САМОЛЕТНАЯ ПРИЦЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ БЛИЖНЕГО ВОЗДУШНОГО БОЯ Российский патент 2015 года по МПК F41G3/22 

Изобретение относится к прицельным системам и может быть использовано в прицельных устройствах самолетов-перехватчиков, ведущих атаку воздушных целей в условиях ближнего воздушного боя.

Известен самолетный прицел, содержащий бортовую радиолокационную станцию (БРЛС), включающую зеркальную антенну с датчиками угла поворота зеркала по осям азимута, наклона и крена и блоком управления антенной, выход антенны через первый вход антенного переключателя соединен со входом приемного устройства, второй вход антенного переключателя через передающее устройство подключен к выходу синхронизатора, а также цифровую вычислительную машину (ЦВМ), вход которой соединен с выходом приемного устройства. Прицел также содержит блок связи с ракетами, выход которого соединен с головками самонаведения ракет, и переключатель режимов атаки (Патент Российской Федерации №2265786 по классу F41G 3/22 с приоритетом 24.06.2004 г.).

Недостаток известного устройства при применении в нем импульсно-доплеровской БРЛС - большое время прицеливания, достигающее нескольких секунд, обусловленное отсутствием оперативного наведения зеркала антенны на цель, а также тем, что БЦВМ работает как процессор обработки отраженного сигнала, а формирование прицельной информации и управление БРЛС осуществляется с задержкой. Такое время прицеливания недопустимо при работе прицела в условиях ближнего воздушного боя.

Задача изобретения - уменьшение времени прицеливания.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в самолетный прицел введен переключатель смещения зоны обзора и процессор управления прицеливанием, первый вход которого соединен с переключателем режимов атаки, второй вход - с переключателем смещения зоны обзора, третий вход - с датчиками угла поворота и угловой скорости зеркала антенны, четвертый вход - с информационным выходом блока связи с ракетами, пятый вход - с датчиками высоты и крена самолета, а выходы процессора управления прицеливанием соответственно подключены: первый - ко входу индикатора, второй - ко входу блока связи с ракетами, третий - ко входу блока управления антенной, а четвертый - к управляющему входу синхронизатора, при этом оба процессора соединены между собой посредством линии связи. (Гуськов Ю.Н., Бушуев С.Н., Корнев Г.И. Самолетный прицел. Патент РФ на изобретение №2379613, опубл. 20.01.2010).

На фиг.1 представлена схема самолетного прицела, на фиг.2 - вид смещенной зоны обзора, на фиг.3 - блок 17 целеуказаний по угловому положению цели.

В состав прицела (фиг.1) входят: импульсно-доплеровская БРЛС 1, включающая антенну 2 с датчиками 3 углов поворота и угловой скорости зеркала антенны по осям азимута, наклона и крена, антенный переключатель 4, приемное и передающее устройства 5 и 6, синхронизатор 7, а также связанные линией связи процессор сигналов 8 и процессор управления прицеливанием 9, индикатор 10, переключатель режимов атаки 11 - в переднюю или в заднюю полусферу, блок связи с ракетами 12, ракеты 13, блок управления антенной 14, переключатель смещения зоны обзора 15 и датчики высоты и крена самолета 16, блок 17 целеуказаний по угловому положению цели.

Блок 17 целеуказаний по угловому положению цели (фиг.3) содержит n-пороговых устройств, задатчик сигналов, элемент ИЛИ, вычитающее устройство, первый и второй элементы ИЛИ.

Антенна 2 БРЛС 1 через первый вход антенного переключателя 4, приемник 5 и процессор сигналов 8 соединена с процессором управления прицеливанием 9 посредством линии связи. Вход индикатора 10 соединен с первым выходом процессора управления прицеливанием 9, второй выход которого подключен ко входу блока связи с ракетами 12, третий - ко входу блока управления антенной 14, а четвертый - к управляющему входу синхронизатора 7. Входы процессора 9 соответственно соединены: первый вход - с переключателем режимов атаки 11, второй вход - с переключателем смещения зоны обзора 15, третий вход - с датчиками угла поворота и угловой скорости зеркала антенны 3, четвертый вход - с информационным выходом блока связи с ракетами 12, а пятый вход - с выходами датчиков высоты и крена самолета 16. Выходы блока связи с ракетами 12 подключены ко входам ракет 13.

Первый вход блока 17 целеуказаний по угловым положениям цели связан с выходом нашлемной системы индикации летчика, второй вход с выходом датчиков углов поворота антенны, а первый, второй и третий выходы соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами процессора управления прицеливанием.

При этом первым и вторыми входами блока целеуказаний по угловому положению цели являются соответственно первые входы n-пороговых устройств и второй вход вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами n-пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходами задатчиков сигналов, выход вычитающего устройства соединен с входами первого и второго датчиков, которые являются соответственно прямо включенными и обратно включенными, выход первого, второго датчиков, выход вычитающего устройства являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока целеуказаний по угловому положению цели.

Устройство работает следующим образом.

В процессе ведения ближнего воздушного боя, на дальностях, от 10 до 15 километров, пилот визуально через фонарь кабины обнаруживает цель, определяет ее положение относительно самолета - справа или слева, направления ее полета (сближение или удаление), устанавливает переключатель режимов атаки 11 в соответствующее положение и переключатель 15 в положение «смещение влево» или «смещение вправо». Сигнал с выхода переключателя режимов атаки 11 поступает на первый вход процессора 9, по которому он выбирает частоту повторения БРЛС 1 (высокую или среднюю) и выдает сигналы на управляющий вход синхронизатора 7, по которым он изменяет период повторения импульсов в пачке и их скважность в передающем устройстве 6, обеспечивая ведение ближнего воздушного боя.

Сигнал с выхода переключателя 15 подается на второй вход процессора 9, по которому он формирует сигналы управления шириной зоны обзора, устанавливая режим «зона малая», и ее положением в пространстве «слева» или «справа», которые поступают на входы блока управления антенной 14. В соответствии с этими сигналами антенна 2, смещаясь относительно нулевого положения (фиг.2), начинает производить построчный обзор передней полусферы малой зоной обзора, обеспечив оперативное наведение зеркала антенны на цель.

В процессе обзора сигнал с выхода передающего устройства 6 через антенный переключатель 4 поступает на вход антенны 2 и излучается в пространство. Закрытое на время импульсной посылки приемное устройство 5 открывается, и процессор 8 начинает производить обработку принимаемого сигнала, используя алгоритм быстрого преобразования Фурье.

Согласно работе В.В. Васина и др. Авиационная радиолокация. Издание ВВИА им. Н. Е. Жуковского, 1964 г., стр.529, для вычисления данных, необходимых для стрельбы самолетного комплекса перехвата, на вход вычислительного устройства (процессора управления прицеливанием) необходимо подать информацию о режиме атаки, виде оружия, дальности до цели, углах поворота и угловых скоростях зеркала антенны, а также высоте полета и угле крена самолета.

До момента обнаружения цели на втором, четвертом и пятом входах процессора 9 уже имеется информация о характере атаки (в переднюю или заднюю полусферу) с выхода переключателя режимов атаки 15, информация о наличии и типе ракет 14 с информационного выхода блока связи с ракетами 12.

При обнаружении цели процессор сигналов 8 по линии связи выдает на вход процессора управления прицеливанием 9 информацию о дальности до цели. В момент получения сигнала о наличии цели процессор 9 фиксирует значения углов поворота и угловых скоростей зеркала антенны 2 с выходов датчиков углов поворота и угловых скоростей 3, а также информацию о высоте полета и углах крена с выхода датчиков высоты и крена 16 самолета. Имея полный набор исходных данных, процессор 9 производит формирование прицельной информации, которая поступает на вход блока связи с ракетами 12 и далее на ракеты 13, подготавливая их к пуску с минимальной задержкой относительно времени формирования отметки цели.

Целеуказания по угловому положению цели в ближнем воздушном бою осуществляются следующим образом.

С выхода датчиков нашлемной системы индикации летчика сигнал, соответствующий угловому положению цели, поступает на первый вход блока 17 целеуказаний, на второй вход которого поступает сигнал с выхода датчиков 3 углов поворота антенны, соответствующий угловому положению антенны.

При этом сигналы с первого и второго входов блока 17 целеуказаний по угловому положению цели поступают соответственно на первые входы n-пороговых устройств 18 и второй вход вычитающего устройства 21.

Пороговые устройства 18 обеспечивают определение текущего значения углового положения цели за счет сравнения сигналов с нашлемной системы целеуказаний сигналов с заданными значениями.

В момент превышения текущего значения сигнала над одним из заданных, которые поступают на вторые входы n-пороговых устройств 21 с выходов задатчика 19 сигналов происходит срабатывание одного из n-пороговых устройств, с выхода которого сигнал через элемент ИЛИ 20 поступает на первый вход вычитающего устройства 21.

Вычитающее устройство 21 определяет величину рассогласования между угловым положением цели и угловым положением антенны БРЛС.

С выхода вычитающего устройства 22 сигнал поступает на восьмой вход блока 9, который выдает сигнал с четвертого выхода блока 9 на вход блока 14 управления антенной, обеспечивая при этом поворот антенны 2 БРЛС в направлении углового положения цели.

Кроме того, блок 17 целеуказаний по угловому положению цели определяет направления рассогласования между угловым положением цели и антенны БРЛС. Это происходить следующим образом.

Направления рассогласования между угловым положением цели и антенны определяются полярностью сигнала на выходе вычитающего устройства 21.

Сигнал с выхода вычитающего устройства 21 поступает на входы первого 22 и второго 23 датчиков, которые включены соответственно по схеме прямого и обратного включения.

При этом в зависимости от полярности сигнала на выходе вычитающего устройства 21, через первый 22 или второй 23 датчики сигнал поступает соответственно на шестой или седьмой входы процессора 9 управления прицеливанием.

Процессор 9 управления прицеливанием на основе данной информации обеспечивает управления по направлению угловым положением антенны БРЛС.

Введение в схему прицела блока 17 целеуказаний по угловым положениям цели в сочетании с описанными выше связями позволяет осуществить оперативное наведение зеркала антенны на цель, уменьшив тем самым время прицеливания, что особенно актуально при ведении ближнего воздушного боя.

Изобретение относится к средствам прицеливания на самолетах. Изобретение содержит бортовую радиолокационную станцию, процессор обработки сигналов, индикатор и блок связи с ракетами, переключатель режимов атаки, датчики высоты полета и крена самолета, переключатель смещения зоны обзора, процессор управления прицеливанием и блок целеуказаний по угловому положению. Блок целеуказаний по угловому положению цели содержит n-пороговых устройств, задатчик сигналов, элемент ИЛИ, вычитающее устройство, первый и второй диоды. Причем первым и вторым входами блока целеуказаний являются соответственно первые входы n-пороговых устройств и второй вход вычитающего устройства. Первый вход вычитающего устройства соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами n-пороговых устройств. Вторые выходы n-пороговых устройств соединены с выходами задатчиков сигналов. Выход вычитывающего устройства соединен с входами первого и второго диодов. Выходы первого и второго диодов и вычитающего устройства являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока целеуказаний по угловому положению цели. Технический результат изобретения заключается в уменьшении времени прицеливания. 3 ил.

Прицельная система для ближнего воздушного боя, содержащая бортовую радиолокационную станцию, процессор обработки сигналов, индикатор и блок связи с ракетами, переключатель режимов атаки и датчики высоты полета и крена самолета, переключатель смещения зоны обзора, процессор управления прицеливанием, бортовая радиолокационная станция состоит из зеркальной антенны с блоком управления антенной, снабженной датчиками углов поворота и угловых скоростей зеркала по осям азимута, наклона и крена, выход которой через первый вход антенного переключателя соединен с входом приемного устройства, второй вход антенного переключателя через передающее устройство подключен к выходу синхронизатора, вход которого соединен с выходом приемного устройства, выходы блока связи соединены с ракетами, первый вход процессора управления прицеливанием соединен с переключателем режимов атаки, второй вход - с переключателем смещения зоны обзора, третий вход - с датчиками углов поворота и угловых скоростей зеркала антенны, четвертый вход - с информационным выходом блока связи с ракетами, пятый вход - с датчиками высоты и крена самолета, выходы процессора управления прицеливанием соответственно подключены: первый - ко входу индикатора, второй - ко входу блока связи с ракетами, третий - ко входу блока управления антенной, а четвертый - к управляющему входу синхронизатора, при этом процессоры связаны между собой линией связи, отличающаяся тем, что дополнительно введен блок целеуказаний по угловому положению цели, первый вход которого связан с выходом нашлемной системы индикации летчика, второй вход - с выходом датчиков углов поворота антенны, а первый, второй и третий выходы - соответственно с шестым, седьмым и восьмым входами процессора управления прицеливанием, блок целеуказаний по угловому положению цели содержит n-пороговых устройств, задатчик сигналов, элемент ИЛИ, вычитающее устройство, первый и второй диоды, при этом первым и вторыми входами блока целеуказаний по угловому положению цели являются соответственно первые входы n-пороговых устройств и второй вход вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами n-пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходами задатчиков сигналов, выход вычитающего устройства соединен с входами первого и второго диодов, которые являются соответственно прямо включенными и обратно включенными, выход первого, второго диодов, выход вычитающего устройства являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока целеуказаний по угловому положению цели.