Способ функционирования информационного центра при поражении групповой воздушной цели групповым действием ударных беспилотных летательных аппаратов Российский патент 2025 года по МПК B64U101/15 F41H13/00 

Изобретение относится к технике группового взрыва и может быть использовано для повышения эффективности поражения групповых воздушных целей с помощью группы ударных беспилотных летательных аппаратов.

Известен способ поражения площадной цели групповым действием суббоеприпасов кассетных боеприпасов [1], основанный на подрыве суббоеприпасов, доставленных на площадную цель и размещенных на приведенном расстоянии R_пр, определяемом из выражения

где m - масса заряда, кг, R - расстояние между суббоеприпасами, м, при котором обеспечивается взаимодействие газодинамических потоков реагирующих веществ и дожигание смеси активных продуктов кислородом воздуха, при этом создают информационный центр наблюдения за доставкой на площадную цель суббоеприпасов, каждый из которых снабжен маяком, срабатывающим при взаимодействии суббоеприпаса с площадной целью, после фиксации информационным центром наблюдения факта доставки всех суббоеприпасов формируют общую команду на подрыв суббоеприпасов, при этом суббоеприпасы для доставки их на площадную цель извлекаются из кассетного боеприпаса в заданных точках траектории, а при непоступлении через заданное время команды от информационного центра наблюдения на подрыв суббоеприпаса осуществляют его подрыв от взрывателя.

Недостатком известного способа является невозможность его использования для поражения групповой воздушной цели.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ поражения беспилотной воздушной цели групповым действием боеприпасов [2], основанный на создании информационного центра наблюдения за доставкой боеприпасов в район цели, одновременном подрыве боеприпасов, оснащенных осколочно-фугасными боевыми частями, доставленных в район цели и размещенных на приведенном расстоянии R_пр, определяемом из выражения

где m - масса заряда взрывчатого вещества осколочно-фугасной боевой части, кг, R - расстояние между боеприпасами, м, которое обеспечивает взаимодействие газодинамических потоков реагирующих веществ и дожигание смеси активных продуктов кислородом воздуха, при этом в качестве боеприпасов используют ударные беспилотные летательные аппараты, в информационном центре наблюдения определяют скорость беспилотной воздушной цели, направление ее движения, по команде информационного центра наблюдения с помощью средства доставки осуществляют перемещение ударных беспилотных летательных аппаратов в предполагаемый район пролета беспилотной воздушной цели, в информационном центре наблюдения определяют требуемое число беспилотных летательных аппаратов, необходимых для поражения беспилотной воздушной цели, по команде информационного центра отделяют ударные беспилотные летательные аппараты от средства доставки и перемещают в район непосредственного пролета беспилотной воздушной цели, осуществляют зависание ударных беспилотных летательных аппаратов перпендикулярно направлению движения беспилотной воздушной цели на приведенном расстоянии друг от друга так, чтобы траектория движения беспилотной воздушной цели проходила через геометрический центр пространственной фигуры сформированной ударными беспилотными летательными аппаратами, поддерживают с помощью информационного центра наблюдения сформированную ударными беспилотными летательными аппаратами пространственную фигуру в актуальном состоянии, фиксируют информационным центром наблюдения факт сближения беспилотной воздушной цели и зависших ударных беспилотных летательных аппаратов на заданное расстояние r, определяют величину требуемого времени задержки на подрыв осколочно-фугасных боевых частей по формуле , где V_ц - скорость движения беспилотной воздушной цели, - средняя скорость движения ударных беспилотных летательных аппаратов в направлении беспилотной воздушной цели, r - заданное расстояние, которое передают на борт ударных беспилотных летательных аппаратов.

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность при поражении групповой воздушной цели, так как способ предназначен для поражения одиночной беспилотной воздушной цели и не учитывает размеры и особенности движения групповой воздушной цели.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа поражения групповой воздушной цели групповым действием ударных БЛА, устраняющего недостатки прототипа за счет обеспечения учета размеров и особенностей движения групповой воздушной цели.

При этом под групповой воздушной целью понимается группа воздушных объектов, выполняющих единую задачу и осуществляющую полет на дистанциях, при котором элементы группы находятся в едином объеме разрешения по угловым координатам и дальности.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение вероятности поражения групповой воздушной цели.

Технический результат достигается способом поражения групповой воздушной цели групповым действием ударных беспилотных летательных аппаратов (БЛА), основанном на создании информационного центра наблюдения за доставкой ударных БЛА в район цели, одновременном подрыве ударных БЛА, оснащенных осколочно-фугасными боевыми частями, доставленных в район цели и размещенных на приведенном расстоянии R_пр, определяемом из выражения

где m - масса заряда взрывчатого вещества осколочно-фугасной боевой части, кг, R - расстояние между ударными БЛА, в информационном центре наблюдения определяют требуемое число беспилотных летательных аппаратов, необходимых для поражения воздушной цели, по команде информационного центра наблюдения с помощью средства доставки осуществляют перемещение группы ударных БЛА в предполагаемый район пролета воздушной цели, по команде информационного центра отделяют необходимое число ударных БЛА от средства доставки и перемещают в район непосредственного пролета воздушной цели, определяют траекторию движения группы ударных БЛА по сближению с воздушной целью, при этом в информационном центре наблюдения определяют среднюю скорость движения групповой воздушной цели, направление ее движения, геометрический центр, формируют из ударных БЛА необходимую для поражения групповой воздушной цели пространственную фигуру, определяют ее геометрический центр и приведенную зону поражения группы ударных БЛА, фиксируют информационным центром наблюдения факт сближения групповой воздушной цели и группы ударных БЛА на расстояние r_кр с промахом 0 < k ≤ k_кр, k_кр - критический для поражения групповой воздушной цели промах группы ударных БЛА, определяют величину требуемого времени задержки Т_з на подрыв осколочно-фугасных боевых частей группы ударных БЛА, обеспечивающий накрытие приведенной зоной поражения группы ударных БЛА групповой воздушной цели, из расчета совмещения поперечной оси системы координат, связанной с геометрическим центром групповой воздушной цели с поперечной осью системы координат, связанной геометрическим центром группы ударных БЛА по формуле , где - средняя скорость движения групповой воздушной цели, - средняя скорость движения ударных БЛА в направлении групповой воздушной цели, φ - угол между вектором скорости групповой воздушной цели и вектором скорости группы ударных БЛА, r_кр - расстояние между геометрическим центром группы ударных БЛА и геометрическим центром групповой воздушной цели, на котором невозможен ее маневр, которую передают на борт ударных БЛА.

Новые признаки изобретения:

- в информационном центре наблюдения определяют среднюю скорость движения групповой воздушной цели, направление ее движения, геометрический центр;

- формируют из ударных БЛА необходимую для поражения групповой воздушной цели пространственную фигуру, определяют ее геометрический центр и приведенную зону поражения группы ударных БЛА;

- фиксируют информационным центром наблюдения факт сближения групповой воздушной цели и группы ударных БЛА на расстояние r_кр с промахом 0 < k ≤ k_кр, k_кр - критический, для поражения групповой воздушной цели, промах группы ударных БЛА;

- определяют величину требуемого времени задержки Т_з на подрыв осколочно-фугасных боевых частей группы ударных БЛА, обеспечивающий накрытие приведенной зоной поражения группы ударных БЛА групповой воздушной цели, из расчета совмещения поперечной оси системы координат, связанной с геометрическим центром групповой воздушной цели с поперечной осью системы координат, связанной геометрическим центром группы ударных БЛА по формуле , где - средняя скорость движения групповой воздушной цели, - средняя скорость движения ударных БЛА в направлении групповой воздушной цели, φ - угол между вектором скорости групповой воздушной цели и вектором скорости группы ударных БЛА, r_кр - расстояние между геометрическим центром группы ударных БЛА и геометрическим центром групповой воздушной цели, на котором невозможен ее маневр, которую передают на борт ударных БЛА.

Вышеуказанные отличительные признаки и известные признаки, указанные в независимом пункте формулы изобретения, являются существенными. Новая совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной задачи с достижением требуемого технического результата.

Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных технических решениях не обнаружено, что характеризует соответствие рассматриваемого технического решения критерию «новизна».

В преимущественном варианте исполнения изобретения корпуса боевых частей ударных беспилотных летательных аппаратов снаряжены компонентами зарядов на основе взрывчатых веществ, каучуков и металлических горючих с суммарным содержанием не более 20% по массе.

В частном случае информационный центр наблюдения расположен на пилотируемом летательном аппарате.

В частном случае информационный центр наблюдения расположен на беспилотном летательном аппарате.

В частном случае информационный центр наблюдения расположен на дирижабле.

В частном случае в качестве средства доставки используется пилотируемый летательный аппарат.

В частном случае в качестве средства доставки используется беспилотный летательный аппарат.

Заявляемый способ является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению вероятности поражения групповой воздушной цели за счет обеспечения одновременного подрыва группы ударных БЛА при совмещении поперечной оси системы координат, связанной с геометрическим центром групповой воздушной цели с поперечной осью системы координат, связанной геометрическим центром группы ударных БЛА.

На фиг. 1 приведена типовая схема реализации способа, где:

1 - информационный центр наблюдения;

2 - группа ударных беспилотных летательных аппаратов;

3 - групповая воздушная цель;

4 - средство доставки;

R_пр - приведенное расстояние между ударными беспилотными летательными аппаратами;

Н - высота полета групповой воздушной цели;

k - промах группы ударных БЛА - это расстояние в метрах между осями х систем координат, связанных с групповой воздушной целью и группой ударных БЛА;

k_кр - критический промах группы ударных БЛА - это критическое расстояние, на котором еще действуют поражающие факторы осколочно-фугасных боевых частей группы ударных БЛА;

r_кр - расстояние между геометрическим центром группы ударных БЛА и геометрическим центром групповой воздушной цели, на котором невозможен ее маневр.

Пример

Способ реализуется следующим образом. Перед атакой групповой воздушной цели (ГВЦ) (3) создают информационный центр наблюдения (1), который в нашем примере размещают на борту пилотируемого летательного аппарата. После обнаружения групповой воздушной цели (3) в информационном центре наблюдения (1) определяют ее среднюю скорость и направление движения, а также требуемое число N ударных БЛА (2), необходимых для ее поражения. Требуемое число N ударных БЛА (2), необходимых для поражения групповой воздушной цели (3) определяется информационным центром наблюдения (1) исходя из состава групповой воздушной цели (3), ее уязвимости к поражающему действию осколочно-фугасных боевых частей ударных беспилотных летательных аппаратов (2), а также ошибок информационных систем информационного центра наблюдения (1). Необходимые исходные данные позволяющие определить требуемое число N ударных беспилотных летательных аппаратов (2), необходимых для поражения соответствующей групповой воздушной цели (3), имеются на борту информационного центра наблюдения (1). Далее по команде информационного центра наблюдения (1) отделяют ударные БЛА (2) от средства доставки (4) и перемещают в район непосредственного пролета групповой воздушной цели (3). Затем информационный центр наблюдения (1) определяет необходимую траекторию движения группы ударных БЛА (2) по сближению с групповой воздушной целью (3), формирует из ударных БЛА необходимую для поражения групповой воздушной цели (3) пространственную фигуру, определяют ее геометрический центр и приведенную зону поражения группы ударных БЛА (2) по формуле , где k_з - коэффициент запаса, учитывающий ошибки в определении размера групповой воздушной цели (3), определении параметров ее движения и т.д., S_пзпi - приведенная зона поражения индивидуального БЛА, входящего в состав группы ударных БЛА (2). Алгоритмы перемещения группы ударных БЛА (2) к ГВЦ (3) и формирования требуемой пространственной фигуры известны [3].

Далее информационный центр наблюдения (1) фиксирует факт сближения групповой воздушной цели (3) и группы ударных БЛА (2) на расстояние r_кр с промахом k ≤ k_кр, k_кр - критический для поражения групповой воздушной цели (2) промах группы ударных БЛА (2). Затем информационный центр наблюдения (1) определяет величину требуемого времени задержки Т_з на подрыв осколочно-фугасных боевых частей БЛА из расчета совмещения поперечной оси системы координат, связанной с геометрическим центром групповой воздушной цели с поперечной осью системы координат, связанной геометрическим центром группы ударных БЛА (2) по формуле , где - средняя скорость движения групповой воздушной цели (3), - средняя скорость движения ударных БЛА (2) в направлении групповой воздушной цели (3), φ - угол между вектором скорости групповой воздушной цели (3) и вектором скорости группы ударных БЛА (2), r_кр - расстояние между геометрическим центром группы ударных БЛА (2) и геометрическим центром групповой воздушной цели (3), на котором невозможен ее маневр, которую передают на борт ударных БЛА (2). Определенную величину Т_з информационный центр наблюдения (1) передает на борт каждого из группы ударных БЛА (2). Средняя скорость движения ударных БЛА (2) в направлении групповой воздушной цели (3) также определяется информационным центром наблюдения (1) по формуле , где V_i - скорость движения i-го беспилотного летательного аппарата (2) в направлении групповой воздушной цели (3), N - количество беспилотных летательных аппаратов (2) в пространственной геометрической фигуре. Аналогично определяется средняя скорость движения групповой воздушной цели (3) . После того, как таймеры, размещенные на борту беспилотных летательных аппаратов (2), отсчитают требуемое время задержки, происходит подрыв их осколочно-фугасных боевых частей. В результате одновременного подрыва осколочно-фугасных боевых частей группы беспилотных летательных аппаратов (2) в окружающем воздушном пространстве формируется комбинированное ударно-волновое и осколочное поле, накрывающее групповую воздушную цель (3) и обеспечивающее ее поражение (формируется приведенная зона поражения S_пзп). При этом созданное в окружающем пространстве ударно-волновое поле имеет повышенные параметры (избыточное давление и импульс ударной волны) за счет использования эффекта группового взрыва.

В качестве групповой воздушной цели (3) рассматриваются группы ударных и разведывательных пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, баллистических и крылатых ракет, группы дронов-камикадзе и др.

В качестве информационного центра наблюдения (1) могут использоваться бортовые системы пилотируемого летательного аппарата, такие как радиолокационная станция, оптико-электронная система и т.д.

В качестве средства доставки (4) ударных беспилотных летательных аппаратов (2) оснащенных осколочно-фугасными боевыми частями в район предполагаемого пролета беспилотной воздушной цели (3) могут использоваться пилотируемые и беспилотные летательные аппараты. При этом, ударные беспилотные летательные аппараты (2) могут размещаться как внутри средства доставки (4), так и на его внешней поверхности (под фюзеляжем и крыльями средства доставки (4)).

В качестве альтернативы информационный центр наблюдения (1) может размещаться на беспилотном летательном аппарате или дирижабле.

Для обеспечения полного проявления явления группового взрыва осуществляют снаряжение корпусов осколочно-фугасных боевых частей ударных БЛА (2) компонентами зарядов на основе взрывчатых веществ, каучуков и металлических горючих с суммарным содержанием не более 20% по массе, используя каучук, обеспечивающий адгезию заряда боеприпаса к стенкам корпуса и скорость детонации, не превышающую 6000 м/с [4]. Следует отметить, что в заявляемом способе фугасное действие осколочно-фугасных боевых частей ударных БЛА (2) возрастает в среднем на 50% за счет использования явления группового взрыва.

Таким образом, предлагаемый способ может быть использован при поражении групповой воздушной цели групповым действием осколочно-фугасных боевых частей ударных беспилотных летательных аппаратов.

Предложенный способ учитывает размеры и особенности движения групповой воздушной цели.

Использование предлагаемого способа позволит повысить вероятность поражения групповой воздушной цели за счет обеспечения одновременного подрыва группы ударных БЛА (использования явления группового взрыва), а также формирования требуемой задержки на подрыв боевых частей группы ударных БЛА, обеспечивающего накрытие приведенной зоной поражения группы ударных БЛА S_пзп групповой воздушной цели.

Источники информации

1. Патент RU 2713683. Способ поражения площадной цели групповым действием суббоеприпасов кассетных боеприпасов. Опубл. 06.02.2020.

2. Патент RU 2816385. Способ поражения беспилотной воздушной цели групповым действием боеприпасов. Опубл. 28.03.2024.

3. Моисеев В.С. Групповое применение беспилотных летательных аппаратов. Казань. Изд. КАИ. - 2017. 571 с.

4. Патент RU 2233426. Опубл. 27.07.2004.

Изобретение относится к способу функционирования информационного центра при поражении групповой воздушной цели групповым действием ударных беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Способ заключается в том, что информационным центром обнаруживают воздушную цель, определяют скорость, направление ее движения и геометрический центр, определяют требуемое число БЛА на создание из группы ударных БЛА, оснащенных осколочно-фугасными боевыми частями, пространственной фигуры, рассчитанной определенным образом для обеспечения поражения групповой воздушной цели, определяют траекторию движения группы ударных БЛА по сближению с воздушной целью, формируют команду группе ударных БЛА на их перемещение и одновременный подрыв. Обеспечивается повышение вероятности поражения групповой воздушной цели. 1 ил.

Способ функционирования информационного центра при поражении групповой воздушной цели групповым действием ударных беспилотных летательных аппаратов (БЛА), в котором информационным центром обнаруживают воздушную цель, определяют требуемое число БЛА, оснащенных осколочно-фугасными боевыми частями, необходимых для поражения воздушной цели, формируют команду средству доставки на перемещение группы ударных БЛА в предполагаемый район пролета воздушной цели и последующее отделение необходимого числа ударных БЛА от средства доставки, формируют команду группе ударных БЛА на перемещение в район непосредственного пролета воздушной цели и размещение на приведенном расстоянии R_пр, определяемом из выражения

где m - масса заряда взрывчатого вещества осколочно-фугасной боевой части, кг, R - расстояние между ударными БЛА,

определяют траекторию движения группы ударных БЛА по сближению с воздушной целью, формируют команду группе ударных БЛА на одновременный подрыв,

отличающийся тем, что воздушная цель является групповой воздушной целью, информационным центром определяют среднюю скорость движения групповой воздушной цели, направление ее движения, геометрический центр, формируют команду на создание из группы ударных БЛА пространственной фигуры, обеспечивающей поражение групповой воздушной цели, определяют геометрический центр пространственной фигуры и приведенную зону поражения группы ударных БЛА, фиксируют факт сближения групповой воздушной цели и группы ударных БЛА на расстояние r_кр с промахом 0 < k ≤ k_кр, где k_кр - критический для поражения групповой воздушной цели промах группы ударных БЛА, определяют величину требуемого времени задержки Т_з на подрыв осколочно-фугасных боевых частей группы ударных БЛА, обеспечивающий накрытие приведенной зоной поражения группы ударных БЛА групповой воздушной цели, из расчета совмещения поперечной оси системы координат, связанной с геометрическим центром групповой воздушной цели с поперечной осью системы координат, связанной геометрическим центром группы ударных БЛА по формуле , где - средняя скорость движения групповой воздушной цели, - средняя скорость движения ударных БЛА в направлении групповой воздушной цели, ϕ - угол между вектором скорости групповой воздушной цели и вектором скорости группы ударных БЛА, r_кр - расстояние между геометрическим центром группы ударных БЛА и геометрическим центром групповой воздушной цели, на котором невозможен ее маневр, передают определенную величину T_з на борт ударных БЛА.