирования и уплотнения каналов и передатчик ["Основы радиоуправления". / Под ред. Вейцеля В.А. и Типугина В.Н. - М.: Сов. радио, 1973 г., стр.247-248, рис.4.28], при этом вместо двух каналов можно аналогичным образом сформировать от одного до "п" каналов для передачи "п" разовых команд. Приемное устройство 7 и аппаратуру выделения разовых команд 6 можно выполнить соответственно как приемник и аппаратуру разделения каналов и декодирования [см. там же].

Блок приема и формирования команд управления 5 (фиг.1) может быть выполнен, например, как блок приема и обработки команд управления в устройстве, выбранном в качестве прототипа, при этом раскрутка ротора гироскопа и его разарретирование производится не от системы электропитания, расположенного на пусковой установке, а сигналом с выхода аппаратуры выделения разовых команд 6. Аналогичным образом для приема (дешифрации) ВИМ сигнала второй разовой командой в блоке приема и формирования команд управления 5 можно изменять, например, временные интервалы, которые должны соответствовать временным интервалам ВИМ сигнала аппаратуры формирования разовых команд 2. Третьей разовой командой можно изменять, например, коэффициент передачи и т.д. Блок 5 на фиг.2 может быть выполнен аналогично, при этом разовые команды, например, могут формироваться непосредственно в этом блоке от таймера, запускаемого в момент старта ракеты. Рулевой привод 8 может быть выполнен как силовой привод в прототипе. Исполнительные устройства 9а, ... 9п могут быть выполнены как соответствующие устройства, срабатывающие, например, от электропирозапала.

Заявленное устройство (первый вариант), реализирующее способ установки начальных параметров управления, приведенное на фиг.1, работает следующим образом. В исходном состоянии снаряд находится в стволе вышибной установки. В момент выстрела он разгоняется в стволе, например, с помощью порохового заряда и неуправляемый летит по баллистической траектории. При этом, например, на снаряде 4 в момент выстрела механическая перегрузка или пороховые газы вышибного заряда воздействуют на преобразователь механической энергии в электрическую, который генерирует электрическое напряжение, запускающее бортовой источник питания. В целях, например, уменьшения мощности бортового источника питания вначале можно запитывать только приемное устройство 7 и аппаратуру выделения разовых команд 6, а остальные блоки подключать после соответствующими разовыми командами.

На пункте управления 1 формируют в аппаратуре формирования разовых команд 2 команды, используя, например, ВИМ и временное разделение каналов (в каждом канале, например, одна разовая команда), которые поступают на вход передающего устройства 3. Передающее устройство 3 преобразует разовые команды в электромагнитное излучение и передает их на снаряд 4.

На снаряде 4 приемное устройство 7 преобразует электромагнитное излучение (например, в оптическом диапазоне) в электрический ВИМ сигнал. Этот сигнал с выхода приемного устройства 7 поступает на вход аппаратуры выделения разовых команд 6. Аппаратура выделения разовых команд 6 содержит столько же каналов, сколько их в аппаратуре формирования разовых команд 2, при этом каждая разовая команда предназначена для коммутации (включить или выключить) одну или несколько электрических цепей.

Таким образом, соответствующая разовая команда поступает с выхода аппаратуры выделения разовых команд 6 на коммутируемый вход блока приема и формирования команд управления 5. При этом, например, первая разовая команда подает питание на блок приема и формирования команд управления 5. Вторая выставляет, например, требуемые временные интервалы для декодирования сигнала, получаемого из электромагнитного излучения, поступающего на приемный вход блока приема и формирования команд 5 (изображен на фиг.1 пунктиром) и т.д.

Блок приема и формирования команд управления 5 при поступлении на его приемный вход электромагнитного излучения, например команд управления с прибора наведения (на фиг.1 он не приведен) формирует на выходе команды по курсу "Z" и тангажу "У", которые поступают на рулевой привод 8. Рулевой привод 8 отрабатывает их с помощью рулей и наводит снаряд на цель.

Заявленное устройство (второй вариант), реализирующее способ установки начальных параметров управления, приведенное на фиг.2, работает следующим образом. В исходном состоянии управляемый снаряд находится в стволе. В момент выстрела он разгоняется и летит по баллистической траектории, при этом аналогично запускают бортовой источник питания.

На пункте управления 1 формируют в аппаратуре формирования разовых команд 2 команды, которые поступают на вход передающего устройства 3. Передающее устройство 3 преобразует разовые команды в электромагнитное излучение и передает их на снаряд 4.

На управляемом снаряде 4 приемное устройство 7 преобразует электромагнитное излучение в электрический ВИМ сигнал. Этот сигнал с выхода приемного устройства 7 поступает на вход аппаратуры выделения разовых команд 6. С выхода аппаратуры выделения разовых команд 6 соответствующие разовые команды поступают на входы исполнительных механизмов 9а, ... 9п. При этом, например, первая разовая команда раскрывает рули снаряда, вторая запускает маршевую двигательную установку и т.д.

Блок приема и формирования команд управления 5 при поступлении на его приемный вход электромагнитного излучения формирует на выходе команды по курсу "Z" и тангажу "У", которые поступают на рулевой привод 8. Рулевой привод 8 отрабатывает их с помощью рулей и наводит снаряд на цель.

Таким образом, в заявленных устройствах (первого и второго вариантов) в качестве пусковой установки применена, например, штатная гаубица. Это расширяет функциональные возможности заявленного технического решения, т.к. позволяет применить, например, гаубицу также по своему прямому назначению.

Следовательно, предлагаемая группа изобретений, способ установки начальных параметров управления и комплекс артиллерийского управляемого вооружения (варианты), позволяет повысить надежность при расширении функциональных возможностей.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике, и может быть использовано при разработке комплексов артиллерийского управляемого вооружения. Задачей, решаемой в изобретении, является повышение надежности за счет исключения электромеханических цепей, при расширении функциональных возможностей. Согласно способу на пункте управления после выстрела формируют разовые команды, которые кодируют, уплотняют и передают электромагнитным излучением, а на управляемом снаряде принимают, разделяют и декодируют эти команды. При этом декодированными разовыми командами коммутируют соответствующие электрические цепи, выставляющие начальные установки параметров управления, участвующих в приеме и формировании команд управления снарядом и (или) осуществляют управление исполнительными механизмами его устройств. В комплекс артиллерийского управляемого вооружения на пункте управления устанавливают последовательно включенные аппаратуру формирования разовых команд и передающее устройство, а на снаряде устанавливают последовательно соединенные приемное устройство и аппаратуру выделения разовых команд. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ установки начальных параметров управления управляемого снаряда, включающий коммутацию электрических цепей, выставляющих начальные установки параметров управления снарядом, отличающийся тем, что на пункте управления после выстрела формируют разовые команды, которые кодируют, уплотняют и передают электромагнитным излучением, а на управляемом снаряде принимают, разделяют и декодируют эти команды, при этом декодированными разовыми командами коммутируют от 1 до n электрических цепей, выставляющих начальные установки параметров управления снарядом.2. Комплекс артиллерийского управляемого вооружения, содержащий на управляемом снаряде последовательно соединенные блок приема и формирования команд управления, а на пункте управления - аппаратуру управления, отличающийся тем, что аппаратура управления на пункте управления выполнена в виде последовательно соединенных аппаратуры формирования разовых команд и передающего устройства, а снаряд снабжен последовательно соединенными приемным устройством и аппаратурой выделения разовых команд от 1 до n, выход которой соединен с коммутирующим входом блока приема и формирования команд, при этом передающее устройство выполнено с возможностью связи с приемным устройством за счет электромагнитного излучения.3. Комплекс артиллерийского управляемого вооружения, содержащий на управляемом снаряде последовательно соединенные блок приема и формирования команд управления, а на пункте управления - аппаратуру управления, отличающийся тем, что аппаратура управления на пункте управления выполнена в виде последовательно соединенных аппаратуры формирования разовых команд и передающего устройства, а снаряд снабжен последовательно соединенными приемным устройством и аппаратурой выделения разовых команд от 1 до n, выход которой соединен с исполнительными механизмами, при этом передающее устройство выполнено с возможностью связи с приемным устройством за счет электромагнитного излучения.