Способ активной защиты объекта со стороны верхней полусферы от множественных атак БПЛА Российский патент 2022 года по МПК F41H11/02 

Изобретение относится к методу активной защиты охраняемых объектов со стороны верхней полусферы от воздушных атакующих множественных целей и может быть использовано при защите как военных объектов (склады, сооружения, военная техника и скопление военнослужащих и т.п.), так и гражданских и промышленных объектов (инфраструктурные сооружения, школы, больницы, стадионы и т.п.).

В случае военной техники (в основном, бронетехники) существуют как зарубежные, так и отечественные способы защиты, где используют комплексы активной защиты (КАЗ), например, "Дрозд" (Тульское КБ приборостроения), "Арена" (Коломенское КБ машиностроения), "Афганит". Однако все они требуют повышения эффективности летального противодействия непосредственно атакующим сверху все более совершенствующимся боеприпасам: противотанковым управляемым ракетам, ракетам «воздух-поверхность», самоприцеливающимся боевым элементам с ударным ядром кассетных боеприпасов, ударным беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) и/или сбрасываемых с них малогабаритным управляемым авиабомбам (разве что, исключая высокоскоростные кинетические боеприпасы). Не меньшую опасность представляют и разведывательные БПЛА, корректирующие наведение средств поражения на военные объекты и/или обеспечивающие лазерную подсветку целей. В данном случае комплекс активной защиты должен действовать на большей дистанции (до 1 км).

В случае защиты гражданских объектов и мест массового скопления людей не известны какие-либо способы активной зашиты. Наиболее вероятным является атака указанных объектов сверху или на предельно малой высоте при помощи ударных БПЛА и/или сбрасываемых с них малогабаритных управляемых авиабомб. Нельзя исключать и использование управляемых ракет «воздух-поверхность», мин. Необходимо также подавлять несанкционированные полеты БПЛА. Противодействие атакам на гражданские объекты должно практически исключать их поражение от работы КАЗ, что нехарактерно для большинства военных КАЗ, и носить, по - возможности, нелетальный характер.

Известные способы самообороны используют комплексы, состоящие из:

- средств обнаружения и целеуказания, как правило, радиолокационные станции (РЛС) различных диапазонов или фазированных решеток и, зачастую, дополнительно пассивных сенсоров (УФ и/или ПК диапазонов, акустических), выявляющих цели по характерным признакам, и лазерных излучателей ближнего радиуса действия. Известно, что в СССР в рамках НИР «Веер-2» апробировались сенсоры оптического диапазона, однако они были отклонены, при этом за рубежом разработка КАЗ с оптическими средствами обнаружения и целеуказания продолжается;

- электронного блока управления, вычисляющего траекторию движения цели, дальность и время подлета к объекту, выбирающего вариант противодействия и выдающего сигналы управления средствам активной защиты: в частности защитных боеприпасов, выстреливаемых из неподвижных (например, по периметру башни танка) или подвижных (на лафетах, многоствольных мортирах с возможностью вращения в горизонтальной и вертикальной плоскостях) направляющих и имеющих различные типы боевых частей: осколочно-фугасные, осколочные, ударные ядра, матричные поля ударных ядер. Защитные боеприпасы могут быть выполнены в виде пороховых гранат, неуправляемых ракет-противоснарядов или реактивных гранат; а также самонаводящихся ракет различного радиуса действия вертикального старта, оснащенных осколочной боевой частью ненаправленного действия, маршевым двигателем, импульсными двигателями коррекции траектории и внутренней инерциальной системой наведения в заданную точку встречи с целью.

Из области техники известен способ самообороны, реализуемый системой самообороны транспортного средства «ИНРОГ» [патент РФ №2339898, МПК F41H 11/02, F41H 5/007, опуб. 27.11.2008 г бюл. №33], заключающийся в обнаружении воздушного объекта-нарушителя средствами обнаружения, анализе степени угрозы охраняемому объекту и выдаче целеуказания средствам поражения, и поражении обнаруженного воздушного объекта-нарушителя при помощи наводимого многоствольного пускового контейнера с запускаемыми средствами поражения. В данном способе обнаруживают воздушный объект-нарушитель (нападающий снаряд) посредством радиолокационной станции, также измеряют траекторные параметры нападающего снаряда, наводят пусковой контейнер на нападающий снаряд, определяют момент запуска антиснаряда. В случае применения временного взрывателя вводят в антиснаряд временную установку, производят выброс антиснаряда из ствола пускового контейнера при помощи порохового метательного заряда, и подрыв антиснаряда на заданном расстоянии от атакующего снаряда с помощью неконтактного взрывателя типа дальномер, либо с помощью временного взрывателя.

Данный способ относится к системам самообороны транспортных средств, преимущественно танков, против нападающих снарядов, преимущественно противотанковых управляемых ракет и противотанковых гранат.

Недостатком известного способа является низкая эффективность защиты охраняемого объекта от атак множественных малозаметных малоразмерных воздушных целей со стороны верхней полусферы, а именно:

- невозможность защиты охраняемого объекта от одновременной атаки множественных воздушных объектов-нарушителей, как под разными углами возвышения, так и по азимуту;

- отсутствие возможности поражения воздушных объектов-нарушителей в направлении, близком к вертикальному;

- невозможность обнаружения радиолокационными средствами низкоскоростных или зависающих воздушных объектов-нарушителей, например БПЛА, а также трудность обнаружения их на фоне подстилающей поверхности или в условиях пересеченной местности;

- отсутствие возможности нелетального воздействие на воздушный объект-нарушитель;

- возможность негативного воздействия на защищаемый объект;

- относительно низкая эффективность поражения малоразмерных воздушных объектов-нарушителей осколочным полем.

Из области техники известен способ активной защиты объекта со стороны верхней полусферы [патент РФ №2 755951, МПК F41H 11/02, F41H 13/00, опуб. 23.09.2021 г], выбранный в качестве прототипа. Данный способ заключается в обнаружении воздушных объектов-нарушителей оптическими стереоскопическими системами обнаружения с селекцией по дальности одновременно во всех направлениях налета в верхней полусфере, анализе степени угрозы охраняемому объекту и выборе средства противодействия каждому объекту-нарушителю, выдаче целеуказания средствам поражения и поражении обнаруженного воздушного объекта-нарушителя при помощи наводимого многоствольного пускового контейнера с запускаемыми средствами поражения.

В прототипе анализ степени угрозы защищаемому объекту осуществляют одновременно по всем регистрируемым указанными системами оптическим стереоскопическим изображениям. Пусковой контейнер устанавливают на вращающейся платформе, а стволы пускового контейнера устанавливают под разными углами возвышения и не менее одного по азимуту.

К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие возможности точного и оперативного наведения стволов пускового контейнера на прогнозируемое положение множественных малозаметных малоразмерных воздушных объектов-нарушителей в верхней полусфере над объектом, в том числе одновременно атакующих под разными углами возвышения и по азимуту, а также относительно низкий боезапас средств поражения по углу возвышения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является обеспечение точного и оперативного наведения стволов пусковой установки на прогнозируемое положение в верхней полусфере над объектом множественных малозаметных малоразмерных воздушных объектов-нарушителей, в том числе одновременно атакующих под разными углами возвышения и по азимуту.

Технический результат достигается тем, что в способе активной защиты объекта со стороны верхней полусферы от множественных атак БПЛА, заключающемся в обнаружении воздушных объектов-нарушителей оптическими стереоскопическими системами обнаружения с селекцией по дальности одновременно во всех направлениях налета в верхней полусфере, анализе степени угрозы охраняемому объекту и выборе средства противодействия каждому объекту-нарушителю, выдаче целеуказания средствам поражения и поражении обнаруженного воздушного объекта-нарушителя при помощи наводимого многоствольного пускового контейнера с запускаемыми средствами поражения, согласно изобретения стволы пускового контейнера устанавливают всенаправленно от его центра, а при наведении пусковой контейнер вращают по двум взаимно пересекающимся осям, расположенным по нормали друг к другу и проходящим через центр пускового контейнера, по азимуту и углу возвышения в направлении выбранного ствола на прогнозируемое положение поражаемого объекта-нарушителя.

Установка стволов пускового контейнера всенаправленно от его центра в совокупности с возможностью при наведении вращения пускового контейнера по двум взаимно пересекающимися осям, расположенным по нормали друг к другу и проходящим через центр пускового контейнера, по азимуту и углу возвышения в направлении выбранного ствола на прогнозируемое положение поражаемого объекта-нарушителя обеспечивает как точное наведение на поражаемый объект-нарушитель, так и оперативное наведение стволов пусковой установки на прогнозируемое положение поражаемого объекта-нарушителя за счет минимизации углов доворота ближайших к выбранному направлению стволов под любыми направлениями налета объектов-нарушителей в верхней полусфере.

Кроме того, с целью повышения точности вывода средства поражения в прогнозируемое положение поражаемого объекта-нарушителя перед его запуском производят программирование времени срабатывания средства поражения по результатам селекции по дальности.

Кроме того, с целью повышения эффективности поражения и увеличения боезапаса из пускового ствола производят последовательный запуск более одного средства поражения, в том числе на разные поражаемые объекты-нарушители в разное время.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежом, где представлено устройство, реализующее заявляемый способ активной зашиты объекта со стороны верхней полусферы от множественных атак БПЛА.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Посредством нескольких располагающихся непосредственно над охраняемым объектом 1 оптических стереоскопических систем обнаружения 2, обозревающих всю верхнюю полусферу над охраняемым объектом 1 одновременно во всех направлениях налета воздушных объектов-нарушителей 3 - БПЛА, проводят поиск воздушных объектов-нарушителей 3 с селекцией их по дальности. При обнаружении объектов-нарушителей 3 с помощью электронного блока управления 4 анализируют степень угрозы охраняемому объекту 1 одновременно по всем регистрируемым указанными системами оптическим стереоскопическим изображениям с последующим выбором средства противодействия каждому объекту-нарушителю 3. Выдают целеуказания средствам поражения 5, располагаемым в стволах 6 наводимого многоствольного пускового контейнера 7 всенаправленно от его центра под разными углами возвышения и азимуту.

Для поражения воздушного объекта-нарушителя 3, направляющегося на охраняемый объект 1 со стороны верхней полусферы под заранее неизвестными углами к охраняемому объекту 1, запуск средства поражения 5 осуществляют в направлении прогнозируемого положения поражаемого воздушного объекта - нарушителя 3 из наиболее близкого ствола 6 по ходу вращения многоствольного пускового контейнера 7 по азимуту и углу возвышения по двум взаимно пересекающимся осям 8 и 9, расположенным по нормали друг к другу и проходящим через центр многоствольного пускового контейнера 7. Тем самым обеспечивают точность и оперативность наведения, сокращая необходимые углы доворота. Угловое вращение многоствольного пускового контейнера 7 может быть обеспечено с высокой точностью за счет применения шаговых двигателей, в том числе с энкодерами углового положения. Для поражения множественных малозаметных малоразмерных воздушных объектов-нарушителей 3, одновременно атакующих охраняемый объект 1 по разным направлениям под разными углами возвышения и по азимуту, запуск средств поражения производят из разных стволов 6 пускового контейнера 7, наиболее близких к каждому из атакующих воздушных объектов - нарушителей 3.

Для повышения точности вывода средства поражения 5 в прогнозируемое положение поражаемого объекта-нарушителя 3 на дистанции, оцененной электронным блоком управления 4, перед запуском средства поражения 5 из ствола 6 производят программирование времени срабатывания средства поражения 5 по результатам селекции по дальности после запуска из ствола. Программирование может быть выполнено через электрическую линию передачи данных или через канал индукционной связи.

Для увеличения боезапаса устройства активной защиты и повышения эффективности поражения в пусковом стволе могут располагаться друг за другом несколько однотипных средств поражения 10, которые запускают, в том числе по разным объектам-нарушителям, последовательно друг за другом с интервалом времени, определяемым электронным блоком управления 4.

В настоящее время ведется разработка документации по результатам экспериментального моделирования отдельных элементов устройства активной защиты, запланированы изготовление и предварительные испытания устройства активной защиты объекта со стороны верхней полусферы, выполненного в соответствии с заявляемым изобретением.

Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявляемый способ при его осуществлении, относится к методу активной защиты охраняемого объекта со стороны верхней полусферы от воздушных атакующих множественных целей и может быть использовано при защите как военных объектов, так и гражданских и промышленных объектов;

- заявляемый способ при использовании способен обеспечить точное и оперативное наведение стволов пусковой установки на прогнозируемое положение в верхней полусфере над объектом множественных малозаметных малоразмерных воздушных объектов-нарушителей, в том числе одновременно атакующих под разными углами возвышения и по азимуту,

- для заявляемого способа в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленный способ активной защиты соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к способу активной защиты объекта со стороны верхней полусферы от множественных атак БПЛА. Для активной защиты обнаруживают воздушные объекты-нарушители средствами обнаружения, анализируют степень угрозы, выдают целеуказания предварительно выбранным средствам противодействия, поражают объект-нарушитель с помощью наводимого многоствольного пускового контейнера с запускаемыми средствами поражения определенным образом. Обеспечивается повышение эффективности защиты объекта. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ активной защиты объекта со стороны верхней полусферы от множественных атак БПЛА, заключающийся в обнаружении воздушных объектов-нарушителей оптическими стереоскопическими системами обнаружения с селекцией по дальности одновременно во всех направлениях налета в верхней полусфере, анализе степени угрозы охраняемому объекту и выборе средства противодействия каждому объекту-нарушителю, выдаче целеуказания средствам поражения и поражении обнаруженного воздушного объекта-нарушителя при помощи наводимого многоствольного пускового контейнера с запускаемыми средствами поражения, отличающийся тем, что стволы пускового контейнера устанавливают всенаправленно от его центра, а при наведении пусковой контейнер вращают по двум взаимно пересекающимся осям, расположенным по нормали друг к другу и проходящим через центр пускового контейнера, по азимуту и углу возвышения в направлении выбранного ствола на прогнозируемое положение поражаемого объекта-нарушителя.

2. Способ активной защиты объекта со стороны верхней полусферы по п.1, отличающийся тем, что перед запуском средства поражения производят программирование его времени срабатывания по результатам селекции по дальности.

3. Способ активной защиты объекта со стороны верхней полусферы по п.1 и 2, отличающийся тем, что из пускового ствола производят последовательный запуск более одного средства поражения, в том числе по разным объектам-нарушителям.