Способ поражения цели управляемой ракетой Российский патент 2020 года по МПК F42B15/01 G01S7/40 F41G7/00 

Изобретение относится к оборонной технике и может использоваться в зенитных ракетных комплексах (ЗРК) с командной системой наведения управляемых ракет, в пределах ближней тактической зоны.

Ключевую роль в вооруженных конфликтах с применением высокоточного оружия играет техническая и экономическая эффективность поражения целей.

Техническая эффективность основывается на точности наведения и управления зенитной управляемой ракетой (ЗУР), что обеспечивается системами командного пункта ЗРК, а также внутренними системами ЗУР, которые в свою очередь, в наибольшей степени определяют стоимость каждой ЗУР, обеспечивая экономическую составляющую эффективности поражения целей.

Применение систем самонаведения ЗУР обеспечивает большую вероятность поражения целей, а также не зависит от дальности стрельбы, однако бортовая аппаратура намного тяжелее и дороже чем аналогичные узлы у радиокомандных систем наведения.

В условиях необходимости поражения малоразмерных низколетящих целей в пределах ближней тактической зоны, наиболее выгодными считаются радиокомандные системы, обеспечивающие необходимую эффективность поражения целей, при сравнительно малой массе и стоимости бортовой аппаратуры ЗУР с применением неконтактного датчика цели (НДЦ).

Известен способ поражения цели управляемой ракетой, описанный в патенте РФ №2046281. Данный способ описывает поражение наземной или воздушной цели управляемой ракетой методом контактного подрыва боевой части (БЧ) ракеты, за счет точного попадания в цель, либо за счет сигнала с НДЦ, выполненного на электромагнитном принципе.

Описанный алгоритм поражения целей с применением электромагнитного НДЦ является неэффективным для уничтожения целей в условиях сложной фоновой обстановки, в том числе низколетящих целей, т.к. большие отражения от земли, местных предметов (дома, остатки военной техники и вооружения на поле боя) будут приводить к ложным срабатываниям НДЦ.

Известен способ поражения цели управляемой ракетой, описанный в статье «ЗРК БУК-М1-2: Удар неотразим», Военный Парад №4, 1999 г. авторов Е. Пигин, Ю. Козлов, в котором, при работе по низколетящим целям НДЦ отключается и работает только головка самонаведения ракеты, которая в свою очередь значительно повышает стоимость ЗУР, а, следовательно, снижает экономическую эффективность применения ЗУР по низколетящим малогабаритным целям, имеющим невысокую стоимость.

Известен способ поражения цели управляемой ракетой, описанный в статье ЗПРК «Тунгуска», журнал «Техника и вооружение», №9, 2002 г., автора Е. Климовича, в котором при работе по низколетящим целям перед стартом ЗУР отключается НДЦ, и активирован только контактный взрыватель.

Недостатком такого метода являются повышенные требования к системам командного пункта, а также к алгоритмам наведения ракеты, которые зачастую не обеспечивают прямого попадания в высокоманевренную цель.

За прототип, как наиболее близкое к заявляемому решению, нами выбран способ поражения цели управляемой ракетой, описанный в книге «Крылатые ракеты в морском бою», М.: Военное издательство, 1987, авторов Б.И. Родионова, Н.Н. Новичкова. В данном источнике раскрывается способ поражения цели управляемой ракетой, реализованный в ЗРК PDM1, в состав которого входит ЗУР Barak, предназначенный для обороны отдельных кораблей от самолетов и противокорабельных ракет, летящих на предельно малых высотах над водной поверхностью. Данный способ поражения цели управляемой ракетой, оснащенной НДЦ включает в себя запуск управляемой ракеты, наведение ее на встречный курс цели, прием НДЦ на заданном до встречи с целью временном интервале команды взведения (КВ) и последующее осуществление подрыва БЧ управляемой ракеты.

Указанная ЗУР оснащена полуактивной головкой самонаведения и БЧ с адаптивным НДЦ, который имеет высокую чувствительность во всех направлениях, кроме направления на водную поверхность, что позволило значительно снизить вероятность ложного срабатывания БЧ при стрельбе по низколетящим целям.

Недостатками данной системы поражения низколетящих целей, являются:

- невозможность обнаружения цели НДЦ в нижней полусфере, что выдвигает высокие требования к точности попадания в цель и срабатывания контактного взрывателя;

- высокая чувствительность НДЦ в верхней полусфере, в условиях сложной фоновой обстановки, может приводить к ложным срабатываниям;

- наведение ракеты на цель головкой самонаведения, что значительно повышает стоимость ракеты, массогабаритные характеристики ракеты;

Задачей, на решение которой направлено изобретение является повышение эффективности поражения целей в условиях сложной фоновой обстановки, в том числе низколетящих целей, управляемыми ракетами, к которым предъявляются общие ограничения по полетной массе, что в свою очередь регламентирует вес бортовой аппаратуры и накладывает жесткие ограничения к применению активных и полуактивных головок самонаведения.

Техническим результатом изобретения является адаптация НДЦ к фоновой обстановке за счет корректировки порога срабатывания НДЦ, позволяющая исключить ложные срабатывания и тем самым повысить эффективность поражения целей, не размещая на борту ракеты дополнительной дорогостоящей и тяжелой аппаратуры наведения.

Указанный результат достигается способом поражения цели управляемой ракетой, оснащенной НДЦ, включающим запуск управляемой ракеты, наведение ее на встречный курс цели, прием НДЦ на заданном до встречи с целью временном интервале КВ и последующее осуществление подрыва БЧ управляемой ракеты, при этом новым является то, что, после запуска управляемой ракеты НДЦ начинает непрерывно регистрировать и записывать данные о фоноцелевой обстановке, при приеме на заданном до встречи управляемой ракеты с целью временном интервале КВ, анализирует зарегистрированные данные о фоноцелевой обстановке, по результатам анализа формирует порог срабатывания НДЦ - S_цели и начинает непрерывно сравнивать с ним уровень отраженного от цели сигнала, при условии превышения порога срабатывания НДЦ на заданную величину - ΔS, выдает команду на подрыв боевой части управляемой ракеты.

Порог срабатывания НДЦ формируется исходя из условия:

S_цели = k × A_{(S/N) КВ},

где A_{(S/N) КВ} - значение уровня сигнал/шум, зарегистрированное и записанное НДЦ в момент приема НДЦ на заданном до встречи управляемой ракеты с целью временном интервале КВ;

k - коэффициент компенсации шумового фона, причем k ≥ 1.

Величину превышения порога срабатывания НДЦ - ΔS рассчитывают по формуле:

ΔS = S_цели × (N-1),

где N ≥ 1 и выбирается на основе данных о типе цели и условиях сближения и устанавливается до старта управляемой ракеты или в процессе полета.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, является следующая совокупность действий:

1) анализ фоноцелевой обстановки во время полета ракеты;

2) установка порога срабатывания НДЦ на основе этих данных;

3) срабатывание НДЦ при условии превышения установленного порога на заданную величину - ΔS, рассчитываемую на основе данных о типе цели и условий сближения и устанавливаемую до старта управляемой ракеты или в процессе полета.

Описанный способ поражения целей управляемой ракетой с НДЦ поясняется графическими материалами - фиг. 1 (график зависимости времени работы НДЦ от значения уровня сигнал/шум A_(S/N), поступающего с приемопередающей аппаратуры НДЦ).

Заявленный способ может быть реализован в ЗРК следующим образом.

Радиолокационная станция обнаружения целей сканирует пространство, определяет и передает в центральную вычислительную систему (ЦВС) ЗРК координаты цели, траекторию движения, тип цели и ее принадлежность. ЦВС определяет приоритетность поражения цели, выдает координаты на точное сопровождение цели многофункциональной радиолокационной станцией (МРЛС) сопровождения целей и ракет и, после принятия решения на запуск ЗУР, передает на аппаратуру электронную (АЭ) НДЦ подготовленной ЗУР предварительные данные о типе цели и условии сближения.

После запуска ЗУР, АЭ НДЦ начинает анализировать уровень фоновой обстановки по сигналу, поступающему с приемопередающей аппаратуры НДЦ.

На заданном до встречи ЗУР с целью временном интервале ЦВС передает по каналу связи МРЛС - ЗУР на АЭ НДЦ ЗУР КВ, при получении которой АЭ НДЦ фиксирует последнее зарегистрированное значение уровня сигнал/шум A_{(S/N) КВ} и, умножая его на коэффициент компенсации шумового фона k = 1.2, который позволяет в среднем компенсировать большую часть шумовых помех, формирует порог срабатывания НДЦ - S_цели.

При этом АЭ НДЦ начинает непрерывно сравнивать отраженный от цели сигнал, поступающий с приемопередающей аппаратуры НДЦ, с установленным порогом срабатывания, в случае его превышения на заданную величину - ΔS, выдает команду на подрыв БЧ.

Рассчитанный уровень S_цели позволяет исключить различные шумовые помехи, а также большие отражения от местных предметов при работе в условиях сложной фоновой обстановки.

Значение величины превышения порога срабатывания может быть рассчитано по формуле:

ΔS = S_цели × (N-1),

где N ≥ 1 и выбирается на основе данных о типе цели и условиях сближения, записанных в момент запуска ЗУР, либо переданных по каналу связи МРЛС - ЗУР с ЦВС ЗРК на АЭ НДЦ.

Использование совокупности всех предложенных и известных признаков позволяет повысить эффективность поражения целей управляемыми ракетами, оснащенными НДЦ, в условиях сложной фоновой обстановки, в том числе низколетящих целей, учитывая различные фоновые шумовые помехи, в том числе отражения от местных предметов, которые приводят к ложным срабатываниям НДЦ.

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано в зенитных ракетных комплексах с командной системой наведения управляемых ракет в пределах ближней тактической зоны. Технический результат – повышение эффективности поражения цели за счет исключения ложных срабатываний. По способу поражения цели управляемой ракетой, оснащенной неконтактным датчиком цели - НДЦ, осуществляют запуск ракеты. После запуска управляемой ракеты с помощью НДЦ начинают непрерывно регистрировать и записывать данные о фоноцелевой обстановке. При приеме на заданном до встречи управляемой ракеты с целью временном интервале команды взведения анализируют зарегистрированные данные о фоноцелевой обстановке. По результатам анализа формируют порог срабатывания НДЦ и начинают непрерывно сравнивать с ним уровень отраженного от цели сигнала. При условии превышения порога срабатывания НДЦ на заданную величину выдают команду на подрыв боевой части управляемой ракеты. При этом порог срабатывания НДЦ и величину превышения порога срабатывания определяют по аналитическим выражениям. 1 ил.

Способ поражения цели управляемой ракетой, оснащенной неконтактным датчиком цели - НДЦ, включающий запуск управляемой ракеты, наведение ее на встречный курс цели, прием НДЦ на заданном до встречи с целью временном интервале команды взведения - КВ и последующее осуществление подрыва боевой части - БЧ управляемой ракеты, отличающийся тем, что после запуска управляемой ракеты с помощью НДЦ начинают непрерывно регистрировать и записывать данные о фоноцелевой обстановке при приеме на заданном до встречи управляемой ракеты с целью временном интервале КВ, анализируют зарегистрированные данные о фоноцелевой обстановке, по результатам анализа формируют порог срабатывания НДЦ - S_цели и начинают непрерывно сравнивать с ним уровень отраженного от цели сигнала, при условии превышения порога срабатывания НДЦ на заданную величину - ΔS выдают команду на подрыв БЧ управляемой ракеты, при этом порог срабатывания НДЦ формируют исходя из условия:

S_цели = k × A_{(S/N) КВ},

где k - коэффициент компенсации шумового фона (k ≥ 1);

A_{(S/N) КВ} - значение уровня сигнал/шум, зарегистрированное и записанное НДЦ в момент приема НДЦ на заданном до встречи управляемой ракеты с целью временном интервале КВ,

а ΔS рассчитывают по формуле:

ΔS = S_цели × (N-1),

где N ≥ 1, выбирают на основе данных о типе цели, условиях сближения с ней, и устанавливают до старта управляемой ракеты или в процессе полета.