СПОСОБ ПОРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ, ПРИКРЫВАЕМЫХ АЭРОЗОЛЬНОЙ ЗАВЕСОЙ Российский патент 2015 года по МПК F41H9/00 

Изобретение относится к вооружению, в частности к системам комплексного огневого поражения.

Известен способ поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой (см., например, Громов В.И., Васильев Г.А - Действие в военное время (сборник), http://lib.rus.ec/b/256697/read, http://lib.rin.ru/doc/i/9757pl47.html, С.Монетчиков. Оружейная мастерская: правила стрельбы из АТС-17.- М.: журнал «Братишка», февраль, 2011, http://www.bratishka.ru), включающий: обнаружение аэрозольной завесы, прекращение наблюдения объектов, поражение объектов путем рассеянного обстрела участка аэрозольной завесы. Недостатком способа является существенное увеличение вероятности непоражения объектов, связанное с уменьшением точности стрельбы по объектам, не наблюдаемых за аэрозольной завесой. А также существенная зависимость эффективности поражения от времени рассеивания аэрозольной завесы в естественных погодных условиях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности поражения объектов в условиях их прикрытия аэрозольным образованием (АО).

Технический результат достигается тем, что в известном способе поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой, заключающемся в обнаружении АО огневым средством поражения (ОСП) и прекращении наблюдения объектов поражения, определяют координаты местоположения АО, рассчитывают координаты точек доставки забрасываемых электроаэрозольных генераторов (ЗЭАГ), осуществляют запуск носителей ЗЭАГ в расчетные координаты, приводят ЗЭАГ в работоспособное состояние, при рассеивании АО обнаруживают объекты поражения и поражают их ОСП.

Сущность изобретения заключается в доставке средств генерации электроаэрозоля в район местонахождения АО, прикрывающего объекты от поражения огневыми комплексами. Распыленный электроаэрозоль, взаимодействуя с частицами, интенсивно изменяет коэффициент пропускания оптического излучения объектов АО и восстанавливает эффективность ведения стрельбы огневыми комплексами.

На фигуре 1 представлена схема, поясняющая существо способа, где приняты следующие обозначения: 1 - этап применения ОСП в отсутствии АО, 2 - этап применения ОСП при наличии АО, 3 - этап применения ОСП при использовании ЗЭАГ, 4 - объекты поражения, 5 - ОСП, 6 сектор наблюдения, 7 - АО, 8 - ЗЭАГ, 9 - носитель ЗЭАГ. На этапе 1 ОСП 5 в секторе наблюдения 6 осуществляет поражение объектов 4. При этом эффективность поражения определяется только точностью ведения стрельбы ОСП 5, т.к. объекты поражения 4 достаточно хорошо наблюдаются с использованием прицельных устройств. На этапе 2 объекты поражения 4 применяют для своего прикрытия от прицельных устройств АО 7. Это приводит к резкому снижению эффективности поражения объектов 4 ОСП 5. Следовательно, восстановление эффективности поражения объектов 4 ОСП 5 определяется характеристиками АО 7, основной из которых является временная зависимость коэффициента пропускания АО 7 оптического излучения объектов или в обобщенном смысле время существования АО 7. Поэтому на этапе 3 в интересах сокращения времени существования АО 7 его «осаждают» электоаэрозолем. Для этого определяют координаты местоположения АО 7 и рассчитывают координаты доставки электроаэрозольных генераторов. ОСП 5 осуществляет запуск носителя ЗЭАГ 9, который доставляет ЗЭАГ 8 в заданные координаты района размещения АО 7. ЗЭАГ 8 фиксируется в грунте, автоматически или сигналу управления приводится в работоспособное состояние и осуществляет «выброс» электроаэрозоля. Частицы элетроаэрозоля взаимодействуют с частицами АО 7 и осуществляют интенсивное его просветление. Следовательно, возникает возможность дальнейшего наблюдения объектов поражения 4 и соответственно поражения их ОСП 5. При этом необходимое количество ЗЭАГ 8 для просветления АО 7 определяется пространственными размерами АО и характеристиками генерации аэлектроаэрозоля. Следовательно, в силу достаточно интенсивного физического процесса взаимодействия электроаэрозоля с АО существенно сокращается время его существования и соответственно осуществляется восстановление эффективности поражения объектов ОСП. Применение данного способа будет наиболее рациональным в отношении пространственно протяженных аэрозольных завес «с подпиткой», обеспечивающих прикрытие в течение достаточно длительного интервала времени.

Для подтверждения эффективности предлагаемого способа произведена оценка увеличения вероятности обнаружения объектов в условиях использования электроаэрозоля. Изменение пропускных свойств оптического излучения АО может характеризоваться коэффициентом пропускания Т (см., например, Козирацкий А.Ю. Поиск цели оптико-электронными средствами в условиях нестационарных маскирующих помех. - М.: журнал «Радиотехника», №14, 2005. С.11-13):

где Т₀ - коэффициент пропускания среды вне АО; t - время; α(t)=σ(t)+к_n(t) - коэффициент ослабления оптического излучения в АО; $$\sigma (t)=N(t)\cdot {\displaystyle \underset{0}{\overset{\infty }{\int }}{\alpha }_{aэр}}(a)f(a)da$$ - коэффициент рассеяния в элементарном объеме; N(t) - количество частиц в единице объема; α_аэр(а) - коэффициент рассеяния излучения на частице; а - диаметр частицы; f(a) - функция, описывающая распределение размеров рассеивающих частиц; к_n(t) - коэффициент поглощения излучения в элементарном объеме; l - размер АО в глубину по линии визирования «средство наблюдения (прицеливания) - цель».

Процесс повышения коэффициента пропускания оптического излучения АО состоит из двух основных взаимосвязанных этапов: коагуляции частиц АО и водных частиц электроаэрозоля; оседании агрегатов под действием гравитационных и электрических сил. Свой вклад вносит и электростатическое рассеивание частиц АО. Этап коагуляции частиц АО обусловлен кинетической и электростатической коагуляциями. Электрокоагуляция возможна потому, что частицы дымов и туманов часто несут на себе электрический заряд. Как правило, наряду с частицами, заряженными электричеством какого-нибудь одного знака, присутствуют как противоположно заряженные, так и нейтральные частицы. При этом процент заряженных частиц может доходить до 80% (см., например, Вейцер Ю.И., Лучинский Г.П. Маскирующие дымы. Ленинград: ГНТИХЛ, 1947. - стр.11-12).

Зависимость концентрации частиц АО под воздействием электроаэрозоля от текущего времени t может быть представлена в виде (см., например, Лекомцев П.Л. Электроаэрозольные технологии в сельском хозяйстве: монография / П.Л. Лекомцев. - Ижевск: ИжГСХА, 2006):

где N₀ - начальная концентрация частиц АО (до начала работы электроаэрозольного генератора (ЭАГ)); h - размер АО в высоту; n_э(t) - концентрация электроаэрозоля в зависимости от времени; r_э - диаметр частиц электроаэрозоля; а - размер частиц АО; k₁ - коэффициент, учитывающий кинетическую и электростатическую коагуляции; υ_ос - скорость осаждения.

Процесс повышения коэффициента пропускания оптического излучения АО под воздействием электроаэрозоля можно представить в виде трех последовательных этапов: образование и расширение электроаэрозольной сферы; расширение сферы с осаждением частиц на поверхности под действием различных сил; осаждение электроаэрозоля на горизонтальные поверхности (грунт).

Для первого этапа распространения электроаэрозоля гравитационным осаждением можно пренебречь. Принимая $$V=\frac{2}{3}\pi R^3$$ (половина сферы), можно записать дифференциальное уравнение, описывающее изменение концентрации электроаэрозоля с учетом работы генератора, воздушного потока генератора, электростатического рассеяния и коагуляции (см., например, Лекомцев П.Л. Электроаэрозольные технологии в сельском хозяйстве: монография / П.Л. Лекомцев. - Ижевск: ИжГСХА, 2006, Савушкин А.В. Упрощенная математическая модель генерации электроаэрозоля / А.В. Савушкин, П.Л. Лекомцев // Применение электроэнергии в сельском хозяйстве: сб. научных трудов МИИСП. - М.: МИИСП, 1991. - С.21-22):

где Q_ж - расход жидкости; $${\nu }_k=\frac{4}{3}\pi r^3$$ - объем капли электроаэрозоля; R - радиус электроаэрозольной сферы; Q_в - расход воздуха; $$w=\frac{q^2}{18{\epsilon }_0\pi {\eta }_{в}r}$$ ; q - электрические заряды капель аэрозоля; ε₀ - электрическая постоянная; η_в - динамическая вязкость воздуха; r - радиус капли аэрозоля; D - коэффициент диффузии; $$z=\frac{q^2}{2{\epsilon }_{0}rkT}$$ ; k - постоянная Больцмана; T - температура, К.

Модель, описывающая изменение радиуса электроаэрозольной сферы с учетом электростатического рассеяния и воздушного потока генератора коагуляции (см., например, Лекомцев П.Л. Электроаэрозольные технологии в сельском хозяйстве: монография / П.Л. Лекомцев. - Ижевск: ИжГСХА, 2006):

Для второго этапа распространения электроаэрозоля:

где g - ускорение свободного падения; ρ_ж - плотность жидкости.

После отключения генератора (третий этап) электроаэрозоль распространяется за счет конвективных потоков воздуха (ветра), электростатического рассеяния и коагуляции. Уравнение осаждения электроаэрозоля:

где Q_вn - расход воздуха, обусловленный потоками ветра.

Для оценки эффективности предложенного способа в качестве показателя выберем вероятность правильного обнаружения P_n.о. цели. С учетом влияния пропускных свойств АО оптического излучения в соответствии с выражениями (1)-(6) условная вероятность правильного обнаружения может быть представлена в виде P_n.o:

где F - условная вероятность ложных тревог; q - отношение сигнал/шум по напряжению.

На фигуре 2 представлены графики зависимости вероятности правильного обнаружения цели от времени с учетом изменения коэффициента пропускания АО в условиях применения 10 и отсутствия 11 электроаэрозоля. Из графика следует, что на определенном временном этапе использование электроаэрозоля резко увеличивает вероятность обнаружение объекта по отношению к рассеиванию АО в естественных условия и соответственно существенно повышает вероятность поражения.

На фигуре 3 представлена блок-схема устройства, с помощь которого может быть реализован способ. Блок-схема устройства содержит: средство запуска носителей ЗЭАГ 12 (или ОСП, имеющий возможность запуска носителей ЗЭАГ), носитель ЗЭАГ 13, ЗЭАГ 14, включающий ЭАГ 16, блок приема сигналов 15.

Устройство работает следующим образом. При обнаружении АО средство запуска носителей ЗЭАГ 12 осуществляет запуск носителя ЭАГ 13 в район нахождения АО. При подлете к точке доставки ЗЭАГ 14 отделяется от носителя 13 и фиксируется в грунте. Средство запуска носителей ЗЭАГ 12 передает сигнал в блок приема сигналов 15 на включение ЗЭАГ 14. Блок приема сигналов 15 приводит в работоспособное состояние ЭАГ 16, который осуществляет выброс электроаэрозоля.

Таким образом, у заявляемого способа появляются свойства, заключающиеся в возможности повышения эффективности поражения объектов, на основе сокращения времени существования АО, за счет интенсивного осаждения электроаэрозолем частиц АО. Тем самым предлагаемый авторами способ устраняет недостатки прототипа.

Предлагаемый способ поражения является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой, заключающийся в обнаружении АО ОСП и прекращении наблюдения объектов поражения, определении координат местоположения АО, расчете координат точек доставки ЗЭАГ, запуске носителей ЗЭАГ в расчетные координаты, приведении ЗЭАГ в работоспособное состояние, обнаружении при рассеивании АО объектов поражения и поражении их ОСП.

Предлагаемый способ поражения практически реализуем с помощью существующих средств формирования электроаэрозоля, автоматизации, разведки и огневого поражения. Так, например, доставка ЭАГ в заданный район может осуществляться аналогично артиллерийским или авиационным системам для забрасываемых передатчиков помех (см., например, Н. Гришин. 155-мм артиллерийский снаряд - постановщик радиопомех. - М.: «Зарубежное военное обозрение», 1984, №8, стр.76-77).

Изобретение относится к системам комплексного огневого поражения. Способ поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой, заключается в доставке средств генерации электроаэрозоля в район местонахождения аэрозольного образования (АО), прикрывающего объекты от поражения огневыми комплексами. Распыленный электроаэрозоль, взаимодействуя с частицами АО, интенсивно изменяет коэффициент пропускания оптического излучения объектов АО и восстанавливает эффективность ведения стрельбы огневыми комплексами. Техническим результатом является повышение эффективности поражения объектов в условиях их прикрытия аэрозольным образованием. 3 ил.

Способ поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой, заключающийся в обнаружении аэрозольного образования огневым средством поражения и прекращении наблюдения объектов поражения, отличающийся тем, что определяют координаты местоположения аэрозольного образования, рассчитывают координаты точек доставки забрасываемых электроаэрозольных генераторов, осуществляют запуск носителей забрасываемых электроаэрозольных генераторов в расчетные координаты, приводят забрасываемые электроаэрозольные генераторы в работоспособное состояние, при рассеивании аэрозольного образования обнаруживают объекты поражения и поражают их огневым средством поражения.