Способ поражения малогабаритных летательных аппаратов Российский патент 2017 года по МПК F42B15/01 F42C13/02 

Изобретение относится к вооружению, в частности к системам огневого поражения воздушных объектов зенитными артиллерийскими комплексами (ЗАК).

Известен способ поражения летательных аппаратов [1, 2], основанный на поиске, обнаружении и сопровождении ЗАК летательного аппарата, наведении пушечной установки ЗАК в направление прицеливания с учетом параметров полета летательного аппарата и характеристик ЗАК, выстреле зенитного боеприпаса (ЗБП) и локации активным неконтактным взрывателем летательного аппарата, определении по отраженному сигналу неконтактным взрывателем параметров пространственного положения летательного аппарата, подрыве активным неконтактным взрывателем ЗБП и формировании поля поражения в направлении летательного аппарата при достижении параметров пространственного положения летательного аппарата оптимальных значений. Недостатком является существующая вероятность срыва локации активным неконтактным взрывателем малогабаритных летательных аппаратов (МГЛА). Это связано с малыми габаритами МГЛА и применяемыми материалами для его изготовления. Так, малые размеры МГЛА и использование неметаллических материалов для его изготовления снижают эффективную площадь рассеивания (особенно в радиодиапазоне), а также учитывая скоротечность и динамку полета ЗБП, локационный сигнал «может не попасть» на МГЛА. В дополнение, использование активного взрывателя усложняет конструкцию, увеличивает массу и стоимость ЗБП, что приводит к увеличению отказов, уменьшению дальности поражения и неэффективности по критерию стоимости цели и применяемого для его поражения средства.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности ЗАК при поражении МГЛА.

Технический результат достигается тем, что в известном способе поражения малогабаритных летательных аппаратов, основанном на поиске, обнаружении и сопровождении ЗАК МГЛА, наведении ЗАК в направлении прицеливания с учетом параметров полета МГЛА и характеристик ЗАК, передают параметры полета МГЛА на неконтактный оптический взрыватель ЗБП ЗАК, подсвечивают МГЛА лазерным излучением, осуществляют ЗАК выстрел ЗБП, измеряют неконтактным оптическим взрывателем ЗБП по принимаемому отраженному лазерному излучению угол места и азимут МГЛА и определяют угломестную составляющую скорости сближения ЗБП и МГЛА, по значениям угломестной составляющей скорости сближения ЗБП и МГЛА, параметров полета МГЛА относительно ЗАК и разрывных характеристик ЗБП вычисляют значение оптимального угла места МГЛА подрыва ЗБП, при достижении по мере сближения ЗБП и МГЛА угла места МГЛА значения угла места подрыва ЗБП осуществляют направленный подрыв ЗБП в направлении текущего азимута МГЛА.

Поражение летательных аппаратов может осуществляться ЗАК, использующими снаряды с неконтактными взрывателями [3]. Использование таких взрывателей в основном определяется наличием информационного поля цели, по которому определяют ее пространственное положение. По конструктивным особенностям МГЛА могут не обеспечить достаточный уровень информационного излучения. В этом случае дополнительный подсвет МГЛА направленным лазерным излучением позволит повысить уровень информационного сигнала для ЗБП и соответственно эффективность поражения.

На фиг. 1 представлена схема, поясняющая существо способа (где приняты следующие обозначения: 1 - ЗАК, 2 - МГЛА, 3 - ЗБП, 4 - точка подрыва ЗБП, 5 поражающие элементы, 6 - траектория полета ЗБП, 7 - направление распространения сигнала лазерного подсвета ЗАК - МГЛА, 8 - направление распространения отраженного сигнала лазерного подсвета МГЛА - ЗБП, β - угол погрешности наведения ЗАК на МГЛА, α_t - угол места МГЛА (отраженного сигнала лазерного подсвета от МГЛА), ε_t - азимут МГЛА (отраженного сигнала лазерного подсвета от МГЛА), α_П - угол места МГЛА в точке подрыва ЗБП, ε_П - азимут МГЛА в точке подрыва ЗБП, α_t,МГЛА – угол места МГЛА относительно ЗАК, ε_t,МГЛА - азимут МГЛА относительно ЗАК, D - расстояние ЗАК - МГЛА, D_t - расстояние ЗАК - ЗБП, L - расстояние подрыва ЗБП относительно МГЛА, t - индекс изменения значений величин в процессе полета ЗБП и МГЛА во времени).

Рассмотрим ключевые этапы функционирования предлагаемого способа. ЗАК 1 определяет параметры полета МГЛА 2: D, α_t,МГЛА, ε_t,МГЛА скорость и направление. На основе полученных значений ЗАК 1 производит необходимые расчеты и осуществляет наведение своей пушечной установки в цель. При этом, учитывая динамику процесса наведения и характеристики исполнительных элементов, формируется угловая погрешность наведения β, влияющая на эффективность поражения МГЛА 2. Это влияние отражается на величине промаха ЗБП 3 относительно цели. Компенсация ошибок наведения на основе учета пространственных характеристик разброса поражающих элементов 5 осуществляется выбором на траектории полета ЗБП 6 точки (участка) его подрыва 4. Для этой цели в состав ЗБП 3 включают дистанционные или неконтактные взрыватели, оценивающие его пространственное положение в процессе полета [4]. Дистанционные взрыватели осуществляют подрыв ЗБП на установленной дистанции и по своему принципу функционирования не способны в процессе полета оценить текущее положение относительно цели. Следовательно, эффективность применения дистанционного взрывателя определяется начальными процедурами подготовки к стрельбе. Использование таких взрывателей для поражения МГЛА (учитывая малые размеры) может потребовать достаточно большое количество ЗБП. Неконтактные взрыватели позволяют оценить текущее положение цели и делятся на активные и пассивные. В интересах поражения летательных аппаратов неконтактные взрыватели функционируют в радио и оптическом диапазонах длин волн. Эффективность пассивных взрывателей в первую очередь определяется возможностью выделить цель по ее излучению. Применительно к МГЛА 3 такие взрыватели не могут быть использованы. Это объясняется недостаточной информативностью МГЛА в радио и оптическом полях (отсутствие бортовых источников радиоизлучения, низкая интенсивность ИК-излучения и т.д.), что может привести к необнаружению цели. Наиболее эффективно использование активных взрывателей, которые оценивают пространственное положение ЗУ 3 относительно цели по параметрам отраженного сигнала. Однако при поражении МГЛА 2 существует вероятность «неполучения» отраженного сигнала. Это связано с малыми габаритами МГЛА 2 и применяемыми материалами для его изготовления. Так, малые размеры МГЛА 2 и использование неметаллических материалов для его изготовления снижают эффективную площадь рассеивания (особенно в радиодиапазоне), а также учитывая скоротечность и динамку полета ЗБП 3, локационный сигнал «может не попасть» на МГЛА 2. В дополнение, использование активного взрывателя усложняет конструкцию, увеличивает массу и стоимость ЗБП 3, что приводит к увеличению отказов, уменьшению дальности поражения и неэффективности по критерию стоимости цели и применяемого для его поражения средства.

Исходя из вышеизложенного, в этой ситуации наиболее эффективным представляется повысить информативность МГЛА 2 в излучаемом физическом поле для пассивного оптического неконтактного взрывателя. Для чего предлагается дополнительно облучить МГЛА 2 направленным излучением, в качестве которого использовать излучение лазерного целеуказателя ЗАК 1. Тогда в определенном смысле теряется возможность непосредственной оценки величины L на борту ЗБП 3 (т.к. ее значение получают в процессе «локации» активным оптическим взрывателем) и соответственно координат точки подрыва 4. В этом случае оценка пространственного положения точки подрыва ЗБП 4 может быть осуществлена пассивным оптическим неконтактным взрывателем на основе введенных исходных данных, используемых для получения ее координат в процессе полета ЗБП 3. Такими исходными данными являются значения текущего D, скорости, направления полета МГЛА и разрывных характеристик снаряда 3 в динамике его полета. Расстояние промаха ЗБП относительно МГЛА 2 непосредственно влияет на угломестную и азимутальную составляющие скорости сближения ЗБП 3 и МГЛА 2. С точки зрения оценки величины промаха и выбора точки порыва ЗБП 3 наибольшее влияние оказывает угломестная составляющая скорости сближения ЗБП 3 и МГЛА 2. Чем больше расстояние L, тем выше значение угломестной составляющей скорости сближения ЗБП 3 и МГЛА 2 за контрольный отрезок времени (траектории). Поэтому с использованием математических зависимостей (по причине громоздкости выражения не приводятся) можно определить значения оптимального угла места МГЛА 2 подрыва ЗБП 3 α_П, который характеризует величину L на расстоянии D ЗАК-МГЛА при угловой ошибке наведения β. При этом данными для расчета являются вводимые перед запуском ЗБП 3 значения параметров полета МГЛА 2 относительно ЗАК 1, разрывные характеристики боевой части и получаемое в процессе полета ЗБП значение угломестной составляющей скорости сближения ЗБП 3 и МГЛА 2.

В продолжение описания способа в соответствии с поясняющей схемой (фиг. 1) порядок действий следующий. Первоначально ЗАК 1 с использованием штатного оптического и радиоэлектронного оборудования осуществляет поиск МГЛА 2. При обнаружении МГЛА 2 ЗАК 1 определяет параметры его полета и на их основе с учетом характеристик пушечной установки производит наведение ее на цель. Также значения параметров полета МГЛА 2 и разрывных характеристик ЗБП 3 ЗАК 1 передает на неконтактный оптический взрыватель. При этом в качестве разрывных характеристик ЗБП 3 используют направление разброса поражающих элементов 5 в динамике полета. ЗАК осуществляет подсвет МГЛА 2 лазерным излучением 7 и производит выстрел ЗБП 3. Неконтактный оптический взрыватель в процессе полета ЗБП 3 принимает отраженное от МГЛА 2 лазерное излучение 8 и определяет его пеленгационные углы α_t и ε_t, а также измеряет угломестную составляющую скорости сближения ЗБП 3 и МГЛА 2. Неконтактный оптический взрыватель с использованием полученного значения угломестной составляющей скорости сближения ЗБП 3 и МГЛА 2, предварительно веденных параметров полета МГЛА 2 и разрывных характеристик ЗБП 3 вычисляет значение оптимального угла места α_П МГЛА 2 подрыва ЗБП 3. При достижении по мере сближения ЗБП 3 и МГЛА 2 угла места a_t значения угла места α_П подрыва ЗБП 3 осуществляют направленный подрыв ЗБП в направлении текущего азимута ε_П МГЛА 2. Выбор в отношении направленного подрыва ЗБП 3 объясняется наличием осуществляемой азимутальной оценки цели в процессе полета и соответственно наиболее рациональным поражающим воздействием на МГЛА 2.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства, с помощь которого может быть реализован способ. Блок-схема устройства содержит: неконтактный оптический взрыватель снаряда 10, управляющий микропроцессор 11, блок направленного подрыва 12, блок, остальные обозначения соответствуют фиг. 1.

Устройство работает следующим образом. При обнаружении МГЛА 2 ЗАК 1 определяет параметры его полета и на их основе с учетом характеристик пушечной установки производит наведение ее на цель. Также значения параметров полета МГЛА 2 и разрывных характеристик ЗБП 3 ЗАК 1 передает в управляющий микропроцессор 11. ЗАК 1 осуществляет подсвет МГЛА 2 лазерным целеуказателем и производит выстрел ЗБП 3. Неконтактный оптический взрыватель снаряда 10 принимает отраженное от МГЛА 2 лазерное излучение и определяет его пеленгационные параметры, значение которых передает в управляющий микропроцессор 11. Управляющий микропроцессор 11 вычисляет по поступившим и первоначально введенным данным пеленгационные параметры подрыва ЗБП 3 и по мере сближения ЗБП 3 и МГЛА 2 при совпадении пеленгационных параметров отраженного лазерного излучения с расчетными вырабатывает сигнал в блок направленного подрыва 12, который осуществляет подрыв ЗБП 3.

Таким образом, за счет дополнительного подсвета лазерным излучением МГЛА и получения координат точки подрыва ЗБП с пеленгационных параметров отраженного лазерного излучения у заявляемого способа появляются свойства повышения эффективности ЗАК при поражении МГЛА. Тем самым устраняет недостатки прототипа.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ поражения малогабаритных летательных аппаратов, основанный на поиске, обнаружении и сопровождении ЗАК МГЛА, наведении ЗАК в направление прицеливания с учетом параметров полета МГЛА и характеристик ЗАК, передаче параметров полета МГЛА на неконтактный оптический взрыватель ЗБП ЗАК, подсвечивании МГЛА лазерным излучением, осуществлении ЗАК выстрела ЗБП, измерении неконтактным оптическим взрывателем ЗБП по принимаемому отраженному лазерному излучению угла места и азимута МГЛА и определении угломестной составляющей скорости сближения ЗБП и МГЛА, вычислении по значениям угломестной составляющей скорости сближения ЗБП и МГЛА, параметров полета МГЛА относительно ЗАК и разрывных характеристик ЗБП значения оптимального угла места МГЛА подрыва ЗБП, осуществлении при достижении по мере сближения ЗБП и МГЛА угла места МГЛА значения угла места подрыва ЗБП направленного подрыва ЗБП в направлении текущего азимута МГЛА.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые электротехнические узлы и устройства.

Литература

1. Ефанов В.В., Мужичек Е.М. Патент на изобретение RU №2398183 C1, F42C 15/01. Способ управления характеристиками поля поражения осколочно-фугасной боевой части ракеты и устройство для его осуществления. Роспатент, 2010.

2. Ефанов В.В., Мужичек Е.М. Вытришко Ф.М. Патент на изобретение RU №2499218 C1, F41G 5/00. Способ защиты объекта от средств воздушного нападения и система для его осуществления. Роспатент, 2013.

3. Бабкин А.В., Сухарь И.М., Велданов В.А., Грязнов Е.Ф. и др. Средства поражения и боеприпасы. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008, стр. 849.

4. Бабкин А.В., Сухарь И.М., Велданов В.А., Грязнов Е.Ф. и др. Средства поражения и боеприпасы. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008, стр. 849.

Изобретение относится к вооружению и касается систем огневого поражения воздушных объектов зенитными артиллерийскими комплексами (ЗАК). Поражение малогабаритного летательного аппарата (МГЛА) заключается в поиске, обнаружении и сопровождении зенитно-артиллерийским комплексом (ЗАК), наведении ЗАК в направление прицеливания с учетом параметров полета МГЛА и характеристик ЗАК. При этом передают параметры полета МГЛА на неконтактный оптический взрыватель зенитного боеприпаса (ЗБП) ЗАК, подсвечивают МГЛА лазерным излучением, после чего осуществляют ЗАК выстрел ЗБП. Неконтактным оптическим взрывателем ЗБП по принимаемому отраженному лазерному излучению измеряют угол места и азимут МГЛА и определяют угломестную составляющую скорости сближения ЗБП и МГЛА. Затем вычисляют значение оптимального угла места МГЛА подрыва ЗБП, при достижении которого осуществляют направленный подрыв ЗБП в направлении текущего азимута МГЛА. Достигается повышение эффективности поражения малогабаритных летательных аппаратов. 2 ил.

Способ поражения малогабаритного летательного аппарата, заключающийся в поиске, обнаружении и сопровождении зенитно-артиллерийским комплексом (ЗАК) малогабаритного летательного аппарата (МГЛА), наведении ЗАК в направление прицеливания с учетом параметров полета МГЛА и характеристик ЗАК, отличающийся тем, что передают параметры полета МГЛА на неконтактный оптический взрыватель зенитного боеприпаса (ЗБП) ЗАК, подсвечивают МГЛА лазерным излучением, осуществляют ЗАК выстрел ЗБП, измеряют неконтактным оптическим взрывателем ЗБП по принимаемому отраженному лазерному излучению угол места и азимут МГЛА и определяют угломестную составляющую скорости сближения ЗБП и МГЛА, по значениям угломестной составляющей скорости сближения ЗБП и МГЛА, параметров полета МГЛА относительно ЗАК и разрывных характеристик ЗБП вычисляют значение оптимального угла места МГЛА подрыва ЗБП, при достижении по мере сближения ЗБП и МГЛА угла места МГЛА значения угла места подрыва ЗБП осуществляют направленный подрыв ЗБП в направлении текущего азимута МГЛА.