Способ выполнения огневых задач с составлением индивидуальных таблиц стрельбы орудия Российский патент 2024 года по МПК F42B35/00 

Заявляемое изобретение относится к области выполнения огневых задач артиллерийским орудием, оснащённым средствами автоматизированного управления огнём. Заявляемое изобретение может быть реализовано путем введения в автоматизированную систему управления наведением орудия (бортовой компьютер), оснащенную аппаратурой спутниковой навигации, артиллерийской баллистической станцией, программ в виде дополнительных математических алгоритмов, при условии, что стрельба данного орудия сопровождается метеорологическим обеспечением, средствами разведки, позволяющими определять координаты цели и разрывов снарядов, с автоматическим расчетом корректур и передачей их на орудие по каналам связи. В настоящее время не известен способ выполнения огневых задач с учётом ошибок таблиц стрельбы (ТС) артиллерийского орудия.

Известен метод отстрела и составления современных ТС для всех орудий конкретного образца.

ТС - технический документ, разработанный по результатам специальных табличных стрельб в ходе проведения внешнебаллистических испытаний. В основу составления ТС положен опытно-теоретический метод, суть которого заключается в том, что расчет параметров движения снарядов рассчитывается по математическим моделям, составляющим аппарат внешней баллистики, реализованный в нормативно-технической документации (государственных и отраслевых стандартах), и созданных на их основе программах, а исходные данные для расчетов устанавливаются по результатам табличных стрельб. В ходе этих стрельб статистической обработкой и анализом их результатов устанавливаются исходные данные для составления ТС. Совершенно очевидно, что при таком методе точность ТС, а, следовательно, и точность расчета по ним установок для стрельбы, напрямую зависит от:

1. Объема испытаний (количества произведенных выстрелов)

2. Точности используемых в ходе испытаний средств измерений и регистрации, количества привлекаемых орудий, качества полигонного оборудования, навигационного, метеорологического и других видов обеспечения испытаний.

3. Качества научно-методического обеспечения и проведенных на его основе испытаний, точности обработки результатов измерений и их анализа, по результатам которых устанавливаются исходные данные для составления ТС, квалификации персонала.

В качестве исходных данных для составления ТС используются:

- масса снаряда и его геометрические размеры;

- объем зарядной каморы;

- длина нарезной части ствола;

- начальная скорость снаряда V₀;

- угол вылета снаряда в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

- коэффициент i формы снаряда по эталонному или индивидуальному закону сопротивления воздуха;

- коэффициент деривации К_Z или коэффициент согласования деривации I_Z;

- коэффициент рассеивания снарядов. Современные ТС могут быть представлены в трех видах:

1. Издание в виде книги или брошюры, содержащей основную табличную зависимость (зависимость дальности полета снаряда от угла бросания) в виде поправок в дальность и направление, на отклонение условий стрельбы от нормальных (табличных), дополнительные таблицы и справочные сведения.

2. В виде полиномов, как правило, 2-й степени. Входами для решения задачи являются дальность, начальная скорость.

3. В виде математического алгоритма расчета основной табличной зависимости и поправок. Это компьютерные программы для решения системы уравнений движения снаряда методом численного интегрирования.

В качестве начальных условий для решения системы уравнений движения снарядов используются баллистические параметры, утвержденные в качестве исходных данных для расчета ТС.

Недостатком метода является то, что все вышеперечисленные виды представления ТС объединяются тем, что они составлены для какого-то среднего, виртуального орудия данного образца, на протяжении всего их периода эксплуатации они остаются неизменными. Отсутствует возможность их уточнения, исходные данные для их составления корректируются только по результатам контрольных стрельб, проводимых с интервалом не менее 10 лет. Кроме того, ТС несут в себе все осредненные значения баллистических особенностей орудий, из которых проводились табличные стрельбы и которые могут иметь существенные отличия от конкретного орудия данного образца, особенно в углах вылета снаряда. Только часть индивидуальных особенностей орудий можно учесть при использовании табличных поправок. Баллистические особенности орудий, одного и тоже образца, возникают, вследствие влияния полей допусков на изготовление деталей, сборку и регулировку механизмов орудия в процессе производства и эксплуатации. По экономическим и временным соображениям табличные стрельбы проводятся в ограниченном объеме, что сказывается на их точности.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что постоянно уточняются, после выполнения каждой огневой задачи, исходные данные, положенные в основу составления индивидуальных орудийных ТС и на этой основе постоянно повышается точность стрельбы, сокращается расход боеприпасов и время выполнения огневой задачи. Учет индивидуальных баллистических особенностей конкретного орудия данного образца, происходит автоматически, так как используется только результат стрельб проведенный из данного орудия. Способ предполагает использование возможностей современных (перспективных) артиллерийских орудий и средств обеспечения стрельбы, а также автоматическую обработку и учет результатов всего объема стрельб, произведенного из орудия в период его эксплуатации, для получения исходных данных и проведения на их основе расчета параметров траектории движения снаряда.

На рисунках представлены:

Фиг. 1. Состав технических средств, необходимых для реализации способа составления индивидуальных орудийных таблиц стрельбы, учитывающего индивидуальные баллистические характеристики орудия:

1. автоматизированная система управления наведением орудия (бортовой компьютер);

2. артиллерийское орудие;

3. мобильный радиопеленгационный метеорологический комплекс;

4. артиллерийская баллистическая станция;

5. стреляющее артиллерийское орудие противника;

6. «вышедший» из канала ствола артиллерийский снаряд;

7. разрыв артиллерийского снаряда;

8. спутниковая навигационная аппаратура;

9. станция наземной артиллерийской разведки.

Стрелками показано взаимодействие технических средств с бортовым компьютером при выполнении огневых задач.

Фиг.3. Ориентировочная максимально достижимая точность таблиц стрельбы, с учетом ресурса орудия. В графах 4, 5, 10-17 указаны выстрелы снарядами одного баллистического варианта.

Фиг. 4. Изменение срединных ошибок ТС при отстреле различного количества групп выстрелов.

Фиг. 5. Аналитическая оценка ошибок ТС 152 мм Г 2А65 и 152 мм СГ 2С19 снарядом ОФ45.

Для оценки эффективности данного предложения была проведена аналитическая оценка точности современных ТС.

В таблице (фиг.5) представлена оценка точности ТС 152-мм гаубицы 2А65, 152-мм самоходной гаубицы 2С19 (ТС РГ 187) осколочно-фугасным снарядом ОФ45 на зарядах ДАЛЬНОБОЙНОМ, ПОЛНОМ, ВТОРОМ и ЧЕТВЕРТОМ.

При оценке точности применялся аналитический метод, суть которого заключается в том, что при расчетах срединных ошибок ТС использовались характеристики точности полигонных средств измерений и регистрации. При расчете ошибок ТС не учитывались ошибки расчета. Срединные ошибки измерений при проведении табличных стрельб представлены в таблице фиг.5. При расчетах ошибок предлагаемым способом, принималось, что ошибки баллистического и метеорологического обеспечения (столбцы 5, 6, 7, 8 фиг.5) будут одинаковы с полигонными средствами, а ошибки топопривязки Е_ТП=30 м (столбец 12), ошибки определения дальности разрывов (Е_Д=0,2%Д), которые значительно больше аналогичных полигонных значений и соответствуют ошибкам, сопровождающим применение орудия по предназначению.

Анализ результатов, представленных в таблице (фиг.5) показывает, что при отстреле группы выстрелов в количестве 7-8 выстрелов снарядами одного баллистического варианта на одну или близкие дальности (разность дальностей не превышает 8 Вд) точность предлагаемого способа хуже существующего примерно в 1,5 раза (столбцы 9, 10 и 13, 14 фиг.5). Результат ожидаем, так как точность топопривязки и определения дальности разрывов значительно хуже, чем в существующем методе. Совершенно очевидно, что по мере настрела групп выстрелов, точность предложенного способа сначала сравняется с существующим, а потом ошибка определения дальности станет меньше чем ее значение при существующем методе и по мере дальнейшего настрела будет уменьшается.

В этом случае, необходимо выяснить, при каком настреле это произойдет и как это соотносится с ресурсом орудия.

В таблице (фиг.4) представлены значения величин срединных ошибок дальностей полученных по результатам отстрела 3-х групп на каждом угле возвышения проводившихся на полигоне, по существу это и есть точность ТС (столбцы 4,5 (фиг.4), а также величины ошибок в дальностях предложенным способом, при отстреле различного количества групп выстрелов (столбцы 8-19, фиг.4).

Из анализа данных, представленных в таблице (фиг.4) следует, что по точности определения дальности стрельбы предложенный способ выходит на характеристики точности существующим методом, при настреле 6-7 групп выстрелов (столбцы 16, 17, 18, 19 фиг.4). Если учитывать только стрельбу на зарядах ДАЛЬНОБОЙНОМ и ПОЛНОМ (настрел на уменьшенных зарядах не приводит к существенному снижению ресурса), то общий настрел, до достижения необходимого уровня точности, составит примерно 500 выстрелов, что составляет менее трети ресурса.

По мере настрела, ошибка ТС уменьшается и к исчерпанию ресурса орудия снижается до 30-40% относительно существующего метода (таблица фиг.3 столбцы 18, 19).

Реализация способа достигается следующим образом.

Бортовой компьютер орудия дополняется программным обеспечением, которое используется на испытательных артиллерийских полигонах для обработки результатов внешнебаллистических испытаний и расчетов баллистических характеристик снарядов. Каждый выстрел, произведенный из орудия обрабатывается с использованием указанных программ, при опытных значениях массы снаряда, начальной скорости снаряда, угла бросания, дальности его полета, рассчитываются баллистические характеристики при реальных метеорологических условиях стрельбы. Информация накапливается в памяти компьютера и после каждой стрельбы автоматически обновляется. Рассчитываются срединные ошибки определения баллистических параметров аналитическим способом. При расчете используются срединные ошибки определения начальной скорости, срединные ошибки определения дальности стрельбы артиллерийской баллистической станцией (инструментальная ошибка), ошибки метеорологической подготовки стрельбы. Ошибки Е_ПС определения баллистических параметров предложенным способом сравниваются с аналогичными значениями, указанными в столбцах 4, 5 таблицы (фиг.4) Е_ТС (эти ошибки должны быть введены в память компьютера вместе с загрузкой его действующими ТС). Информация сохраняется в памяти компьютера.

При достижении условия Е_ПС меньше Е_ТС, происходит автоматическое, с учетом количества выстрелов по которым рассчитаны исходные данные и количества выстрелов произведенных на близком угле возвышения данным баллистическим вариантом снаряда при составлении ТС, уточнение исходных данных. С этого момента происходит уточнение исходных данных для составления ТС после каждого выстрела.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения заключается в повышении точности стрельбы, уменьшении расхода боеприпасов и времени выполнения огневой задачи до 30%.

Литература

1. «Правил стрельбы и управления огнем наземной артиллерии», введенных в действие приказом главнокомандующего Сухопутными войсками от 1 февраля 2011 года №8.

2. «Стрельба и управление огнем», учебник. СПб, МВАА издания 2013 года.

3. «Стрельба и управление огнем», 41. учебник. СПб, МВАА издания 2017 года, с. 276.

4. Таблицы стрельбы 122-мм гаубицы Д-30 №145, издание четвертое.

Изобретение относится к области выполнения огневых задач аритиллерийским орудием, оснащённым средствами автоматизированного управления огнём. Способ выполнения огневых задач с составлением индивидуальных таблиц стрельбы орудия заключается в том, что при выполнении огневых задач в память бортового компьютера, с программным обеспечением для обработки результатов внешнебаллистических испытаний и расчета баллистических характеристик снарядов, вводят действующие таблицы стрельбы (ТС). Используют срединные ошибки определения начальной скорости снаряда (V₀) артиллерийской баллистической станцией (АБС), ошибки метеорологической подготовки, срединные ошибки определения дальности стрельбы и дальности разрывов. Учитывают индивидуальные баллистические характеристики орудия, рассчитывают срединную ошибку предлагаемого способа (Е_ПС), сравнивают её со срединной ошибкой существующего метода составления ТС (Е_ТС). При достижении значения Е_ПС меньше Е_ТС уточняют исходные данные для составления индивидуальных ТС орудия после каждого выстрела. Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении точности стрельбы, уменьшении расхода боеприпасов и времени выполнения огневой задачи до 30%. 5 ил., 1 табл.

Способ выполнения огневых задач с составлением индивидуальных таблиц стрельбы орудия, заключающийся в том, что при выполнении огневых задач в память бортового компьютера, с программным обеспечением для обработки результатов внешнебаллистических испытаний и расчета баллистических характеристик снарядов, вводят действующие таблицы стрельбы (ТС), используя срединные ошибки определения начальной скорости снаряда (V₀) артиллерийской баллистической станцией (АБС), ошибки метеорологической подготовки, срединные ошибки определения дальности стрельбы и дальности разрывов, учитывают индивидуальные баллистические характеристики орудия, рассчитывают срединную ошибку определения баллистических параметров (Е_ПС), сравнивают её со срединной ошибкой действующих полигонных таблиц стрельбы (Е_ТС) и при достижении значения Е_ПС меньше Е_ТС уточняют исходные данные для составления индивидуальных ТС орудия после каждого выстрела.