СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРЕЛЬБЫ БОЕВОГО ДИСТАНЦИОННО-УПРАВЛЯЕМОГО МОДУЛЯ, РАЗМЕЩЕННОГО НА ПОДВИЖНОМ ОБЪЕКТЕ Российский патент 2016 года по МПК F41G3/00 

Изобретение относится к способам оценки боевой эффективности дистанционно-управляемых устройств, оснащенных системой вооружения и устанавливаемых на шасси наземных транспортных средств.

Известен способ проведения испытаний боевого дистанционно-управляемого модуля (см. патент RU №2550250, опубл. 10.05.15 г., Бюл. №13), принятый за прототип. Способ проведения испытаний боевого дистанционно-управляемого модуля заключается в том, что процесс контроля разделен на функциональные блоки контрольных операций. Блок контрольных операций по определению точностных характеристик заключается в расчете на основе полученных параметров средних квадратических погрешностей и сравнении их с установленными предельными значениями. Для проведения части контрольных операций используется технологическое наземное транспортное средство, на котором монтируются элементы контролируемых систем, перед контрольными операциями проводят операции по технологической приработке и калибровке. Перед проведением испытаний боевого дистанционно-управляемого модуля, состоящего из трех основных частей: поворотной платформы, блока управления и системы вооружения, с системой вооружения проводятся работы по ее приведению к нормальному бою, определяется средняя точка попадания, а при необходимости производится юстировка, далее производится юстировка видеокамер системы технического зрения и тепловизора поворотной платформы. Первый блок контрольных операций заключается в проверке работоспособности боевого дистанционно-управляемого модуля при использовании по назначению, включающей проверку возможности выбора режима стрельбы и длительности очереди, оценку среднего расхода патронов, необходимых для поражения целей, проверку скорости плавного наведения на цель в горизонтальной и вертикальной плоскости, проверку перебросочной скорости в горизонтальной и вертикальной плоскости, проверку возможности дистанционного взвода оружия, проверку обеспечения заряжания и перезаряжания системы вооружения. Второй блок контрольных операций заключается в проверке возможности осуществления наблюдения и целеуказания, включающей проверку сектора и угла наблюдения и обстрела, проверку дальности обнаружения цели в дневных и ночных условиях, в условиях задымленности атмосферы, дождя и тумана, проверку измерения расстояния с помощью дальномера, проверку разрешающей способности системы наблюдения, проверку обеспечения ручного режима выбора и запоминания в произвольной последовательности нескольких целей, проверку автоматического сопровождения цели. Третий блок контрольных операций заключается в проверке управляемости изделия и возможности поддержания заданных параметров, включающей проверку обеспечения стабилизации в горизонтальной и вертикальных плоскостях поворотной платформы и системы вооружения во время движения наземного транспортного средства, проверку обеспечения ввода информации с клавиатуры и функционирования координатно-указательного устройства трекбола и джойстика блока управления, проверку передачи данных между блоком управления и поворотной платформой, проверку возможности подключения к блоку управления нескольких поворотных платформ. Четвертый блок контрольных операций заключается в проверке блока управления, включающей проверку работоспособности изделия при изменении напряжения электропитания и отображения напряжения питания на экране блока управления, проверку требований к твердотельному накопителю, проверку обеспечения обмена данных через порты Ethernet, проверку обеспечения обмена данных через порты USB, проверку требований к графическому контроллеру, проверку функционирования индикации и органов управления, проверку требований к ЖК-модулю, проверку контрастности изображения, проверку максимальной яркости изображения. Пятый блок контрольных операций заключается в проверке возможности реализации вспомогательных функций, связанных с работой оператора, включающей проверку возможности подачи тонального звукового сигнала, обеспечивающего концентрацию внимания и препятствующего сну оператора при продолжительном наблюдении за местностью, проверку защиты от неправильных (ошибочных) действий оператора, приводящих к отказам, потере информации и несанкционированному прохождению электрического сигнала, обеспечивающего ведение огня. Шестой блок контрольных операций заключается в проверке точностных характеристик, включающей проверку дальности поражения цели в дневных условиях при нормальных метеорологических условиях, проверку дальности поражения цели в ночных условиях, проверку дальности поражения цели в условиях задымленности атмосферы, дождя и тумана, проверку точности наведения на цель при использовании трекбола и сенсорной панели, оценку срединных отклонений по высоте (дальности), боковому направлению, отклонения средней точки попадания от контрольной точки по высоте и боковому направлению, оценку кучности стрельбы изделия.

Недостатками прототипа являются:

- недостаточные возможности по оценке воздействия внешних, в частности, метеорологических факторов;

- недостаточные возможности по оценке факторов, возникающих при движении подвижного объекта, на котором установлено вооружение;

- недостаточный уровень аналитической обработки результатов проведенных проверок, не позволяющий сформулировать обобщенные выводы по эффективности применения боевого дистанционно-управляемого модуля.

Предлагаемым изобретением решается задача по оценке реальной эффективности применения боевого дистанционно-управляемого модуля, устанавливаемого на шасси наземных транспортных средств.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в формировании способа оценки эффективности стрельбы боевого дистанционно-управляемого модуля, определяющего показатели эффективности стрельбы из комплексов вооружений, установленных на подвижных объектах, и необходимый перечень регистрируемой информации, используемой при анализе результатов оценочных операций.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе оценки эффективности стрельбы боевого дистанционно-управляемого модуля, размещенного на подвижном объекте, заключающемся в том, что процесс оценки разделен на функциональные блоки контрольных операций, по результатам проведения которых оцениваются работоспособность, возможность осуществления наблюдения и целеуказания, управляемость, точностные характеристики боевого дистанционно-управляемого модуля при использовании по назначению, новым является то, что на первом этапе определяется объем необходимой регистрируемой информации: отклонение показателей выверки вооружения, порядковый номер очереди, поражение цели, дальность до подвижного объекта, скорость движения подвижного объекта, время подготовки и производства очереди, яркость метеорологических щитов, цели и фона, горизонтальная освещенность, температура окружающего воздуха, атмосферное давление, скорость и азимутальное направление приземного ветра, на втором этапе определяются критерии оценки стрельбы, экспериментальные данные о результатах стрельб: количество поражений цели n и количество произведенных очередей N и рассчитывается частость поражения цели Р, на третьем этапе рассчитывается доверительная вероятность поражения цели y, на четвертом этапе определяется расчетная максимальная дальность действительной стрельбы D_max, расчетная ориентировочная дальность действительной стрельбы в условиях неопределенности оценки соответствия с использованием приемочного R_o (соответствие) и браковочного R₁ (несоответствие) уровней D_o при соблюдении условия R_o>n>R₁, на пятом этапе рассчитывается время подготовки и производства очереди по звукозаписи видеокамеры и время подготовки и производства очереди по результатам всех опытов, на шестом этапе рассчитываются максимальное и минимальное значения дальности до цели от рубежа открытия огня, на седьмом этапе рассчитывается количество замеров дальности для стрельбы с ходу по одной цели, на восьмом этапе рассчитывается скорость движения подвижного объекта при производстве очереди и средняя скорость движения подвижного объекта при производстве очередей j-го упражнения, на девятом этапе определяются нижняя Р_Н и верхняя Р_В границы доверительного интервала вероятности поражения цели Р, построенные по количеству произведенных очередей N, количеству поражений n, приемочной β и браковочной α вероятностям, на десятом этапе рассчитывается коэффициент пропускания атмосферы, видимый контраст цели и метеорологическая дальность видимости.

Определение на первом этапе объема необходимой регистрируемой информации позволяет:

- определить способы регистрации информации;

- определить аппаратный состав для контроля: комплект оборудования для выверки вооружения, систему дистанционной регистрации результатов стрельбы, дальномер для определения расстояния до объекта испытаний, штатные приборы подвижного объекта для регистрации скорости движения, секундомер, люксметр для определения уровня освещенности, метеокомплекс для определения температуры окружающего воздуха и атмосферного давления, скорости и азимутального направления приземного ветра, тип цифровой видеокамеры.

Определение на втором этапе критериев оценки стрельбы, экспериментальных данных о результатах стрельб и проведение расчета частости поражения цели позволяет:

- однозначно сформулировать понятие положительного результата стрельбы;

- определить реальное количество поражений цели для конкретного количества произведенных очередей.

Проведение на третьем этапе расчета доверительной вероятность поражения цели позволяет учесть при расчете риски заказчика и разработчика.

Определение на четвертом этапе расчетной максимальной дальности действительной стрельбы и расчетной ориентировочной дальности действительной стрельбы позволяет провести предварительную оценку схем мишенной обстановки при выполнении упражнений по стрельбе.

Проведение на пятом этапе расчета времени подготовки и производства очереди по звукозаписи видеокамеры и времени подготовки и производства очереди по результатам всех опытов позволяет:

- получить реальные результаты по времени, затрачиваемому на стрельбу, с учетом времени подготовки, производства очереди и времени на подачу команд на разрешение огня;

- получить усредненные статистические данные по времени по результатам всех.

Проведение на шестом этапе расчета максимального и минимального значений дальности до цели от рубежа открытия огня позволяет упростить разработку и сократить время проектирования схем мишенной обстановки.

Проведение на седьмом этапе расчета количества замеров дальности для стрельбы с ходу по одной цели позволяет:

- учесть при расчете расстояния между рубежами открытия огня, между последним рубежом открытия огня и рубежом прекращения огня;

- учесть время на выработку и учет поправок для стрельбы, время на подготовку дальномера для замера и время на проведение замера дальности.

Проведение на восьмом этапе расчета скорости движения подвижного объекта при производстве очереди и средней скорости движения подвижного объекта при производстве очередей j-го упражнения позволяет:

- оценить скоростные характеристики подвижного объекта при проведении стрельбы;

- получить усредненные статистические данные по скорости движения подвижного объекта при стрельбе.

Определение на девятом этапе нижней и верхней границы доверительного интервала вероятности поражения цели позволяет провести оценку эффективности огневого поражения из вооружения, установленного на подвижном объекте.

Проведение на десятом этапе расчета коэффициента пропускания атмосферы, видимого контраста цели и метеорологической дальности видимости позволяет:

- провести оценку метеорологических факторов на конкретный календарный день;

- провести оценку влияния метеорологических факторов на результаты стрельбы.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан пример определения доверительных интервалов для заданной частности программным методом; на фиг. 2 - пример распределения приемочных и браковочных уровней; на фиг. 3 - схема мишенной обстановки и порядок обстрела целей для стрельбы с места по неподвижным целям; на фиг. 4 - схема мишенной обстановки для стрельбы с места по подвижной цели; на фиг. 5 - схема мишенной обстановки и порядок обстрела целей для стрельбы с ходу по неподвижным целям; на фиг. 6 - схема мишенной обстановки для стрельбы с ходу по подвижной цели; на фиг. 7 - схема метеорологического щита.

Способ оценки эффективности стрельбы боевого дистанционно-управляемого модуля, размещенного на подвижном объекте, осуществляется следующим образом. Для проведения оценки эффективности стрельбы боевого дистанционно-управляемого модуля (БДУМ) 1 он размещается на подвижном объекте (ПО) 2. Показателем эффективности стрельбы является вероятность (частость) попадания в мишень и время, затрачиваемое экипажем на подготовку и производство одной очереди. Принцип определения показателей эффективности стрельбы заключается в определении вероятности (частости) попадания в мишень хотя бы одной пули из очереди в 10 пуль и определении времени, затрачиваемого экипажем на подготовку и производство одной очереди, при проведении стрельб из комплекса вооружения БДУМ 1, установленного на ПО 2, с ходу и с места по неподвижным и движущимся целям на реальных дальностях через дневные и ночные каналы прицельных комплексов с места наводчиков в штатных режимах.

Показатели эффективности стрельбы определяются следующим образом.

1. На первом этапе определяется объем регистрируемой информации, необходимой для расчета оценочных показателей: отклонение показателей выверки вооружения, порядковый номер очереди, поражение цели, дальность до подвижного объекта, скорость движения подвижного объекта, время подготовки и производства очереди, яркость метеорологических щитов, цели и фона, горизонтальная освещенность, температура окружающего воздуха, атмосферное давление, скорость и азимутальное направление приземного ветра.

2. На втором этапе определяются критерии оценки стрельбы, экспериментальные данные о результатах стрельб: количество поражений цели n и количество произведенных очередей N и рассчитывается частость поражения цели Р. За положительный результат при стрельбе принимается поражение цели. Критерием поражения является попадание в мишень хотя бы одной пули из очереди в 10 пуль. Частность поражения цели Р рассчитывается по формуле

где n - количество поражений цели, определенных при проведении стрельбы;

N - количество произведенных очередей.

3. На третьем этапе рассчитывается доверительная вероятность поражения цели y по формуле

где β - риск заказчика;

α - риск разработчика.

4. На четвертом этапе определяется расчетная максимальная дальность действительной стрельбы D_max, расчетная ориентировочная дальность действительной стрельбы D_o в условиях неопределенности оценки соответствия с использованием приемочного R_o (соответствие) и браковочного R₁ (несоответствие) уровней при соблюдении условия R_o>n>R₁.

Расчетная максимальная дальность действительной стрельбы D_max рассчитывается по формуле

где D_C - дальность, на которой велась стрельба;

Ф^-1(х₁) - обратная функция Лапласа для ;

R₀ - приемочный уровень (соответствия), используемый при оценке эффективности стрельбы, определяется из формульной зависимости биноминального распределения случайной величины

где - число сочетаний из N по n;

Р_Н - заданное значение нижней границы доверительного интервала.

Расчетная ориентировочная (с доверительной вероятностью 0,8) дальность действительной стрельбы рассчитывается по формуле

где R₁ - браковочный уровень (несоответствия), используемый при оценки эффективности стрельбы, рассчитывается по формульной зависимости биноминального распределения случайной величины

5. На пятом этапе рассчитывается время подготовки и производства очереди по звукозаписи видеокамеры и время подготовки и производства очереди по результатам всех опытов.

Время подготовки и производства очереди по звукозаписи видеокамеры рассчитывается по формуле

где T_i - время подготовки и производства i-й очереди;

Т_Вi - время производства очереди на звукозаписи;

Т_Oi - время подачи команды на открытие огня на звукозаписи.

Время подготовки и производства очереди по результатам всех опытов рассчитывается по формуле

6. На шестом этапе рассчитывается максимальное и минимальное значения дальности до цели от рубежа открытия огня.

Максимальное значение дальности до цели от рубежа открытия огня (POO) 3…5 рассчитывается по формуле

где D_max - максимальное значение дальности до цели в соответствии с нормативными документами;

V_max - максимальная скорость движения объекта испытаний для стрельбы с ходу в соответствии с нормативными документами;

Т_П - время подготовки и производства очереди в соответствии с нормативными документами.

Минимальное значение дальности до цели от рубежа открытия огня (POO) 3…5 рассчитывается по формуле

7. На седьмом этапе рассчитывается количество замеров дальности для стрельбы с ходу по одной цели по формуле

где S_POO - дистанция между двумя соседними РОО, а также между последним РОО и рубежом прекращения огня (РПО) 6;

Т_ПОПР - время на выработку и учет поправок для стрельбы;

Т_П - время подготовки дальномера для следующего замера;

Т_D - время на замер дальности до цели.

8. На восьмом этапе рассчитывается скорость движения подвижного объекта при производстве очереди и средняя скорость движения подвижного объекта при производстве очередей j-го упражнения.

Скорость движения подвижного объекта при производстве очереди рассчитывается по формуле:

где S_i - длина мерного участка в ходе подготовки и производства i-й очереди;

T_Oi - время подачи команды на открытие огня на звукозаписи для производства i-й очереди;

Т_{Oi+1(РПО+1)} - время подачи команды на огонь на звукозаписи для производства i+1 очереди, либо подачи команды на выстрел при достижении РПО 6.

Скорость движения подвижного объекта при производстве очереди j-го упражнения рассчитывается по формуле

где N_i - количество зачетных очередей j-го упражнения.

9. На девятом этапе определяется нижняя Р_Н и верхняя Р_В границы доверительного интервала вероятности поражения цели Р, построенные по количеству произведенных очередей N, количеству поражений n, приемочной β и браковочной α вероятностям.

Нижняя Р_Н и верхняя Р_В границы доверительного интервала определяются по формулам биноминального распределения случайной величины в соответствии с приведенным на фиг. 1 примером.

10. На десятом этапе рассчитывается коэффициент пропускания атмосферы, видимый контраст цели и метеорологическая дальность видимости.

Коэффициент пропускания атмосферы рассчитывается по формуле

где n₁(ρ₁) - яркость светлой части 7 дальнего щита 8;

n₁(ρ₂) - яркость темной части 9 дальнего щита 8;

n₂(ρ₁) - яркость светлой части 7 ближнего щита 10;

n₂(ρ₂) - яркость темной части 7 ближнего щита 10.

Видимый контраст цели рассчитывается по формуле

где n_Ц - яркость цели, осредненная по всей ее площади;

n_Ф - яркость фона, осредненная по площади фона, ограниченного прямоугольником с размерами, в 2 раза превышающими наибольшую высоту и ширину цели, и наложенным своим центром на центр цели.

Метеорологическая дальность видимости рассчитывается по формуле

При оценке эффективности стрельбы БДУМ 1, размещенного на ПО 2, стрельбы проводятся с ходу и с места по неподвижным 11 и совершающим фланговое движение 12 целям. Скорость движения ПО 2 с БДУМ 1 и подвижной цели 12 по среднепересеченной местности во время стрельбы составляет 25-30 км/ч. Цели 11 и 12 должны полностью проецироваться на фон местности, не превышая линию горизонта. Трасса должна обеспечивать прямую видимость цели без экранирования ее на местности. Измерение дальности до цели осуществляется перед каждой очередью. Максимально возможное количество замеров дальности для стрельбы по одной цели с ходу рассчитывается по формуле (11). Метеорологические щиты 8 и 10 для определения коэффициента пропускания атмосферы состоят из 2 равных квадратов, покрашенных белой (ρ₁) 7 и черной (ρ₂) 9 краской. Коэффициент отражения светового потока краски: ρ₁≥0,85, ρ₂≈0,5ρ₁. Размер щитов определяется исходя из соблюдения следующего условия: щиты независимо от дальности их установки должны занимать примерно равную площадь в плоском поле зрения наблюдательного прибора с учетом изменения кратности видения последнего. При использовании 2 щитов один из них устанавливается непосредственно у исходного рубежа испытательной директрисы, второй - в районе цели.

Перед проведением испытаний:

- производится подготовка к стрельбе ПО 2, юстировка вооружения, разворачиваются посты измерения параметров внешних условий и целей, устанавливается видеокамера, разрабатываются схемы мишенной обстановки, в которых определяются очередность стрельбы, дальности, исходный рубеж (ИР) 13, РОО 3…5, РПО 6, устанавливаются мишени;

- ПО 2 устанавливается на ИР 13;

- на удалении 20-30 м от ИР 13 устанавливается стационарный лазерный дальномер (ЛД) 14;

- проводятся измерения внешних условий, метеорологические данные рассчитываются по формулам (14)…(16).

Стрельба с места по трем разнесенным по фронту неподвижным целям:

- в соответствии со схемой мишенной обстановки определяется количество и тип боеприпасов, порядок обстрела целей, количество очередей при выполнении задания;

- после получения команды на выполнение упражнения БДУМ 1 приводится в боевое положение, включается видеокамера;

- ПО 2 перемещается с ИР13 на РОО 3;

- при достижении РОО 3 подается команда на открытие огня по первой цели, включается секундомер и выключается в момент производства очереди;

- по команде на ведение огня измеряется дальность до цели, значение которой сравнивается с заранее известным диапазоном значений, при несовпадении значений замер повторяется;

- при этом фиксируются результаты стрельбы (попадание, промах).

Стрельба с места по одной подвижной цели, стрельба с ходу по трем разнесенным по фронту и в глубину неподвижным целям, стрельба с ходу по одной подвижной цели проводятся аналогично в соответствии с определенными схемами мишенной обстановки.

Вероятность попадания (поражения) Р_Н программным методом в среде MathCad. Значение доверительной вероятности принимается равным y=0,8 (риски заказчика и разработчика равны β=α=0,1).

При обработке результатов проводится анализ видеозаписи на предмет точности наводки на цель и при отсутствии инструментальных ошибок производится исключение очередей, которые имеют грубые ошибки наводки. При наличии качественной звукозаписи видеокамеры производится расчет времени подготовки и производства каждой очереди по формуле (7), времени подготовки и производства по результатам всех очередей - по формуле (8), скорости движения ПО 2 при производстве каждой очереди - по формуле (12), средней скорости - по формуле (13).

Определяется качественная оценка погодных условий в соответствии с международной шкалой видимости, данные которой приведены в таблице.

Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в формировании способа оценки эффективности стрельбы боевого дистанционно-управляемого модуля, определяющего показатели эффективности стрельбы из комплексов вооружений, установленных на подвижных объектах, и необходимый перечень регистрируемой информации, используемой при анализе результатов оценочных операций.

Изобретение относится к способам оценки эффективности стрельбы боевого дистанционно-управляемого модуля, размещенного на подвижном объекте. Процесс оценки в способе разделен на этапы. На этих этапах определяют объем необходимой регистрируемой информации, критерии оценки стрельбы, экспериментальные данные о результатах стрельб, доверительную вероятность поражения цели γ, расчетную максимальную дальность действительной стрельбы D_max, расчетную ориентировочную дальность действительной стрельбы, время подготовки и производства очереди, максимальное и минимальное значения дальности до цели от рубежа открытия огня, количество замеров дальности для стрельбы с ходу по одной цели, скорость движения подвижного объекта при производстве очереди и среднюю скорость движения подвижного объекта при производстве очередей, нижнюю Р_Н и верхнюю Р_В границы доверительного интервала вероятности поражения цели Р, коэффициент пропускания атмосферы. Достигается возможность оценки эффективности стрельбы боевого дистанционно-управляемого модуля. 1 табл., 7 ил.

Способ оценки эффективности стрельбы боевого дистанционно-управляемого модуля, размещенного на подвижном объекте, заключающийся в том, что процесс оценки разделен на функциональные блоки контрольных операций, по результатам проведения которых оцениваются работоспособность, возможность осуществления наблюдения и целеуказания, управляемость, точностные характеристики боевого дистанционно-управляемого модуля при использовании по назначению, отличающийся тем, что на первом этапе определяется объем необходимой регистрируемой информации: отклонение показателей выверки вооружения, порядковый номер очереди, поражение цели, дальность до подвижного объекта, скорость движения подвижного объекта, время подготовки и производства очереди, яркость метеорологических щитов, цели и фона, горизонтальная освещенность, температура окружающего воздуха, атмосферное давление, скорость и азимутальное направление приземного ветра, на втором этапе определяются критерии оценки стрельбы, экспериментальные данные о результатах стрельб: количество поражений цели n и количество произведенных очередей N, и рассчитывается частость поражения цели Р, на третьем этапе рассчитывается доверительная вероятность поражения цели γ, на четвертом этапе определяется расчетная максимальная дальность действительной стрельбы D_max, расчетная ориентировочная дальность действительной стрельбы в условиях неопределенности оценки соответствия с использованием приемочного R_o (соответствие) и браковочного R₁ (несоответствие) уровней D_o при соблюдении условия R_o>n>R₁, на пятом этапе рассчитывается время подготовки и производства очереди по звукозаписи видеокамеры и время подготовки и производства очереди по результатам всех опытов, на шестом этапе рассчитываются максимальное и минимальное значения дальности до цели от рубежа открытия огня, на седьмом этапе рассчитывается количество замеров дальности для стрельбы с ходу по одной цели, на восьмом этапе рассчитывается скорость движения подвижного объекта при производстве очереди и средняя скорость движения подвижного объекта при производстве очередей j-го упражнения, на девятом этапе определяются нижняя Р_Н и верхняя Р_В границы доверительного интервала вероятности поражения цели Р, построенные по количеству произведенных очередей N, количеству поражений n, приемочной β и браковочной α вероятностям, на десятом этапе рассчитывается коэффициент пропускания атмосферы, видимый контраст цели и метеорологическая дальность видимости.