Система для поражения торпедами надводной цели Российский патент 2024 года по МПК F42B19/00 B63G8/32 F41F3/08 G01S5/00 G01S15/87 

Изобретение относится к вооружению подводных лодок и может быть использовано для поражения торпедами надводных объектов [B63G 8/00, F41F 3/00, F42B 19/00, G01S 5/00, G01S 15/00].

Из уровня техники известен способ поражения морской цели торпедой. Способ предусматривает применение торпеды, имеющей автономную бортовую систему управления и самонаведения, систему обнаружения цели и заряд взрывчатого вещества. При этом торпеду готовят к стрельбе, вводят в ее бортовую систему управления маршрутное задание, выстреливают из торпедного аппарата и осуществляют движение к цели, включают бортовую систему обнаружения цели, обнаруживают цель и производят ее атаку, для чего сближают с помощью системы самонаведения торпеду с целью вплотную или на некоторое расстояние для срабатывания контактного или неконтактного взрывателя, подрывают заряд взрывчатого вещества и поражают цель [В.В. Сурнин, Ю.Н. Пелевин, В.Л. Чулков. Противолодочные средства иностранных флотов. М.: Воениздат, 1991. С. 72].

Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ УГЛОВОЙ ТОРПЕДНОЙ СТРЕЛЬБЫ С КООРДОНАТОМ [RU 2565455, опубл. 20.10.2015], при котором обнаруживают на надводном корабле или подводной лодке морскую цель, определяют координаты назначенной точки прицеливания, вырабатывают по исходной информации в надводном корабле или подводной лодке установочные данные стрельбы для движения торпеды в назначенную точку, вводят данные в гироскопический прибор курса торпеды в качестве программы ее движения, выстреливают торпеду, осуществляют движение торпеды по программной траектории с конструктивным прямолинейным участком и послестартовым разворотом торпеды с двумя перекладками руля и маневром коордоната с последовательным описыванием двух дуг циркуляции в противоположных направлениях отсчета курсового угла надводного корабля или подводной лодки, при этом изобретение позволяет исключить линейное смещение траектории торпеды от линии прогнозируемого направления на цель.

Общей технической проблемой аналога и прототипа является низкая эффективность поражения цели при работе по обнаружению цели в режиме шумопеленга по причине значительного разброса вероятных значений скорости и курса цели, априорно оцениваемых при вводе маршрутного задания в торпеду: в приведенных технических решениях не просчитываются варианты движения цели с различными скоростями, что потенциально может привести к существенному снижению числа успешных поражений целей торпедами на учениях или в реальной боевой обстановке, а детальный обсчет параметров движения единственной рассматриваемой цели существенно увеличивает время на атаку, что снижает эффективность ведения боя подводной лодкой.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности стрельбы и сокращение времени на атаку.

Указанный технический результат достигается за счет того, что система для поражения торпедами надводной цели, состоящая из блока хранения исходных данных, выход которого подключен ко входу блока определения гидроакустических пеленгов, выход которого соединен со входом блока осреднения гидроакустических пеленгов, выход которого подключен ко входу блока расчета относительного курса, выход которого подключен ко входу блока расчета угла упреждения, выход которого соединен со входом блока расчета угла отворота торпеды, выход которого подключен ко входу блока расчета расстояния до второго поворота торпеды, выход которого соединен со входом блока расчета угла второго поворота торпеды, выход которого подключен ко входам блоков расчета угла упреждения и ввода параметров пуска в торпеду, а выход блока ввода параметров пуска в торпеду подключен ко входу блока пуска торпеды.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана блок-схема системы для поражения торпедами надводной цели.

На фиг. 2 показана схема пуска торпеды относительно пеленгов цели и курса подводной лодки.

На фиг. 3 показана схема последовательного пуска двух торпед и траектории их движения.

На фиг. 4 показана геометрическая модель осреднения пеленгов.

На фигурах обозначено: 1 - блок хранения исходных данных, 2 - блок определения гидроакустических пеленгов, 3 - блок осреднения гидроакустических пеленгов, 4 - блок расчета относительного курса, 5 - блок расчета угла упреждения, 6 - блок расчета угла отворота торпеды, 7 - блок расчета расстояния до второго поворота торпеды, 8 - блок расчета угла второго поворота торпеды, 9 - блок ввода параметров пуска в торпеду, 10 - блок пуска торпеды, 11 - курс подводной лодки, 12 - угол упреждения, 13 - угол отворота торпеды, 14 - расстояние от точки пуска до второго поворота торпеды, 15 - угол второго поворота торпеды, 16 - расстояние от второго поворота торпеды до цели, Т1 - траектория движения первой торпеды, Т2 - траектория движения второй торпеды, П0…П7 - гидроакустические пеленги, S - расстояние от подводной лодки до цели по первому пеленгу, q_ρ1…q_ρ8 - относительные курсовые углы, K_ρ - относительный курс.

Осуществление изобретения

Торпеда, самонаводящаяся по кильватерному следу, имеет автономную систему самонаведения, которая обнаруживает цель, определяет ее положение относительно продольной оси торпеды и вырабатывает необходимые команды для бортовой системы управления. В современных торпедах применяют в основном акустические системы самонаведения (ССН), которые обеспечивают наведение торпеды на цель по отраженным от нее звуковым импульсам (активные) или по шуму от винтов и работающих механизмов (пассивные).

Выбор способа поражения морской цели торпедами в общем случае включает обнаружение носителем морской цели, определение ее координат и параметров движения, маневрирование подводно лодки для занятия позиции торпедной стрельбы, решение боевой информационно-управляющей системой (БИУС) задачи встречи торпеды с целью, подготовку одной и более торпед к пуску, ввод в их приборы управления маршрута движения, выстреливание торпед из торпедного аппарата, телеуправляемое или автономное наведение торпед в упрежденную или расчетную точку, поиск цели ССН каждой торпеды, обнаружение цели или ее кильватерного следа, наведение на цель по командам ССН или системы телеуправления, сближение с целью на расстояние срабатывания неконтактного или контактного взрывателя, подрыв боевой части и поражение цели.

В настоящее время при вычислении БИУС параметров движения цели по имеющимся пеленгам имеет место большой разброс (погрешность) определения пеленгов корабельным боевым расчётом, вследствие чего осреднение гидроакустических пеленгов с получением расчетных пеленгов весьма затруднено, и вероятность попадания торпедой по отдельно выбранной прямоидущей цели составляет не более 0,15…0,20.

При использовании стрельбы с углом на дистанции осуществляется пуск двух торпед с параллельным ходом. Этот способ требует знания командиром подводной лодки, принимающим решение на атаку, местоположения цели с точностью до 5 кабельтовых (около 920м), что практически невыполнимо, поскольку работа в режиме шумопеленга не позволяет обеспечить такую точность.

Для решения проблемы стрельбы по надводным целям с борта подводной лодки в режиме шумопеленга и в условиях априорно неизвестных значений дистанции до цели и курса цели с точки зрения повышения эффективности стрельбы, сокращения времени на атаку и объема необходимой для пуска торпед исходной информации предлагается система и соответствующий способ для поражения торпедами надводной цели.

Система, реализующая предлагаемый способ, состоит из блока хранения исходных данных 1, выход которого подключен ко входу блока определения гидроакустических пеленгов 2.

Выход блока определения гидроакустических пеленгов 2 соединен со входом блока осреднения гидроакустических пеленгов 3, выход которого подключен ко входу блока расчета относительного курса 4.

Выход блока расчета относительного курса 4 подключен ко входу блока расчета угла упреждения 5, выход которого соединен со входом блока расчета угла отворота торпеды 6.

Выход блока расчета угла отворота торпеды 6 подключен ко входу блока расчета расстояния до второго поворота торпеды 7, выход которого соединен со входом блока расчета угла второго поворота торпеды 8.

Выход блока расчета угла второго поворота торпеды 8 подключен ко входам блоков расчета угла упреждения 5 и ввода параметров пуска в торпеду 9, выход блока ввода параметров пуска в торпеду 9 подключен ко входу блока пуска торпеды 10.

Для реализации способа в блок хранения исходных данных 1 БИУС вводят исходные данные для расчета параметров пуска торпеды: курс подводной лодки, скорость подводной лодки, скорость торпеды, максимальную дальность торпеды, интервал замера гидроакустических пеленгов.

Посредством работы блока определения гидроакустических пеленгов 2, реализованного в виде гидроакустического комплекса типа МГК-400, осуществляют обнаружение надводной цели, снимают восемь гидроакустических пеленгов надводной цели в режиме шумопеленга с интервалом замера, заданным в блоке хранения исходных данных 1, после чего в блоке осреднения гидроакустических пеленгов 3 осредняют определенные в блоке определения гидроакустических пеленгов 2 пеленги в соответствии с формулами (1).

,

а Х₁ рассчитывается исходя из текущей «тройки» гидроакустических пеленгов (прорабатывается последовательно каждый из вариантов П₀, П₃, П₇; П₇, П₄, П₀; П₀, П₃, П₆; П₁, П₄, П₇; П₀, П_2расч, П_5расч; П₇, П_5расч, П_2расч; П_2расч, П_34ср, П_5расч; П_12ср, П_34ср, П_56ср).

Посредством блока расчета относительного курса 4, используя полученные на предыдущих этапах гидроакустические и осредненные пеленги, производят расчет параметров движения цели относительно подводной лодки - относительного курсового угла и относительного курса, используя формулы (2).

(2)

Посредством работы блока расчета угла упреждения 5, с учетом скорости подводной лодки V_ПЛ и скорости первой торпеды V_T, вычисляют угол упреждения 12 торпеды от последнего пеленга до направления на точку встречи первой торпеды с целью, в соответствии с формулой (3).

(3)

После этого в блоке расчета угла отворота торпеды 6 вычисляют угол отворота первой торпеды 13, на величину которого первая торпеда отворачивает при пуске от курса подводной лодки K_ПЛ до угла упреждения 12, в соответствии с формулой (4).

^, (4)

где индекс ω и К_Т указывает на номер торпеды, которую готовят к пуску.

Далее посредством работы блока расчета расстояния до второго поворота торпеды 7 вычисляют расстояние 14 от точки пуска до второго поворота первой торпеды на курс для прямолинейной атаки цели (D_c1) в соответствии с формулами (5), после чего в блоке расчета угла второго поворота торпеды 8 рассчитывают по формулам (6) величину угла 15 второго поворота первой торпеды (α1') на упомянутый курс.

(5)

где V_ПЛ - скорость подводной лодки, при этом значение 37,5 соответствует максимальной скорости цели, которая теоретически может быть поражена (в морских узлах), значение 30 соответствует максимальной расчетной скорости цели (также в морских узлах).

(6)

Одновременно те же операции вычисления параметров в блоках расчета угла упреждения 5, расчета угла отворота торпеды 6, расчета расстояния до второго поворота торпеды 7 и расчета угла второго поворота торпеды 8 производят и для второй торпеды, с вычислением параметров ω2, Dc2, α2' (формулы (7)).

(7)

Расчеты, производимые БИУС подводной лодки для пуска первой торпеды, позволяют ей поражать цели, движущиеся в интервале скоростей 6…18 узлов (6 узлов - наиболее реальная минимальная скорость цели при данной величине изменения пеленга), для второй торпеды - 16…32 узла.

Посредством работы блока ввода параметров пуска в торпеду 9 вводят в программы управления первой и второй торпед параметры их движения, полученные в результате работы блоков расчета угла упреждения 5, расчета угла отворота торпеды 6, расчета расстояния до второго поворота торпеды 7 и расчета угла второго поворота торпеды 8, после чего посредством работы блока пуска торпеды 10 осуществляют последовательный пуск первой и второй торпед с борта подводной лодки по надводной цели.

Блоки хранения исходных данных 1, определения гидроакустических пеленгов 2, осреднения гидроакустических пеленгов 3, расчета относительного курса 4, расчета угла упреждения 5, расчета угла отворота торпеды 6, расчета расстояния до второго поворота торпеды 7, расчета угла второго поворота торпеды 8, ввода параметров пуска в торпеду 9 и пуска торпеды 10 полностью охарактеризованы на функциональном уровне, и описываемая форма реализации предполагает использование логических элементов или программируемого (настраиваемого) многофункционального средства. Таким образом, данные признаки имеют материальную сущность, и действия осуществляются над материальными объектами.

Заявленный технический результат - повышение эффективности стрельбы и сокращение времени на атаку - достигается за счет совместного последовательного функционирования блоков расчета относительного курса, расчета угла упреждения, расчета угла отворота торпеды, расчета расстояния до второго поворота торпеды и расчета угла второго поворота торпеды, в результате чего становится возможен оперативный просчет и последующий учет всех возможных вариантов курса и скорости движения цели, что позволяет получить исходные данные для пуска первой и второй торпеды без априорного знания курса и скорости цели и с высокой точностью без предварительной долговременной подготовки атаки поражать цель.

Пример достижения технического результата.

Предложенный способ и система были реализованы на морских учениях, проведенных в 2016-2017 гг.

Для стрельбы по надводным целям применялись торпеды типа 53-65К с ССН, при этом вероятность поражения прямоидущей цели для предлагаемого способа стрельбы составила 0,58…0,66, с учетом возможных случаев невыхода торпеды из торпедного аппарата, утопления торпеды на дистанции, непрогнозируемого отворота цели от генерального курса.

Время торпедной атаки прямоидущей цели в среднем составило 7-8 минут, против среднестатистического значения 35-40 минут по результатам предыдущих ежегодных морских учений.

Дальнейшее развитие способа и системы планируется в связи с внедрением в головную часть торпеды ракеты, благодаря чему прогнозируется возможность использования для атаки только одной торпеды-ракеты, поражающей цели, перемещающиеся с практически любыми скоростями.

Изобретение относится к вооружению подводных лодок и может быть использовано для поражения торпедами надводных объектов. Система для поражения торпедами надводной цели состоит из блока хранения исходных данных, выход которого подключен ко входу блока определения гидроакустических пеленгов, выход которого соединен со входом блока осреднения гидроакустических пеленгов, выход которого подключен ко входу блока расчета относительного курса, выход которого подключен ко входу блока расчета угла упреждения, выход которого соединен со входом блока расчета угла отворота торпеды, выход которого подключен ко входу блока расчета расстояния до второго поворота торпеды, выход которого соединен со входом блока расчета угла второго поворота торпеды, выход которого подключен ко входам блоков расчета угла упреждения и ввода параметров пуска в торпеду, а выход блока ввода параметров пуска в торпеду подключен ко входу блока пуска торпеды. Техническим результатом является повышение эффективности стрельбы и сокращение времени на атаку. 4 ил.

Система для поражения торпедами надводной цели, состоящая из блока хранения исходных данных, выход которого подключен ко входу блока определения гидроакустических пеленгов, выход которого соединен со входом блока осреднения гидроакустических пеленгов, выход которого подключен ко входу блока расчета относительного курса, выход которого подключен ко входу блока расчета угла упреждения, выход которого соединен со входом блока расчета угла отворота торпеды, выход которого подключен ко входу блока расчета расстояния до второго поворота торпеды, выход которого соединен со входом блока расчета угла второго поворота торпеды, выход которого подключен ко входам блоков расчета угла упреждения и ввода параметров пуска в торпеду, а выход блока ввода параметров пуска в торпеду подключен ко входу блока пуска торпеды.