Способ стрельбы зенитными снарядами Российский патент 2018 года по МПК F42C9/00 F41G5/14 

Изобретение относится к военной технике, а именно, к способам ведения борьбы с воздушными целями с помощью артиллерийских боеприпасов. Изобретение может быть использовано также при создании дистанционных взрывателей для зенитных ракет и снарядов.

Известны способы стрельбы по воздушным целям с помощью зенитных снарядов, укомплектованных дистанционными взрывателями. При такой стрельбе с помощью системы управления огнем артиллерийского орудия определяют время полета снаряда до места встречи с целью. Для определения времени полета снаряда до подрыва t_p используют расчетное значение скорости снаряда V_p и расстояние до цели, определенное с помощью инструментальных средств. Вводят значение рассчитанного времени t_p в память дистанционного взрывателя с помощью установщика. Производят выстрел. Через установленный промежуток времени, взрыватель выдает команду на подрыв снаряда.

В настоящее время применяют несколько типов дистанционных взрывателей, использующих различные устройства для отсчета времени срабатывания. На практике используются в основном три типа, а именно:

- пиротехнические устройства, нужное время срабатывания в них задается временем горения пиротехнического состава, например, взрыватель В-90 (http://mybiblioteka.su/tom2/10-128623.html);

- устройства с часовым механизмом, например, взрыватель ДВМ-60М1 (http://zonwar.ru/news2/news_243_AK-130.html);

- электронные реле времени, например, взрыватель 3В51 (Кузнецов Н.С. Перспективы применения дистанционных взрывательных устройств // Научно-технический сборник ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ им. Д.И. Менделеева» //Боеприпасы, №1, 2016 г., с. 64-68).

Ввод требуемого значения времени во взрыватель осуществляется с помощью установщика. Как правило, в пиротехнический взрыватель (дистанционная трубка) и во взрыватель с часовым механизмом время вводится с помощью поворотного механизма, установленного во взрывателе. При этом угол поворота установочного кольца на взрывателе и определяет нужный промежуток времени. В электронные дистанционные взрыватели нужное время вводится с помощью индуктивных установщиков. При этом нужное время кодируется определенным количеством импульсов.

Общим недостатком способов подрыва снаряда с помощью таких временных дистанционных устройств является то, что на момент подрыва снаряда в заданной точке влияют фактические параметры стрельбы конкретным снарядом, а именно:

- конкретная скорость полета снаряда, которая отличается от используемой при расчете времени;

- конкретный угол α возвышения ствола орудия при выстреле, который даже при хорошей системе стабилизации не соответствует значению, используемому при расчете высоты и дальности до цели.

Перечисленные выше факторы в процессе стрельбы изменяются и влияют на точность стрельбы.

Предлагаемое техническое решение свободно от этих недостатков.

Положительный эффект, а именно, повышение точности подрыва зенитного снаряда в расчетном месте, обеспечивается тем, что во взрыватель снаряда устанавливают несколько технических устройств, которые позволяют уточнить начальную скорость снаряда и учесть фактическое значение угла возвышения, а также рядом устройств, входящих в систему управления огнем артиллерийского орудия.

Основными из устройств, входящими в систему управления огнем орудия являются:

- устройство ввода информации во взрыватель, например, автономный дистанционный установщик (Кузнецов Н.С. Предложения по оценке высоты подрыва осколочно-фугасных снарядов при использовании

маловысотных неконтактных взрывателей // Научно-технический сборник ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ им. Д.И. Менделеева» // Боеприпасы, №3, 2017 г., с. 10-15);

- электромеханическое устройство непрерывного измерения угла возвышения снаряда α, связанное с установщиком.

Основным устройством, входящим во взрыватель снаряда, позволяющим уточнить время срабатывания взрывателя, является устройство для измерения давления и температуры в зоне полета снаряда, например, устройство, рассмотренное в работе (Кузнецов Н.С. Предложения по созданию дистанционных взрывателей // Научно-технический сборник ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ им. Д.И. Менделеева» // Боеприпасы, №1, 2018 г., с. 10-17). В этом устройстве основным элементом является датчик давления. В качестве датчика давления могут быть использованы различные устройства, например, пьезорезистивный миниатюрный датчик МРХ4115А фирмы «Моторола». Датчик давления устанавливают внутрь взрывателя. Связь датчика с атмосферой осуществляется через отверстие, выходящее на боковую поверхность взрывателя. Причем отверстие располагают в зоне взрывателя, не подверженной динамическому воздействию потока воздуха при движении снаряда. Как правило, такую зону выбирают на основании экспериментов по продувке макета взрывателя в аэродинамической трубе.

Использование датчиков давления и температуры в предлагаемом дистанционном взрывателе основано на том, что давление воздуха в атмосфере Земли с ростом расстояния от ее поверхности убывает. Этот эффект предлагается использовать в рассматриваемом техническом решении, так как зенитные снаряды применяются для стрельбы по целям, находящимся на различной высоте.

Реализация предлагаемого способа стрельбы зенитными снарядами заключается в следующем. При обнаружении воздушной цели, стреляющее артиллерийское подразделение с использованием различных инструментальных средств (угломеров, дальномеров и пр.) определяет координаты цели и параметры ее движения (направление, скорость полета и пр.). С помощью известных методик, на основании полученных данных о цели, и выбранных параметров стрельбы артиллерийским орудием (расчетной начальной скорости снаряда V_p и угле возвышения α), вычисляют местоположение зоны подрыва снаряда по отношению к цели. Но так как начальная скорость снаряда изменяется, и порой существенно, производят работы по уточнению этой скорости.

Для уточнения значения начальной скорости снаряда непрерывно, с помощью датчиков давления и температуры, производят измерение давления P_i и температуры T_i воздуха в зоне снаряда с самого начала отсчета времени полета снаряда (время t₁). За короткий промежуток времени Δt=(t₂-t₁), где t₂ - время в момент, соответствующий давлению Р₂, t₁ - время в момент, соответствующий давлению P₁, производят вычисление фактической начальной скорости снаряда V_н. Для этого используют данные по измерению давления и температуры воздуха на различных высотах с помощью датчиков давления и температуры. При этом для определения разности высот Δh=h₂-h₁, пройденных снарядом за промежуток времени Δt, используют известную барометрическую формулу в виде:

где М - молярная масса воздуха, g - ускорение свободного падения, Δh - разность пройденная снарядом за время Δt, R_c - универсальная газовая постоянная, T_c=(T₁+Т₂)/2 - средняя температура (в градусах Кельвина). Индексы 1 и 2 в формуле соответствуют значениям давления и температуры на соответствующих высотах. Известные параметры среды имеют следующие значения - М=29 грамм/моль, R_c=8,31 Джоуль/моль*К, g=9,81 м/с².

После преобразования соотношения (1) формула для определения величины Δh имеет вид:

Используя (2), начальную скорость снаряда V_н вычисляют с помощью соотношения:

Значение расчетной скорости V_p, используемое при расчете времени срабатывания взрывателя t_p, уточняют, а именно, вместо V_p используют V_н, При этом соотношение для определения нового значения времени срабатывания взрывателя t_рн будет иметь вид:

Вычисленное новое значение времени срабатывания взрывателя t_рн вводят во взрыватель снаряда с помощью вычислительного устройства взрывателя в качестве полетного задания.

При таком пересчете производится уточнение времени срабатывания взрывателя с учетом фактических значений угла возвышения орудия (см. соотношение 3) и начальной скорости снаряда. При этом промежуток времени Δt выбирается возможно минимальным, для уменьшения влияния изменения начальной скорости снаряда.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет уточнять время срабатывания дистанционного взрывателя с учетом фактических значений начальной скорости зенитного снаряда и угла возвышения орудия.

Изложенные сведения о заявленном изобретении, охарактеризованном в независимом пункте формулы, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. Следовательно, заявленный способ соответствует условию промышленной применимости.

Изобретение относится к военной технике, а именно к способам ведения борьбы с воздушными целями с помощью артиллерийских боеприпасов. Изобретение может быть использовано также при создании дистанционных взрывателей для зенитных ракет и снарядов. Реализация предлагаемого способа стрельбы зенитными снарядами заключается в следующем. При обнаружении воздушной цели стреляющее артиллерийское подразделение с использованием различных инструментальных средств (угломеров, дальномеров и пр.) определяет координаты цели и параметры ее движения (направление, скорость полета и пр.). С помощью известных методик, на основании полученных данных о цели и выбранных параметров стрельбы артиллерийским орудием (расчетной начальной скорости снаряда V_p и угле возвышения α), вычисляют местоположение зоны подрыва снаряда по отношению к цели. Для уточнения значения начальной скорости снаряда непрерывно, с помощью датчиков давления и температуры, производят измерение давления P_i и температуры T_i воздуха в зоне снаряда с самого начала отсчета времени полета снаряда (время t₁). За короткий промежуток времени Δt=(t₂-t₁), где t₂ - время в момент, соответствующий давлению Р₂, t₁ - время в момент, соответствующий давлению P₁, производят вычисление фактической начальной скорости снаряда V_н. Для этого используют данные по измерению давления и температуры воздуха на различных высотах с помощью датчиков давления и температуры. Значение расчетной скорости V_p, используемое при расчете времени срабатывания взрывателя t_p, уточняют, а именно вместо V_p используют V_н. Вычисленное новое значение времени срабатывания взрывателя t_рн вводят во взрыватель снаряда с помощью вычислительного устройства взрывателя в качестве полетного задания. Изобретение позволяет повысить точность подрыва зенитного снаряда в расчётном месте.

Способ стрельбы зенитными снарядами, заключающийся в том, что с помощью инструментальных средств определяют местоположение воздушной цели и направление ее движения, вычисляют местоположение зоны подрыва снаряда по отношению к цели, с помощью установщика системы управления огнем артиллерийского орудия вводят во взрыватель зенитного снаряда время t_p о моменте подрыва зенитного снаряда, с учетом дальности до цели и начальной расчетной скорости снаряда V_p, отличающийся тем, что во взрыватель снаряда перед выстрелом вводят значение угла возвышения орудия α, с помощью таймера, установленного во взрыватель снаряда, регистрируют текущее время t_i сначала движения снаряда, с помощью устройства для измерения давления и температуры, установленного во взрыватель снаряда, непрерывно измеряют давление P_i и температуру T_i воздуха в зоне снаряда, с помощью вычислителя взрывателя, используя соотношение

где P₁ - атмосферное давление на высоте h₁;

Р₂ - атмосферное давление на высоте h₂ (h₂>h₁);

М - молярная масса воздуха;

g - ускорение свободного падения;

R_с - универсальная газовая постоянная;

Т_с=(T₁+T₂)/2 - средняя температура воздуха на высотах h₁ и h₂,

вычисляют разность расстояний (высот) Δh, пройденных снарядом за время

Δt=(t₂-t₁), где

t₂ - время в момент, соответствующий давлению Р₂;

t₁ - время в момент, соответствующий давлению P₁, с помощью соотношения

V_н=Δh/sinαΔt,

вычисляют фактическую начальную скорость снаряда V_н, в расчетное значение времени подрыва снаряда t_p вносят поправку, умножив это время на величину, равную отношению V_p/V_н.