СПОСОБ СТРЕЛЬБЫ УПРАВЛЯЕМЫМ СНАРЯДОМ С ЛАЗЕРНОЙ ПОЛУАКТИВНОЙ ГОЛОВКОЙ САМОНАВЕДЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК F41G5/00 

Изобретение относится к области вооружения, в частности к управлению артиллерийскими управляемыми снарядами и ракетами с лазерной полуактивной головкой самонаведения, захватывающей подсвеченную цель на конечном участке траектории.

Изобретение предназначено для управления огнем минометов и ствольной артиллерии калибров типа 120, 122, 152, 155 мм при стрельбе по целям управляемыми снарядами, а также управляемыми ракетами с лазерной полуактивной головкой самонаведения.

Известен способ стрельбы по целям из пушек неуправляемыми боеприпасами [Патент RU №2111437 от 20.05.98 г. МПК⁶ F41G 5/14 - Способ и устройство для наводки орудия]. Недостатком способа является то, что данный способ не учитывает особенности стрельбы управляемыми боеприпасами.

Известны способы разведки и корректировки огня с использованием беспилотных летательных аппаратов (БЛА) [Вооружение России. Том 2. Вооружение России на рубеже веков. - М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2011, стр. 578-579], но они не обеспечивают стрельбу управляемыми боеприпасами с лазерной полуактивной головкой самонаведения.

В качестве прототипа выбран способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения [Патент RU №2247297 от 27.02.2005 г. МПК⁷ F41G 5/00, 7/22 - Способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения].

Способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения заключается в следующем: цель обнаруживается оператором целеуказателя, оператор сопровождает цель целеуказателем, производит измерение расстояния от целеуказателя до цели, азимута и угла места цели относительно целеуказателя. С использованием топографической привязки целеуказателя осуществляют топографическую привязку цели к местности. В пульте огневой позиции осуществляют топографическую привязку огневой позиции к местности и производят расчет установок стрельбы по координатам цели и огневой позиции. Далее производится наведение снаряда на цель, включающее наведение орудия на цель по рассчитанным установкам стрельбы, выстрел и наведение снаряда на цель, подсвеченную после выстрела лазерным излучением целеуказателя. Топографическая привязка цели к местности и преобразование ее координат в последовательность двоичных кодов осуществляется на линии соприкосновения с противником, а расчет установок стрельбы для орудия осуществляется на огневой позиции. При этом на огневой позиции и на линии соприкосновения с противником организовано единое компьютерное время, и после выстрела до включения целеуказателя устанавливается канал цифровой радиосвязи между огневой позицией и целеуказателем для передачи значения времени включения целеуказателя в режим подсвета, а сигнал включения в режим подсвета цели автоматически посылается в целеуказатель при достижении времени включения.

Недостатком прототипа является то, что способ эффективен для стрельбы по целям, находящимся в прямой видимости с позиции размещения целеуказателя. В случае сильно пересеченной местности, при наличии естественных или искусственных преград, мешающих наблюдению за районом целей, данный способ стрельбы может оказаться непригодным. Кроме того, позиция целеуказателя находится на линии прямого соприкосновения с противником, что сказывается на безопасности оператора целеуказателя. Способ не обеспечивает возможность стрельбы при размещении целеуказателя на движущемся объекте.

Задачей изобретения является повышение безопасности оператора целеуказателя, повышение оперативности решения задач разведки и управления стрельбой, расширение области применения управляемых боеприпасов с лазерной полуактивной головкой самонаведения за счет размещения целеуказателя на беспилотном летательном аппарате (БЛА) и поражения цели на значительном расстоянии за линией соприкосновения с противником.

Указанная задача достигается за счет того, что в известном способе стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения, включающем обнаружение цели, измерение полярных координат цели относительно целеуказателя, топографическую привязку целеуказателя к местности, топографическую привязку огневой позиции к местности, передачу координат цели и передачу координат целеуказателя по цифровой радиосвязи в пульт огневой позиции, топографическую привязку цели к местности, расчет установок стрельбы в пульте огневой позиции, установку единого компьютерного времени в целеуказателе и пульте огневой позиции, реализацию установок стрельбы, производство выстрела, передачу с пульта огневой позиции на целеуказатель по каналу цифровой радиосвязи времени включения лазерного излучения целеуказателя, включение лазерного излучения целеуказателя при достижении необходимого времени включения, наведение снаряда на цель, подсвеченную лазерным излучением целеуказателя, новым является то, что целеуказатель устанавливают на беспилотном летательном аппарате (БЛА) с возможностью автосопровождения цели, после обнаружения цели выполняют автоматическое сопровождение цели целеуказателем, дополнительно определяют скорость движения БЛА и передают ее значение на пульт огневой позиции, топографическую привязку целеуказателя к местности и передачу координат целеуказателя и скорости движения БЛА на пульт огневой позиции осуществляют периодически с частотой от 0,2 до 5 Гц, а производство выстрела выполняют после выработки в пульте огневой позиции разрешения на выстрел, причем разрешение на выстрел формируют после проверки возможности попадания отраженного от цели лазерного излучения целеуказателя в поле зрения головки самонаведения управляемого снаряда при подлете его к цели.

Предлагаемый способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения реализуется следующим образом.

В боевом порядке артиллерийская батарея располагается на большой дальности от линии соприкосновения с противником.

На огневой позиции с помощью пульта огневой позиции определяют координаты орудия, например, с помощью аппаратуры спутниковой навигации, а также в пульт огневой позиции вводят метеоданные и баллистические поправки, необходимые для выполнения расчета установок стрельбы.

В район целей запускают БЛА, оснащенный телевизионной камерой с автоматом сопровождения, лазерным целеуказателем-дальномером (ЛЦД), гиростабилизированной платформой, приводами разворота ЛЦД и телекамеры относительно БЛА, цифровым автопилотом с инерциальными датчиками и приемником спутниковой навигационной системы, средствами цифровой радиосвязи. После запуска БЛА цифровой автопилот отрабатывает заданный маршрут полета по сигналам приемника спутниковой навигационной системы.

В районе огневой позиции размещается пункт управления БЛА, имеющий в своем составе пульт оператора БЛА, с подключенными к нему средствами цифровой радиосвязи с бортом БЛА. Кроме того, между пультом огневой позиции и пультом оператора БЛА устанавливается канал цифровой связи, например, по интерфейсу RS-232С.

На пульте оператора БЛА формируется полетное задание для БЛА, которое перед стартом БЛА записывается в память цифрового автопилота БЛА.

Для запуска БЛА в полет, например, может применяться пневматическая катапультная установка.

Во время полета БЛА определяют скорость движения БЛА и осуществляют топографическую привязку целеуказателя к местности, например, по сигналам спутниковой навигационной системы. Передачу координат целеуказателя и скорости движения БЛА на пульт огневой позиции осуществляют периодически с частотой от 0,2 до 5 Гц по каналу цифровой связи между БЛА и пультом огневой позиции.

На пульте огневой позиции на фоне электронной карты местности отображается текущее местоположение БЛА.

После обнаружения цели, например автоматом обнаружения и сопровождения цели [Васильев В.И., Распознающие системы. Справочник - Киев: «Наукова думка», 1983 г., стр. 177-186], на борту БЛА вырабатывается команда на автоматическое сопровождение цели целеуказателем. При этом привода разворачивают целеуказатель и телевизионную камеру на цель с учетом маневра и качек БЛА.

При обнаружении цели автоматом обнаружения и сопровождения цели лазерный дальномер целеуказателя замеряет полярные координаты цели относительно БЛА. В электронной аппаратуре БЛА рассчитывают прямоугольные координаты цели, после чего рассчитанные координаты цели передают по цифровой радиосвязи на пульт огневой позиции.

В пульте огневой позиции с использованием полученных координат цели, а также введенных в пульт огневой позиции координат орудия, метеоданных и баллистических поправок по таблицам стрельбы рассчитываются установки стрельбы, которые реализуются на орудии. Расчет установок стрельбы осуществляется в полярной системе координат, связанной с орудием, причем ось X системы координат ориентирована на север. По этим координатам наводят орудие.

Устанавливается единое компьютерное время в целеуказателе БЛА и пульте огневой позиции.

Производство выстрела выполняют после выработки в пульте огневой позиции разрешения на выстрел, причем разрешение на выстрел формируют после проверки возможности попадания отраженного от цели лазерного излучения целеуказателя в поле зрения головки самонаведения управляемого снаряда при подлете его к цели.

Разрешение на стрельбу вырабатывается с учетом местоположения орудия и цели, полетного времени снаряда до момента захвата цели головкой самонаведения снаряда, времени подсвета цели, местоположения и скорости движения БЛА.

Разрешение на стрельбу будет выработано, если в прогнозируемый момент времени нахождения управляемого снаряда на участке самонаведения по сигналам лазерного излучения БЛА будет находиться в допустимом секторе подсвета относительно траектории полета снаряда, например, +/-45 градусов (условие эффективного использования лазерного целеуказателя) и на расстоянии не более 5 км от цели.

В момент выстрела на пульте огневой позиции вводят команду "Выстрел", считывают время момента выстрела по показаниям таймера часов системного времени пульта огневой позиции, назначают время включения целеуказателя в режим подсвета цели, автоматически формируют и по каналу цифровой радиосвязи передают на БЛА сообщение о факте выстрела и времени включения целеуказателя БЛА в режим подсвета цели.

После выстрела цель постоянно удерживается в поле зрения целеуказателя БЛА с помощью автомата сопровождения и стабилизированной платформы БЛА.

В электронной аппаратуре целеуказателя БЛА при получении сообщения о выстреле автоматически устанавливается время включения лазерного излучения целеуказателя, исходя из показаний единого времени пульта огневой позиции и целеуказателя БЛА.

В соответствующий момент времени выдается сигнал на включение лазерного излучения целеуказателя БЛА и производится подсвет цели лазерным излучением.

При подлете снаряда к цели и попадании отраженного от цели лазерного излучения в поле зрения головки самонаведения (ГСН), происходит захват цели ГСН и в управляемом снаряде вырабатываются команды на рули, обеспечивающие наведение снаряда в центр лазерного пятна.

В развитие предлагаемого способа разработан способ, когда топографическую привязку цели к местности осуществляют в пульте огневой позиции расчетным путем по данным топографической привязки целеуказателя и полярным координатам цели.

Кроме того, с целью повышения вероятности обнаружения замаскированной цели и обеспечения возможности перенацеливания выстрела в развитие предлагаемого способа разработан способ, когда обнаружение цели по телевизионному изображению с целеуказателя БЛА осуществляет оператор, расположенный на огневой позиции, а после обнаружения цели оператор передает в целеуказатель БЛА сигнал на переход в автоматический режим сопровождения цели.

Стрельба управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

На БЛА на стабилизированной платформе размещают целеуказатель и телевизионную камеру, видеоизображение с которой по каналу цифровой связи передается на пульт оператора, который размещается в районе огневой позиции. Оператор анализирует видеоизображение, а при обнаружении цели он выделяет образ цели и передает на БЛА команду на сопровождение цели. Автомат сопровождения БЛА обрабатывает видеоизображение с камеры и выдает управляющие команды стабилизированной платформе для удержания образа цели в перекрестии целеуказателя и телекамеры БЛА.

Для реализации способа в качестве пульта огневой позиции может применяться пульт, приведенный в прототипе. БЛА, например, может быть реализован на базе малоразмерного летательного аппарата комплекса воздушной разведки «Типчак» [Вооружение России. Том 2. Вооружение России на рубеже веков. - М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2011, стр. 578], оснащенного малогабаритной гиростабилизированной оптико-электронной системой, системой радиоуправления и передачи информации.

На борту БЛА размещается:

- телевизионная камера с автоматом сопровождения, с помощью которой осуществляется разведка и сопровождение цели;

- лазерный целеуказатель для подсвета цели лазерным излучением;

- блок радиосвязи с модемом (предназначен для передачи видеоизображения с телевизионной камеры, координат и скорости БЛА, координат цели и для приема команд наведения БЛА и команд управления целеуказателем);

- цифровой автопилот с инерциальными датчиками и приемником ГЛОНАСС/GPS;

- блок управления с аэродинамическими рулями;

- гиростабилизированная платформа.

Для запуска БЛА в полет применяется пневматическая катапультная установка.

В качестве аппаратуры наземного пункта управления БЛА может использоваться пульт оператора (ноутбук) с программным обеспечением, обеспечивающим отображение видеоизображения, поступающего с телевизионной камеры БЛА, данных о текущем положении БЛА и позволяющим вводить и передавать на БЛА команды управления БЛА. К пульту оператора подключается блок радиосвязи с модемом для организации канала цифровой радиосвязи с БЛА.

Данный способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения по сравнению с прототипом позволяет повысить безопасность оператора целеуказателя и расширить область применения управляемых артиллерийских боеприпасов с лазерной полуактивной головкой самонаведения за счет размещения целеуказателя на БЛА.

Кроме того, размещение аппаратуры разведки и целеуказания на БЛА позволит повысить эффективность разведки и целеуказания в случае сильно пересеченной местности, при наличии естественных или искусственных преград, мешающих наблюдению за районом целей, повысить мобильность пункта разведки и целеуказания за линией соприкосновения с противником.

Изобретение относится к управлению артиллерийскими управляемыми снарядами и ракетами с лазерной полуактивной головкой самонаведения (ГСН), захватывающей подсвеченную цель на конечном участке траектории, и предназначено для управления огнем минометов и ствольной артиллерии калибров 120, 122, 152, 155 мм при стрельбе управляемыми боеприпасами, а также управляемыми ракетами с ГСН. Указанная задача достигается использованием установки целеуказателя на беспилотном летательном аппарате (БЛА) с возможностью автосопровождения цели, ее обнаружения и дальнейшего автоматического сопровождения целеуказателем. Имеется возможность определения скорости движения БЛА, топографической привязки целеуказателя, огневой позиции и цели к местности и передачи периодически с частотой от 0,2 до 5 Гц координат и скорости движения целеуказателя на огневую позицию, измерения полярных координат цели относительно целеуказателя, передачи их по цифровой радиосвязи на огневую позицию, расчета в ней установок стрельбы и их реализации, установки единого компьютерного времени в целеуказателе и на огневой позиции, выработки на огневой позиции разрешения на выстрел и его производство, причем формируется оно после проверки возможности попадания отраженного от цели лазерного излучения целеуказателя в поле зрения ГСН управляемого снаряда при подлете его к цели, передачи с огневой позиции на целеуказатель по каналу цифровой радиосвязи времени включения лазерного излучения и его включения при достижении необходимого времени, наведение снаряда на цель, подсвеченную лазерным излучением целеуказателя. Технический результат - повышение безопасности оператора целеуказателя, повышение оперативности решения задач разведки и управления стрельбой, расширение области применения управляемых артиллерийских боеприпасов с лазерной полуактивной ГСН за счет размещения целеуказателя на БЛА. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения, включающий обнаружение цели, измерение полярных координат цели относительно целеуказателя, топографическую привязку целеуказателя к местности, топографическую привязку огневой позиции к местности, передачу координат цели и передачу координат целеуказателя по цифровой радиосвязи в пульт огневой позиции, топографическую привязку цели к местности, расчет установок стрельбы в пульте огневой позиции, установку единого компьютерного времени в целеуказателе и пульте огневой позиции, реализацию установок стрельбы, производство выстрела, передачу с пульта огневой позиции на целеуказатель по каналу цифровой радиосвязи времени включения лазерного излучения целеуказателя, включение лазерного излучения целеуказателя при достижении необходимого времени включения, наведение снаряда на цель, подсвеченную лазерным излучением целеуказателя, отличающийся тем, что целеуказатель устанавливают на беспилотном летательном аппарате (БЛА) с возможностью автосопровождения цели, после обнаружения цели выполняют автоматическое сопровождение цели целеуказателем, дополнительно определяют скорость движения БЛА и передают ее значение на пульт огневой позиции, топографическую привязку целеуказателя к местности и передачу координат целеуказателя и скорости движения БЛА на пульт огневой позиции осуществляют периодически с частотой от 0,2 до 5 Гц, а производство выстрела выполняют после выработки в пульте огневой позиции разрешения на выстрел, причем разрешение на выстрел формируют после проверки возможности попадания отраженного от цели лазерного излучения целеуказателя в поле зрения головки самонаведения управляемого снаряда при подлете его к цели.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что топографическую привязку цели к местности осуществляют в пульте огневой позиции расчетным путем по данным топографической привязки целеуказателя и полярным координатам цели.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обнаружение цели по телевизионному изображению с целеуказателя БЛА осуществляет оператор, расположенный на огневой позиции, а после обнаружения цели оператор передает в целеуказатель БЛА сигнал на переход в автоматический режим сопровождения цели.