СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ СРЕДСТВ ОГНЕВОГО ПОРАЖЕНИЯ ПО АКУСТИЧЕСКИМ КОЛЕБАНИЯМ НА ДАЛЬНОСТИ ОТ 500 М Российский патент 2023 года по МПК G01S5/18 

Способ идентификации средств огневого поражения по акустическим колебаниям на дальности от 500 м относится к идентификации средств огневого поражения в полосе соприкосновения с противником, к средствам регистрации акустических колебаний.

[G01S3/808, F41G3/00, F41J5/06]

Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРИЦЕЛЕНИЯ И СТРЕЛЬБЫ ИЗ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ (МОДИФИКАЦИИ) [RU2240485C2, опубл., 20.03.2004], устройство содержит оборудование, находящееся в экипировке стрелка, и оборудование, размещенное на стрелковом оружии, соединенное между собой с помощью двух приемопередатчиков или с помощью кабелей. Оборудование, размещенное на стрелковом оружии, имеет оптоэлектронный преобразователь, датчик крена оружия, лазерный дальномер, аналого-цифровой преобразователь напряжения в последовательный код, передатчик первого приемопередатчика информации, приемник второго приемопередатчика информации, первый электронный переключатель, блок питания и электромагнит с якорем. Выходы датчика крена руки, первого и второго приемников лазерного дальномера подключены к входам аналого-цифрового преобразователя напряжения на последовательный код, выход которого и выходы оптоэлектронного преобразователя подключены к входам передатчика первого приемопередатчика информации первый выход приемника второго приемопередатчика информации подключен к управляющим входам излучателя лазерного дальномера, второй выход приемника второго приемопередатчика информации включен последовательно к первому электронному переключателю и электромагниту, якорь которого механически связан со спусковым крючком стрелкового оружия, а второй вход первого электронного переключателя подключен к блоку питания.

Аппаратура, находящаяся в экипировке стрелка, включает последовательно подключенный приемник первого приемопередатчика информации, аналого-цифровой преобразователь, блок хранения экспозиции, блок предварительной обработки изображения сцены, блок стабилизации экспозиции, морфологический классификатор, блок анализа, блок контроля дальности, привод прицельной точки, первый цифро-аналоговый преобразователь и блок визуализации. К другим входам аналого-цифрового преобразователя подключены выходы датчика температуры воздуха и датчиков атмосферного давления; второй и третий выходы приемника первого приемопередатчика информации подключены ко второму и третьему входам блока хранения экспозиции, а четвертый и пятый выходы - к первому и второму входам блока оценки скорости поперечного ветра, выход которого подключен к четвертому входу блока хранения экспозиции, пятый и шестой входы которого подключены соответственно ко второму выходу блока стабилизации экспозиции и выходу блока управления кадром, вход которого соединен с выходом блока анализа.

Первый выход блока стабилизации экспозиции также подключен к входу блока синхронизации, входу классификатора движения цели и входу второго цифро-аналогового преобразователя, выход которого через размыкающие контакты переключателя подключен к второй вход блока визуализации, который через замыкающие контакты переключателя соединен с выходом приемника первого приемопередатчика информации. Выход блокирующего устройства подключен ко второму входу морфологического классификатора; первый и второй выходы классификатора движения цели подключены соответственно ко второму и третьему входам блока анализа, выход которого соединен с входом блока разрешения измерения дальности, выход которого соединен со вторым входом передатчика второй информационный приемопередатчик, первый вход которого соединен с выходом блока очистки выстрела, вход которого соединен со вторым выходом формирователя прицельной точки. Вторая модификация устройства отличается от первой тем, что в аппаратуре, расположенной на стрелковом оружии, лазерный дальномер имеет только первый приемник лазерного излучения, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователь напряжения в последовательный код, а вместо электромагнита с якорем используется электроинициатор, его выход выполнен для обеспечения электрического контакта с патроном капсюля.

В оборудовании, размещенном в экипировке стрелка, исключен блок оценки скорости бокового ветра и дополнительно введены последовательно включенные седьмой электронный переключатель счетчика выстрелов, селектор трассирующей пули, блок оценки промаха и второе устройство принятия решения. Вход счетчика выстрелов соединен с выходом блока очистки выстрелов, а выход - со вторым входом седьмого электронного ключа. Выход селектора трассирующих пуль подключен ко второму входу блока оценки промаха, первый вход которого подключен к выходу блока проверки дальности, третий вход - к третьему выходу формирователя прицельной точки. Первый выход второго блока принятия решений соединен со вторым блоком принятия решений, подключенным ко второму входу формирователя визирной точки, а второй выход - ко второму входу первого цифро-аналогового преобразователя. Технический результат- повышенная точность и скорость реакции. Недостатками данного аналога являются отсутствие идентификации вида оружия, ведущего огонь, а также использование только в режиме непосредственного контакта с противником.

Также из уровня техники известна БОРТОВАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ СТРЕЛКОВ [RU2512128C2, опубл., 10.11.2013], которое относится к бортовой системе обнаружения стрелка, включающей несколько датчиков, прикрепленных к корпусу самолета, например, к вертолету. Датчики обнаруживают только сигналы ударной волны. Обнаруженные сигналы - анализатор, позволяющий точно определить местонахождение стрелка. Анализ может включать в себя измерение времени прихода ударной волны ракеты на каждый датчик, получение разницы во времени прихода сигнала, вычисление набора неоднозначных решений, соответствующего стрелку, и кластеризацию набора решений для точного определения местоположения стрелка. Используется эллиптический кластер. Технический результат: возможное повышение достоверности определения истинного местоположения стрелка. Недостатками данного аналога являются отсутствие идентификации вида оружия, ведущего огонь, а также использование только в режиме непосредственного контакта с противником.

Также из уровня техники известен СПОСОБ И СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАЕКТОРИИ СВЕРХЗВУКОВОГО СНАРЯДА [RU2358275 (C2), опубл., 10.10.2008], который может быть использован для определения траектории сверхзвукового снаряда. По крайней мере, начальная часть параметров сигналов измеряется и содержит информацию только об ударной волне с использованием пяти или более акустических датчиков, разнесенных в пространстве таким образом, что они образуют антенну. По этой измеренной начальной части сигналов определяется разница во времени прихода пары датчиков. К исходной регистрации применяется базовый алгоритм, содержащий начальные оценочные параметры траектории снаряда. Для заданного количества регистраций рассчитываются ошибки проекции для решений, полученных из регистраций с помощью базового алгоритма. Вычисляется отношение решения с наименьшими значениями ошибок проекции к неоднозначному решению, и если это отношение больше заданного значения, в качестве правильной траектории снаряда выбирается решение с наименьшим значением вычисленной ошибки проекции. Технический результат - более точное определение точки стрельбы сверхзвукового снаряда на значительном удалении. Недостатками данного аналога являются отсутствие идентификации вида оружия, ведущего огонь.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является возможность идентификации средства огневого поражения, ведущего огонь.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что способ идентификации средств огневого поражения по акустическим колебаниям в полосе соприкосновения с противником на дальности от 500 м., характеризующийся, наличием датчиков регистрации акустических колебаний, регистрирующих время прихода акустической волны на датчик, отличающийся тем, что проводятся измерения времени нарастания избыточного давления, генерируемого выстрелом огневого средства от момента вступления акустической волны до пикового значения, по измеренным значениям времени нарастания избыточного давления рассчитывается энергия источника, определяется его калибр, и проводится его идентификация.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1. показана графическая форма акустического сигнала и измеряемого параметра.

Осуществление изобретения

Практически установлено постоянство соотношения (фиг. 1)

t_R+/Q^1/3 = 6,38 мс/кг^1/3.

где t_R+ - время нарастания избыточного давления до пикового значения Δp_+;

Q - энергия источника в кг ТНТ,

для акустических сигналов на удалениях R/Q^1/3 > 500 м/кг^1/3 от импульсных точечных источников различной природы, а также килотонной энергии и ниже (Q < 10⁷ кг ТНТ). Это означает незначительность влияния нелинейных эффектов на трансформацию акустических волн в процессе их распространения в атмосфере. В этом случае акустические волны фактически начинают распространяться как линейные возмущения.

Из этого следует соотношение для оценки величины энергии импульсного источника

Q = (t_R+/6,38)³, кг ТНТ.

Данное соотношения оценивает калибр стреляющего оружия. Например, характерная энергия импульсного струйного источника, формирующего акустическую волну при выстреле из 203-мм гаубицы Q ≈ 25,5 кг ТНТ, [1]. Энергия аналогичного источника при выстреле из 155-мм гаубицы Q ≈ 3,78 кг ТНТ, [1], при выстреле из 105-мм танковой пушки Q ≈ 0,9 … 1,5 кг ТНТ, [1, 2], при выстреле из 107-мм миномёта Q ≈ 0,1 кг ТНТ, [3]. Использование данного соотношения ограничено интенсивностью Δp₊<15 Па.

Изобретение используют следующим образом

Акустический датчик размещается на удалении 500 м от огневой позиции противника. В качестве огневой позиции может рассматривается передний край укреплений противника или опорный пункт обороны. Место размещения акустического датчика планируется заранее, с учетом удаления места его размещения от огневых позиций противника и возможностью подключения датчика к электропитанию, а также к средствам передачи и обработки данных. Электропитание может осуществляться как от мобильного источника, например аккумулятора, так и от отдельной проводной линии. Передача зарегистрированного акустического сигнала на средство обработки данных может проводиться как по радиолинии, так и по проводной линии.

Данные от акустического датчика передаются на средство обработки данных. На данном средстве обработки данных проводится измерение значимого параметра акустического сигнала и идентифицируется средство огневого поражения противника. Данные о данном средстве огневого поражения передаются стороне, проводящей противодействие.

Таким образом, используя новые технологические приемы, мы достигаем заявленный технический результат – возможность идентификации средства огневого поражения, ведущего огонь, который достигается за счет проведения измерения времени нарастания избыточного давления, генерируемого выстрелом огневого средства, от момента вступления акустической волны до пикового значения, по измеренным значениям времени нарастания избыточного давления рассчитывается энергия источника, определяется его калибр, и проводится его идентификация.

Примеры достижения заявленного технического результата приведены в указанных ниже литературных источниках:

1. Walton, W.S. “Improvement of Air Blast Measurement”, U.S. Army Aberdeen Proving Ground, APG-MT-5481, ADA096638. Aberdeen Proving Ground, MD, 1981. 206 p.

2. John Kietzman, Kevin S. Fansler, William G. Thompson, Muzzle Blast from 105MM M735 Round, U.S. Army Ballistic Research Laboratory, BRL-MR-3957, ADA245565, Aberdeen Proving Ground, MD, USA, January 1992. 26 p.

3. Gary W. Ahlgren, Evaluation of a Mortar Substitute for Firing Weapon Acoustic Studies, Lincoln Lab., Massachusetts Institute of Technology, ESD TR-76-305, ADA034810, Lexington, MA, USA, October 1976. 56 p.

Использование: для идентификации средств огневого поражения по акустическим колебаниям. Сущность изобретения заключается в том, что регистрируют время прихода акустической волны на датчик, при этом проводятся измерения времени нарастания избыточного давления, генерируемого выстрелом огневого средства от момента вступления акустической волны до пикового значения, по измеренным значениям времени нарастания избыточного давления рассчитывается энергия источника, определяется его калибр и проводится его идентификация. Технический результат: обеспечение возможности точного определения точки стрельбы сверхзвукового снаряда на значительном удалении. 1 ил.

Способ идентификации средств огневого поражения по акустическим колебаниям в полосе соприкосновения с противником на дальности от 500 м, характеризующийся наличием датчиков регистрации акустических колебаний, регистрирующих время прихода акустической волны на датчик, отличающийся тем, что проводятся измерения времени нарастания избыточного давления, генерируемого выстрелом огневого средства от момента вступления акустической волны до пикового значения, по измеренным значениям времени нарастания избыточного давления рассчитывается энергия источника, определяется его калибр и проводится его идентификация.