СПОСОБ БОКОВОЙ СТРЕЛЬБЫ ОГНЕВЫМИ СРЕДСТВАМИ ПОРАЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ С ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК F41F3/06 B64D7/06 B64D1/04 

Изобретение относится к способам применения систем авиационного вооружения и устройствам для их осуществления, а конкретно - к размещению пусковых контейнеров управляемых и неуправляемых ракет на беспилотных и пилотируемых летательных аппаратах (ЛА) и управлению их стрельбой.

Известен способ стрельбы с борта самолета с помощью подвесного контейнера поворотного пушечного и неуправляемого ракетного вооружения, выполненного с поворотной нижней частью и позволяющего применять вооружение во всем круговом пространстве [Подвесной контейнер поворотного вооружения. - Заявка на изобретение RU 93055844. - Приоритет 16.12.1993].

Известен способ стрельбы с борта самолета неуправляемыми снарядами с помощью блока сборок стволов, ориентированного перпендикулярно продольной оси самолета [Способ развертывания систем обстрела, способ выброса множества снарядов (варианты) и самолет. - Заявка на изобретение RU 2002130578. - Приоритет 04.05.2001].

Известен подвесной пулеметный модуль вертолета [Патент RU 2601999. - Приоритет 22.06.2015], снабженный механизмом переориентации патронов пулемета из одного положения в другое.

Известен способ боковой стрельбы из штатного стрелкового оружия десанта, закрепленного на шкворневых установках внутри фюзеляжа вертолета, по левому и/или правому бортам грузовой кабины, позволяющий поражать живую силу и легкобронированную наземную технику противника на дальностях 800-1000 м [Инструкция экипажу вертолета Ми-24В. Изд. третье. Кн. II. Боевое применение. - М.: Воениздат, 1987. - 250 с.].

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является устройство, реализующее способ боковой стрельбы и включающее в себя пусковой поворотный подвесной контейнер, подвешиваемый под фюзеляжем самолета на узлах внешней подвески, выполненный с поворотной нижней частью, внутри которого установлено подвижное пушечное и неуправляемое ракетное вооружение [Подвесной контейнер поворотного вооружения. - Заявка на изобретение RU 93055844. - Приоритет 16.12.1996].

Недостатками описанных способов стрельбы и устройств для их осуществления (аналогов и прототипа) являются: малая дальность поражения целей; невозможность или низкая эффективность поражения бронированных целей и стационарных объектов; опасность и высокая вероятность поражения ЛА средствами войсковой противовоздушной обороны (ПВО) противника; отсутствие гарантии и/или низкая эффективность успешного завершения второй и последующих атак других целей вследствие неизбежного попадания ЛА в зону действия средств войсковой ПВО; невозможность и/или низкая эффективность поражения маневрирующих целей.

Задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно: повышение боевой эффективности применения ударных беспилотных (БЛА) и пилотируемых (ПЛА) ЛА за счет реализации способа боковой стрельбы управляемыми ракетами класса «воздух - поверхность» и/или «воздух - воздух» и повышение живучести ударных БЛА и ПЛА за счет исключения их захода в зону действия средств войсковой и/или объектовой ПВО противника, то есть исключения боевого соприкосновения ЛА со средствами поражения противника.

Задача изобретения решается путем применения способа боковой стрельбы управляемыми средствами поражения, выбором эллипсообразной траектории полета ударного ЛА - носителя средств поражения, проходящей вблизи и параллельной линии боевого соприкосновения со средствами ПВО противника, применением внутрифюзеляжных и/или подвесных пусковых контейнеров с управляемыми ракетами, ориентированными перпендикулярно направлению полета ЛА в обе стороны, вправо и влево, относительно направления полета, применением устройства управления ориентацией пусковых контейнеров и пуском ракет и стабилизации линии визирования при наведении управляемой ракеты на цель, что обеспечивает высокую боевую эффективность применения и живучесть ударного ЛА за счет исключения его попадания в зону действия средств ПВО противника и высокую точность поражения целей за счет стрельбы управляемыми ракетами.

Способ боковой стрельбы с борта ЛА управляемыми ракетами иллюстрируется чертежами:

- фиг. 1 - схема боевого применения способа боковой стрельбы управляемыми ракетами с борта ЛА;

- фиг. 2 - схема боковой стрельбы в противоположных направлениях, перпендикулярных направлению движения ЛА;

- фиг. 3 - варианты внутрифюзеляжного размещения управляемых противотанковых ракет;

- фиг. 4 - схема боевого применения способа боковой стрельбы при прорыве обороны противника;

- фиг. 5 - схема боевого применения ЛА при классическом способе прямой стрельбы;

- фиг. 6 - схема отражения танковой атаки с применением способа боковой стрельбы;

- фиг. 7 - применение способа боковой стрельбы при уничтожении воздушных целей на примере аэромобильной группы.

На фиг. 1-7 использованы следующие обозначения: 1 - ударный ЛА; 2 - эллипсообразная траектория полета ЛА 1; 3 - линия боевого соприкосновения; 4 - поражаемые цели (объекты) противника; 5 - зона поражения средствами войсковой и/или объектовой ПВО противника; 6 - направление боковой стрельбы; hOX - вертикальная плоскость на фиг. 1; ОХ₁ - направление продольной оси ЛА или направление полета ЛА; OZ₁, - OZ₁ - направления стрельбы управляемыми средствами поражения; V_р, V_в - векторы скоростей ракеты и ЛА соответственно (см. фиг. 2); 7 - пусковой контейнер с размещенными в нем управляемыми средствами поражения; 8-11 - варианты подфюзеляжного и внутрифюзеляжного размещения пусковых контейнеров противотанковых управляемых ракет (см. фиг. 3): 8 - восемь ракет: четыре - правой и четыре - левой пусковой ориентации; 9 - двенадцать ракет: шесть - правой и шесть - левой пусковой ориентации; 10 - четыре ракеты: две - правой и две - левой пусковой ориентации; 11 - вариант комбинированного размещения управляемых ракет (четыре ракеты: две - правой и две - левой пусковой ориентации) и неуправляемых ракет (один и/или два блока (на фиг. 3 показан один блок); 12 - линия фронта; 13 - подлетающие к целям управляемые средства поражения; 14 - литер левого борта ЛА (на фиг. 4 поз. 2 - эллипсообразная траектория, являющаяся зоной неограниченного времени для пуска; 1…8 - точки пуска управляемых ракет на траектории 2 полета ЛА); 15 - литер правого борта ЛА; 16 - плоские развороты; 17 - группа доразведки целей; 18 - десантная группа; 19 - группа прикрытия; ω - угловая скорость плоского разворота (см. фиг. 6).

Применение управляемых средств поражения, например, противотанковых управляемых ракет класса «воздух-поверхность», позволяет увеличить дальность поражения целей до 5 - 10 км и поражать на этих дальностях бронированные подвижные цели и стационарные объекты противника: командные пункты, склады оружия и боеприпасов, железнодорожные станции, нефтехранилища, автозаправочные станции и т.п. Выбор траектории полета ЛА-носителя, исключающий его попадание в зону поражения средствами ПВО противника, состоит в том, что бортовое управляемое оружие и средства его наведения и пуска ориентируются перпендикулярно продольной оси ОХ₁ ЛА в связанной с ним системе координат под углом ±90°, то есть по оси OZ₁, как показано на фиг. 2, где ОХ₁ - направление продольной оси ЛА или направление полета ЛА; OZ₁, - OZ₁ - направления стрельбы управляемыми средствами поражения.

На фиг. 3 показаны некоторые варианты подфюзеляжного или внутрифюзеляжного размещения пусковых контейнеров противотанковых управляемых ракет (восемь ракет: четыре - правой и четыре - левой пусковой ориентации, поз. 8); вариант размещения неуправляемых ракет (двенадцать ракет: шесть - правой и шесть - левой пусковой ориентации, поз. 9, и два контейнера по две ракеты, поз. 10); вариант комбинированного размещения управляемых (четыре ракеты: две - правой и две - левой пусковой ориентации) и неуправляемых авиационных ракет (один и/или два блока (на фиг. 3, поз. 11, показан один блок).

На фиг. 4 изображена схема применения заявляемого способа боковой стрельбы управляемыми ракетами при прорыве обороны противника, где обозначены: 4 - фрагмент (восемь танков) танковой роты противника; 12 - линия фронта; 13 - подлетающие к целям управляемые средства поражения; 3 - граница зоны досягаемости средств войсковой ПВО противника; 14 - литер левого борта вертолета; эллипсообразная траектория 2 полета вертолета (зона неограниченного времени для пуска; цифрами 1…8 на траектории движения вертолета обозначены точки пуска управляемых ракет); 15 - литер правого борта ЛА.

Из фиг. 4 следует, что ЛА-носителю 1 целесообразно находиться в зоне неограниченного времени для пуска ракет (на траектории 2) и ниже ЛА-разведчика (на фиг. 4 не показан). Находясь в зоне пуска управляемых ракет, на траектории 2, параллельной линии фронта, находящейся на удалении, например, 6200 м, пилот ЛА, например, вертолета, при его оптимальной по уровню вибраций скорости полета в 180 км/ч (50 м/с) имеет возможность всего за 1 мин. 20 с произвести 4 пуска управляемых ракет с левого борта и, после разворота на 180°, - еще 4 пуска с правого борта, тоже всего за 1 мин. 20 с. При этом общее время огневого воздействия на противника составляет 2 мин. 50 с. Пилот не стеснен во времени при нахождении на данной траектории, так как находится вне границы 3 зоны досягаемости средств войсковой ПВО противника. В то же время при атаке аналогичных целей классическим способом - способом прямой стрельбы (см. фиг. 5) даже с применением самых современных вертолетов (например, Ка-52) общее время огневого воздействия увеличивается более чем в 2 раза; при этом совершенно неэффективным оказывается промежуток времени повторного выхода на боевой курс (3 мин. 10 с). Так, при исходных данных: дальность пуска - 6200 м, время обнаружения цели - 5 с, время прицеливания - 10 с, время выхода из атаки - 10 с, время пуска ракет в одном заходе по двум целям - 50 с, время повторного захода на цель - 60 с, скорость вертолета - 200 км/ч (≈55 м/с), - получим следующие выходные данные: расстояние, пройденное вертолетом за один заход, - 2750 м (в том числе на пуск одной ракеты - 1100 м, на пуск второй ракеты и на выход из атаки - 1650 м); максимальное удаление вертолета от цели в начале первого захода - 8950 м; суммарное время огневого воздействия составит 4×50 с + 3±60 с = 380 с = 6 мин. 20 с, где 4 - количество заходов на цель; 3 -количество выходов из атаки.

На фиг. 5 обозначены: 4 - фрагмент танковой роты противника (8 танков); 12 - линия фронта; 13 - подлетающие к целям управляемые средства поражения; 3 - граница зоны досягаемости средств войсковой ПВО противника; 2 - траектория полета БЛА или ПЛА (например, вертолета, 1…8 - точки пуска управляемых ракет на траектории полета вертолета); 1 - вертолет.

Способ боковой стрельбы эффективен и при других видах боевых действий, например, при обнаружении танковой колонны, наступающей в направлении, встречном движению ЛА, например, вертолета. С учетом того, что даже при отсутствии прикрытия танковой колонны средствами войсковой ПВО противника каждый танк имеет возможность создать вокруг себя круговую зону поражения с эффективной дальностью (радиусом) до 2500 м (за счет применения крупнокалиберных пулеметов), способ боковой стрельбы позволяет после несложного маневра (например, после двух плоских разворотов) и перехода на траекторию, расположенную параллельно движению атакующей танковой колонны на расстоянии 3000 м от нее, немедленно приступить к уничтожению бронированных целей. На фиг. 6 показана схема отражения танковой атаки: 4 - танковые колонны; 1 - ЛА, например, вертолет; 16 - плоские развороты; 3 - граница зоны поражения танковых пулеметов; 2 - траектория боковой стрельбы (1…8 - точки пуска управляемых ракет на траектории полета вертолета).

Согласно выполненным расчетам, в ситуации, изображенной на фиг. 6, способ боковой стрельбы противотанковыми управляемыми ракетами позволяет менее чем за 3 мин. нанести танковой роте, состоящей из 17 танков, ущерб, составляющий (8:17)×100%=47%. Согласно тактическим нормам НАТО, нанесение такого ущерба означает «уничтожение танковой роты», после чего обычно следует отказ от продолжения наступления.

Заявляемый способ боковой стрельбы является более эффективным по сравнению со способом прямой стрельбы и при уничтожении воздушных целей, например, аэромобильной группы (см. фиг. 7), состоящей из группы доразведки целей 17, десантной группы 18 и группы прикрытия 19. В этом случае исключаются необходимость захода «в хвост» летящим вертолетам противника 17-19 и плоские развороты с угловой скоростью со (16 на фиг. 6). Боковая стрельба с левого и с правого бортов ЛА, например, вертолета, 1, летящего по траектории 2, позволяет уничтожить аэромобильную группу 17-19 на встречном и на попутном курсах путем последовательного пуска управляемых ракет из точек 1…8 траектории 2 полета вертолета.

Заявляемый новый способ размещения и применения управляемого оружия позволяет применить и такой тактический прием, как круговое, или веерное, поражение целей, применяемый в случае окружения противником аэродрома или вертолетной посадочной площадки. В этом случае эффективным является комбинированное применение авиационного вооружения - управляемого и неуправляемого.

Технический результат осуществления заявляемого способа боковой стрельбы управляемыми средствами поражения достигается за счет того, что в устройство для осуществления заявляемого способа боковой стрельбы средствами поражения с ЛА, включающее в себя пусковой поворотный подфюзеляжный контейнер с неуправляемыми ракетами, введены внутрифюзеляжный контейнер и система стабилизации линии визирования цели в направлении, перпендикулярном направлению движения ЛА, при этом подфюзеляжный и внутрифюзеляжный пусковые контейнеры оснащены управляемыми ракетами, ориентированными в направлении, перпендикулярном направлению движения ЛА, влево и вправо относительно этого направления, выход системы стабилизации линии визирования соединен с входом автоматизированного электропривода, осуществляющего поворот и стабилизацию обоих пусковых контейнеров в направлении, перпендикулярном направлению движения ЛА, а ракеты в подфюзеляжном и во внутрифюзеляжном пусковых контейнерах ориентированы относительно направления полета ЛА в противоположные стороны, влево и вправо, относительно этого направления.

Заявляемое устройство иллюстрируется чертежами:

- фиг. 8 - функциональная схема устройства для осуществления способа боковой стрельбы управляемыми ракетами с борта ЛА;

- фиг. 9 - схема расположения управляемых ракет в пусковом контейнере.

- фиг. 10 - варианты размещения управляемых ракет в подвесном подфюзеляжном и/или во внутрифюзеляжном пусковых контейнерах.

На фиг. 8-10 использованы следующие обозначения: 20 - прицельно-навигационный комплекс (ПрНК); 21 - система стабилизации положения поворотных пусковых контейнеров (СС ППК) 7 по направлению линии визирования цели; 22 - автоматизированный следящий электропривод (АЭП) пускового контейнера 7; 23 - управляемая ракета; 24 - аэродинамический управляющий руль; 25 - руль-перо, создающий подъемную силу; 26 - схематичное изображение управляемой ракеты, направленной «к нам»; 27 - схематичное изображение управляемой ракеты, направленной «от нас», при этом выход ПрНК 20 связан с входом системы стабилизации 21 линии визирования пускового контейнера 4, которая формирует управляющий сигнал u(V_п), пропорциональный величине и направлению вектора путевой скорости V_п, который поступает на вход автоматизированного следящего электропривода 22, механически связанного с пусковым контейнером 7 для доворота и стабилизации его положения в направлении пуска управляемых и/или неуправляемых ракет; НП - направление полета ЛА; НПР - направление пуска ракеты.

Устройство работает следующим образом. ПрНК 20 выдает в систему стабилизации 21 линии визирования сигнал, пропорциональный путевой скорости V_п, которая формирует управляющий сигнал u(V_п), подаваемый на вход автоматизированного электропривода 22, осуществляющего по этому сигналу доворот и стабилизацию направления пуска управляемых ракет по линии визирования цели, перпендикулярной направлению движения центра масс ЛА 1. Пусковой контейнер 7 как устройство для размещения управляемых ракет может быть внутрифюзеляжным и/или подвесным, подфюзеляжным. Ракеты размещены с возможностью пуска в противоположные стороны: ракет ориентированы в сторону левого борта и перпендикулярно продольной оси ЛА; ракет ориентированы в сторону правого борта и перпендикулярно продольной оси ЛА.

Система автоматической стабилизации 21 линии визирования осуществляет необходимый доворот, при боковом ветре, и стабилизацию направления пуска ракет перпендикулярно вектору путевой скорости V_п, при наличии бокового ветра, или перпендикулярно продольной оси ЛА при отсутствии бокового ветра.

Технический результат применения заявляемых способа боковой стрельбы с ударного БЛА или ПЛА управляемыми средствами поражения и устройства для его осуществления заключается в следующем:

• в исключении возможности поражения ЛА средствами противовоздушной обороны;

• в предоставлении летчику практически неограниченного времени для поражения целей;

• в существенном уменьшении времени для поражения групповых целей по сравнению со способом прямой стрельбы;

• в экономии времени, отведенного на выполнение боевого задания, за счет исключения времени, необходимого, при применении способа прямой стрельбы, для повторного поиска, обнаружения и опознавания цели, прицеливания, наведения и применения управляемого оружия;

• в резком повышении эффективности стрельбы, заключающемся в увеличении вероятности и уменьшении времени поражения наземных и воздушных целей;

• в эффективной ликвидации круговой обороны и окружения противником освобождаемых объектов: вертолетных посадочных площадок, аэродромов и др.

Группа изобретений относится к авиационной технике, а более конкретно к способу боковой стрельбы и устройству для его осуществления. Способ боковой стрельбы огневыми средствами поражения целей с борта летательного аппарата (ЛА) включает применении огневых средств поражения. При этом стрельбу ведут управляемыми средствами поражения с пилотируемого или с беспилотного ЛА. ЛА движется по эллипсообразной траектории. Траектория не соприкасающейся с границей зоны поражения средствами противовоздушной обороны противника. Большая ось замкнутой эллипсообразной траектории перпендикулярна направлению стрельбы по цели. Выход системы стабилизации линии визирования соединен с входом автоматизированного электропривода, осуществляющего доворот и стабилизацию пусковых контейнеров. Ракеты ориентированы влево и вправо относительно направления движения ЛА. Достигается повышение живучести ЛА и надежности выполнения боевой задачи. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ боковой стрельбы огневыми средствами поражения целей с борта летательного аппарата, заключающийся в применении огневых средств поражения в виде неуправляемого ракетного вооружения, установленного в подвесном поворотном контейнере, отличающийся тем, что летательный аппарат выполнен пилотируемым или беспилотным и дополнительно снабжен управляемыми ракетами, стрельбу ведут управляемыми и неуправляемыми ракетами, летательный аппарат движется по эллипсообразной траектории, не соприкасающейся с границей зоны поражения средствами противовоздушной обороны противника, при этом большая ось замкнутой эллипсообразной траектории перпендикулярна направлению стрельбы по цели.

2. Способ боковой стрельбы по п. 1, отличающийся тем, что стрельбу ведут при движении летательного аппарата по эллипсообразной траектории как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, то есть независимо от направления движения летательного аппарата.

3. Способ боковой стрельбы по п. 1, отличающийся тем, что стрельбу ведут управляемыми средствами поражения или с применением комбинации управляемых и неуправляемых средств поражения.

4. Способ боковой стрельбы по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что управляемые и неуправляемые средства поражения размещены в подфюзеляжных пусковых контейнерах.

5. Способ боковой стрельбы по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что управляемые и неуправляемые средства поражения размещены во внутрифюзеляжных пусковых контейнерах.

6. Способ боковой стрельбы по п. 3, отличающийся тем, что управляемые средства поражения размещены в пусковом контейнере с возможностью пуска во взаимно противоположных направлениях и ориентированы перпендикулярно продольной оси летательного аппарата.

7. Способ боковой стрельбы по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что при движении летательного аппарата в воздухе подфюзеляжный и внутрифюзеляжный контейнеры с размещенными в них управляемыми и неуправляемыми средствами поражения автоматически стабилизируют в направлении, перпендикулярном вектору путевой скорости летательного аппарата.

8. Устройство для осуществления способа боковой стрельбы огневыми средствами поражения целей с борта летательного аппарата по любому из пп. 1-3, включающее в себя пусковой поворотный подфюзеляжный контейнер с неуправляемыми ракетами, отличающееся тем, что в него введены внутрифюзеляжный контейнер и система стабилизации линии визирования цели в направлении, перпендикулярном направлению движения летательного аппарата, при этом подфюзеляжный и внутрифюзеляжный пусковые контейнеры оснащены управляемыми средствами поражения, ориентированными в направлении, перпендикулярном направлению движения летательного аппарата, влево и вправо относительно этого направления, выход системы стабилизации линии визирования соединен с входом автоматизированного электропривода, осуществляющего доворот и стабилизацию пусковых контейнеров в направлении, перпендикулярном направлению движения летательного аппарата, а средства поражения, размещенные в подфюзеляжном и во внутрифюзеляжном пусковых контейнерах, ориентированы относительно направления полета летательного аппарата в противоположные стороны относительно этого направления.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что средства поражения, представляющие собой управляемые средства поражения, размещенные в пусковом подфюзеляжном контейнере и/или в пусковом внутрифюзеляжном контейнере, ориентированных в направлении, перпендикулярном направлению вектора путевой скорости летательного аппарата, оснащены радиолокационными, инфракрасными, телевизионными или лазерными головками самонаведения с возможностью автоматического управления их пуском во взаимно противоположных направлениях.

10. Устройство по любому из пп. 8, 9, отличающееся тем, что предназначено для установки на пилотируемые и на беспилотные летательные аппараты.