Способ и комплекс защиты подвижного объекта наземной военной техники

Способ и комплекс защиты подвижного объекта наземной военной техники

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области вооружения, а более конкретно - к защите объектов бронетанковой техники (танков, БМП, БТР и др.) постановкой аэрозольных помех.

При правильной постановке аэрозольных помех (маскирующих завес, ложных целей и др.) с борта бронеобъекта может быть существенно затруднен процесс ведения по нему прицельного огня, что повышает выживаемость объекта на современном поле боя, характеризуемом высокой насыщенностью разнообразных видов противотанкового вооружения: от бронебойных баллистических снарядов, управляемых и неуправляемых ракет пехоты до самонаводящихся боевых элементов новых поколений.

Для постановки аэрозольных помех используются одноствольные или многоствольные пусковые установки (гранатометы), которые чаще всего устанавливаются на бортовых частях башен бронеобъектов [1, 2]. Гранатометы закрепляются фиксировано как по азимуту, так и по углу места, вследствие чего они могут быть направлены в сторону угрозы только путем поворота всей башни, что, в ряде случаев, неприемлемо с тактической точки зрения и требует отвлечения экипажа от выполнения им основной боевой работы. Быстрая постановка помех в направлении угрозы может быть организована, когда стволы установок, как это предложено в [3], развернуты (в азимутальной плоскости) по отношению друг к другу под углом, и с помощью бортового вычислительного устройства для выстрела выбирается гранатомет, ориентированный в направлении угрозы. Однако такая защита возможна лишь в том случае, когда угроза вписывается по направлению в передний сектор башни (порядка 90-110°), в пределах которого установлены гранатометы. Максимальная величина кратности постановки аэрозольных помех в одном направлении (все гранатометы заряжены) достигает 2-3 при общем количестве гранатометов на объекте не более 12-16 штук. Размещение большего их количества затруднено из-за компоновочных ограничений и роста массы бронеобъекта.

Отметим, что размещение гранатометов на башне расширяет возможный сектор постановки помех в сравнении, например, с вариантом их установки на корпусе, но имеет свои недостатки. Ограничена возможность повышения дальности стрельбы за счет увеличения метательного заряда. Возрастание импульса отдачи приводит на бронеобъектах легкой категории по массе к повреждению погонных и стопорных устройств башен.

Известен способ автономного наведения гранатометов, исключающий перечисленные выше недостатки [4]. При таком наведении обеспечиваются независимость процесса постановки аэрозольных помех от положения башни и корпуса объекта, возможность рациональной компоновки гранатометов. Они могут быть установлены в удобных местах на высокопрочных элементах конструкции объекта. Кроме того, обеспечивается автоматизация и повышается быстродействие комплекса защиты. Данный способ постановки помех выбран за прототип.

Известные технические решения (устройства), реализующие способ автономного наведения гранатометов, предусматривают их установку либо в постоянно вращающемся (относительно вертикальной оси) барабане, на котором гранатометы размещены в диаметрально противоположных направлениях в азимутальной плоскости (при фиксированных или изменяющихся углах возвышения) [5, 6], либо на поворотной (в пределах заданного сектора защиты) платформе, на которой установки расположены параллельно и их поворот на направление стрельбы производится только в момент постановки помехи [7].

Недостатки способа и реализующих его конструкций:

- не предусматривается введение поправок на направление стрельбы при действии различного рода внешних возмущающих воздействий (боковом ветре, изменении направления и скорости движения объекта относительно направления угрозы и др.), что приводит к "просветам" в создаваемых аэрозольных завесах и малому времени их действия на линии угрозы;

- громоздкость конструкций и связанная с ней трудность в размещении на бронеобъекте, особенно при калибре гранат 60-80 мм;

- низкая надежность в работе, так как при поражении привода выходит из строя весь комплекс защиты.

Задачей, решаемой предлагаемым способом, является повышение эффективности использования аэрозольных помех для защиты объекта.

Поставленная задача решается благодаря тому, что угловую зону защиты со стороны объекта предварительно разбивают в азимутальной плоскости на примыкающие друг к другу сектора, в пределах каждого из которых устанавливают на объекте гранатометы при общем их количестве в секторе, соответствующем числу циклов защиты. В исходном (боевом) состоянии ориентируют стволы гранатометов вдоль одной из границ сектора, а при обнаружении угрозы определяют азимутальное положение линии угрозы, измеряют составляющие скоростей ветра V_в,пп и движения объекта V_o,пп, перпендикулярные линии угрозы, и корректируют угловое положение места постановки помехи относительно линии угрозы на величину Δψ, характеризуемую зависимостью:

в которой L - дальность постановки завесы; S - линейная величина поправки места положения помехи в направлении, перпендикулярном линии угрозы.

Величина S определяется выражением:

где t_гр. - среднее время полета гранаты;

В - средняя ширина помехового образования;

b - наибольший размер силуэта объекта, при этом B=(3...5)b;

V_{в, ст.} - стандартизированная (максимальная) величина поперечной составляющей скорости ветра, при превышении которой время жизни помехи и ее эффективность соответствуют требуемым значениям, V_в,ст.=5...6 м/с.

Определяют защищаемый сектор, внутри которого находится место постановки помехи, выбирают заряженную установку и разворачивают ее в направлении угрозы с одновременным определением вектора равнодействующей скорости метания гранаты и линейной скорости поворота установки V_пу,л на срезе ее ствола, определяемой выражением

где ε - угловое ускорение поворота ствола;

t_ств - время от начала поворота ствола до момента метания гранаты;

l - длина ствола.

В момент совпадения направления упомянутого вектора с откорректированным местом постановки помехи производят метание.

Данный способ реализуется конструкцией, предназначенной для защиты танка, включающей в себя гранатометы, установленные на башне объекта и заряженные гранатами, снаряженными аэрозолеобразующим составом, обнаружитель угрозы, определяющий угловое положение источника угрозы в азимутальной плоскости в системе координат, связанной с башней, датчик углового положения башни относительно продольной оси объекта, датчики составляющих скорости ветра и скорости движения объекта и вычислительное устройство, подсоединенное к обнаружителю угрозы и электровоспламенителям гранат. Каждый из гранатометов снабжен поворотным и управляющим устройствами, обеспечивающими поворот ствола установки в направлении угрозы, а также определение текущего углового положения ствола при его повороте и время поворота до момента отстрела гранаты. Датчик углового положения башни, датчики составляющих скорости ветра и скорости движения объекта и устройство управления каждой из установок связаны с вычислительным устройством, дополнительно снабженным блоком вычисления равнодействующей векторов линейной скорости поворота гранатомета на срезе его ствола и скорости метания гранаты. Поворотное устройство установки выполнено состоящим из основания, жестко связанного с объектом, поворотной платформы с установленным на ней стволом, снабженный осью с зубчатым сектором, пружины кручения, скрепленной с одной стороны с осью, с другой - с основанием. При этом установочная плоскость платформы образует с осью угол, равный углу возвышения ствола. Управляющее устройство состоит из электромагнита со втяжным якорем, тяги, рычагов и датчика угла поворота ствола, выполненного в виде микропереключателя, срабатывающего под воздействием зубцов сектора, связанного с осью поворотной платформы установки.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что, независимо от влияния внешних возмущающих факторов (действия ветра и движения объекта, разброса линейной скорости поворота ствола пусковой установки) обеспечивается быстрое перекрытие направления угрозы аэрозольной помехой при сохранении требуемого времени ее действия. Это может позволить при отражении атаки ограничиться отстрелом одной-двух гранат, сохранив, тем самым, боекомплект для отражения последующих атак. Благодаря снабжению каждого из гранатометов индивидуальным импульсным приводом уменьшаются габариты комплекса защиты в целом, повышается его живучесть и облегчается размещение на объекте-носителе. Тем же по количеству комплектом из 12 пусковых установок, что и в аналоге, в секторе 90-120° может быть обеспечена шестикратная постановка аэрозольной помехи, либо двукратная постановка помехи в секторе 360° по азимуту.

Совокупность предложенных признаков авторам не известна.

Предлагаемое изобретение поясняется иллюстративным материалом, представленным на фиг.1-5.

На фиг.1 и 2 показано действие способа, при этом на фиг.1 приведена схема расположения систем координат (в азимутальной плоскости), используемых при определении составляющих скоростей ветра и движения объекта. На фиг.2 показаны примеры (а-г) выполнения корректировок углового положения линии постановки помехи в зависимости от выбранных в примерах направлений угрозы, скоростей ветра и движения объекта. На фиг. 3 приведена структурная схема комплекса защиты, реализующая предложенный способ. Фиг.4 и 5 иллюстрируют конструкцию поворотного и управляющего устройств пусковых установок, используемых в комплексе защиты.

При определении углового положения источника угрозы (ИУ) учитываются (фиг.1) положения этого источника относительно оси башни (угол β_ИУ), а также самой башни относительно продольной оси объекта (угол β_Б-К). С использованием этих углов производится также и оценка составляющих скорости ветра V_в и скорости движения объекта V_o, приведенных к направлению, перпендикулярному линии угрозы (V_в,пп, V_о,пп). Так, при наличии информации о поперечной составляющей скорости ветра V_в,y, оцениваемой на танке штатным датчиком, величина V_в,пп определится зависимостью

При дополнении информации о V_в,y информацией о продольной составляющей скорости ветра V_в,х оценка V_в,пп может быть выполнена с использованием выражения

Определение V_о,пп может быть осуществлено по формуле

Простейший тип датчика обнаружения угрозы - датчик предупреждения о лазерном подсвете объекта, информирующий экипаж о том, что на танк направлен луч лазерного дальномера либо целеуказателя. Известны различные варианты исполнения таких датчиков [7, 8], отличающихся друг от друга конструктивным оформлением, видом отображаемой информации об угрозе, точностью в определении направления и др. параметрами.

Существующие конструкции датчиков ветра, используемые на танках, приведены в [9].

Таким образом, при наличии информации от штатных датчиков, определяющих положение линии угрозы, а также скорости ветра и движения объекта, могут быть оценены составляющие этих скоростей в направлении, перпендикулярном линии угрозы, используемые для определения для определения с помощью выражений (1) и (2) величины угловой поправки Δψ.

По завершении процесса выбора соответствующего заряженного гранатомета начинается его поворот для совмещения оси канала ствола с откорректированным направлением угрозы ИУ на величину Δψ (см. фиг.1). При этом одновременно оценивается величина и направление равнодействующей двух скоростей - скорости метания гранаты V_гр и скорости поворота ствола установки V_пу,п, рассчитываемой по формуле (3). В момент совпадения этой равнодействующей с направлением угрозы производится метание гранаты.

На фиг.2 (а-г) показано положение мест постановки помехи для защиты лобовой (а, б) и бортовой (в, г) проекций танка при различных направлениях скорости ветра. Линейная величина поправки S, как это видно из приведенных на фиг.2 рисунков, складывается из двух составляющих V_o,nnt_гр и (В-в)/2, учитывающих движение объекта и действие бокового ветра. При этом вторая составляющая остается постоянной величиной для различных уровней превышения приведенной скоростью ветра установленного фиксированного значения (V_в,ст), благодаря чему и обеспечиваются полное гарантированное перекрытие линии угрозы в момент образования помехи (без "просветов" на опасном направлении) и максимальное время ее помехового воздействия при сносе ветром.

Комплекс защиты (см. фиг.3) включает в себя: пусковые установки 1, снабженные поворотным 2 и управляющим 3 устройствами, перекрывающие при повороте сектор защиты, обнаружитель угрозы 4, датчики 5 и 6 составляющих скорости ветра и скорости движения объекта соответственно, датчик 7 положения башни относительно корпуса объекта и вычислительное устройство 8, решающее задачи по расчету величины поправки Δψ в направлении линии угрозы с учетом текущего угла поворота α пусковой установки и связанных с этим углом значений t_ств и V_пу,л. Используемые в расчетах параметры t_гр, V_гр, l и ε=f(α) вводятся в память вычислительного устройства 8 заранее в виде табличных данных.

В каждой из установок 1 функции импульсного привода, обеспечивающего однократное силовое воздействие на ствол для его поворота в пределах сектора защиты, выполняет упругий элемент (пружина кручения) поворотного устройства 2. При перезаряжании стволы взводятся вручную в исходное положение, в котором их упругие элементы сжаты, а сами стволы зафиксированы в нем электроспуском.

Работа комплекса происходит следующим образом.

При обнаружении угрозы на выходе датчика 4 формируется сигнал, отображающий значение угла β_ИУ (см. фиг.1), который поступает в вычислительное устройство 8, вырабатывающее с учетом информации от датчиков 5, 6 и 7 угловое положение линии угрозы и поправку Δψ. Определяется сектор, внутри которого находится откорректированное направление на источник угрозы и выбирается заряженная установка 1 для постановки помехи. При этом вычислительное устройство 8 подает (по линии связи В) на данную пусковую установку токовый сигнал для снятия ее со стопора и под действием пружинного привода ствол установки начинает производить поворот, как бы «просматривая» весь сектор защиты. Одновременно вычислительное устройство 8, принимая информацию от датчиков 5, 6 и 7 и измеряя значения угла α и времени t_ств (по линии связи С), производит расчет текущего значения скорости V_{пу, л} и определяет угловое положение вектора равнодействующей скоростей V_пу,л и V_гр в системе координат (в азимутальной плоскости), связанной с объектом. В момент соответствия углового положения этого вектора положению откорректированной линии угрозы вычислительное устройство 8 (по линии связи D) выдает через контактное устройство установки сигнал на электровоспламенитель гранаты, обеспечивающий инициирование ее вышибного заряда и метание гранаты. На заданной дальности L происходит срабатывание гранаты и на направлении угрозы устанавливается помеховое образование.

Таким образом, перемещение каждой из пусковых установок комплекса производится непосредственно перед выстрелом и линия отстрела корректируется в зависимости от значений скоростей ветра и движения объекта. При этом коррекция этого направления осуществляется, во-первых, с учетом требования быстрого и надежного перекрытия направления угрозы, во-вторых, с учетом обеспечения максимального времени помехового воздействия.

Поворотное устройство пусковой установки, конструкция которого показана на фиг.4, состоит из основания 1, поворотной платформы 2, к которой крепится казенная часть ствола, оси 3, скрепленной с платформой с помощью штифтов, и пружины 4, выполняющей функции импульсного привода. Наклон установочной плоскости поворотной платформы 2 относительно оси 3 обеспечивает отстрел гранат с заданным углом возвышения во всем секторе поворота.

Конструкция управляющего устройства установки приведена на фиг.5. Устройство состоит из электромагнита со втяжным якорем 1, тяги 2, рычагов 3 и 4, упора 5 толкателя 6, микропереключателя 7 с пружиной 8.

Рычаг 4 служит для фиксации ствола установки во взведенном положении и его спуска при подаче тока через обмотку электромагнита. При этом якорь 1 электромагнита через тягу 2 и рычаг 3 поворачивает упор 5, который воздействует на рычаг 4, освобождая его от зацепления с зубчатым сектором оси поворотного устройства. Под действием пружины ствол вместе с осью поворачивается в спущенное (походное) положение. В процессе этого поворота зубчатый сектор оси через толкатель 6 воздействует на микропереключатель 7 и в вычислительное устройство поступает информация об угловом положении ствола. В требуемый момент на электробоек ствола подается напряжение и происходит отстрел гранаты.

Применение предлагаемого способа защиты и реализующего его комплекса существенно повысит уровень живучести подвижных объектов наземной техники (танков, БМП и др.) на поле боя за счет быстрой постановки непросматриваемого помехового аэрозольного образования на направлении угрозы. При этом обеспечивается не только гарантированное скрытие объекта этим образованием, но и вводятся поправки по месту постановки, учитывающие действие ветра, движение объекта-носителя комплекса и динамику собственного поворота ствола гранатомета перед отстрелом гранаты. Изготовлен опытный образец комплекса защиты и проводятся его испытания.

Используемая литература.

1. Джеральд Хольст. Применение тактических дымовых завес для повышения живучести бронетанковой техники. - "Armor", 1984, v.94, May-June, p. 20-25.

2. Р.М.Огоркевич. Меры противодействия по защите танков от самонаводящихся боеприпасов. - «International Defense Review», 1989, v.22, №1, р.53-57.

3. Проспект фирмы «Helio Mirror Company Limited» (Великобритания). Установки FVG 66 и FVG 76 для метания гранат, 1994.

4. Гранатомет фирмы «Wegmann». - «International Defense Review», 1989, v.22, №1, р.107 - прототип.

5. Патент ФРГ № DE 3705700 A1, кл. F 41 H 9/04, опубл. 01.09.88. Устройство дымопуска для танка.

6. Опытный образец электронно-оптической системы обнаружения и противодействия. - «International Defense Review», 1978, v.11, №9, р.1507.

7. Р.М.Огоркевич. Системы активной защиты для бронированных машин. - «International Defense Review», 2003, №1, р.49-53.

8. Г.Гуменюк и др. Приборы предупреждения о лазерном облучении в системах защиты танков от управляемого оружия. - "Защита и безопасность", 2001, №1(20), стр. 22-23.

9. Теория и конструкция танка ( под редакцией д.т.н., проф. П.П.Исакова), том 2, Основы проектирования вооружения танка. М.: Машиностроение, 1982, стр. 234-237.

1. Способ защиты подвижного объекта наземной военной техники, например танка, заключающийся в обнаружении направления угрозы и постановке в этом направлении помехового аэрозольного образования путем метания из пусковой установки от защищаемого объекта гранаты, снаряженной аэрозолеобразующим составом с последующим его инициированием и рассеиванием, отличающийся тем, что угловую зону защиты предварительно разбивают в азимутной плоскости на примыкающие друг к другу секторы, в пределах каждого из которых устанавливают на объекте пусковые установки при общем их количестве в секторе, соответствующем числу циклов защиты, в исходном - боевом - состоянии ориентируют установки вдоль одной из границ сектора, а при обнаружении угрозы определяют азимутальное положение линии угрозы, измеряют составляющие скоростей ветра V_{в, nn} и движения объекта V_в, _пп, перпендикулярные линии угрозы, и корректируют угловое положение места постановки помехи относительно линии угрозы на величину, характеризуемую зависимостью

ΔΨ=arctg S/L,

в которой L - дальность постановки помехи,

S - линейная величина поправки местоположения помехи, определяемая выражением

S=V_{0, nn} t_гр. - A sign V_в, _пп,

А=0 при V_в,пп≤V_в,ст.,

A=(B-b)/2 при V_в, _пп>V_{в, ст.},

где t_гр - среднее время полета гранаты;

b - наибольший размер силуэта объекта;

В - средняя ширина завесы, равная (3...5)b;

V_{в, ст.} - стандартизованное значение поперечной составляющей скорости ветра, при непревышении которой время жизни помехи и ее эффективность соответствуют требуемому условию V_{в, ст.}=5...6 м/с,

определяют защищаемый сектор, внутри которого находится место постановки помехи, выбирают заряженную установку, разворачивают ее в направлении угрозы с одновременным определением вектора равнодействующей скорости метания гранаты и линейной скорости поворота установки V_{пу, л} на срезе ее ствола, определяемой выражением

V_{пу, л}=εt _ств l,

где ε - угловое ускорение поворота ствола;

t _ств - время от начала поворота ствола до момента выстрела;

l - длина ствола,

и в момент совпадения направления упомянутого вектора с местом постановки помехи производят метание гранаты.

2. Комплекс защиты подвижного объекта наземной военной техники, например танка, содержащий пусковые установки, установленные на башне объекта и заряженные гранатами, снаряженными аэрозолеобразующим составом, обнаружитель угрозы, определяющий угловое положение источника угрозы в азимутальной плоскости в системе координат, связанной с башней, датчик углового положения башни относительно продольной оси объекта, датчики составляющих скоростей ветра и движения объекта и вычислительное устройство, подсоединенное к электровоспламенителям гранат и обнаружителю угрозы, отличающийся тем, что каждая из пусковых установок снабжена поворотным и управляющим устройствами, обеспечивающими поворот ствола установки в направлении угрозы и определение текущего углового положения ствола при его повороте, при этом датчик углового положения башни, датчики составляющих скоростей ветра и движения объекта и управляющее устройство каждой из установок связаны с вычислительным устройством, дополнительно снабженным блоком вычисления равнодействующей векторов линейной скорости поворота установки на срезе ее ствола и скорости метания гранаты.

3. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что поворотное устройство пусковой установки выполнено состоящим из основания, жестко связанного с объектом, поворотной платформы с установленным на ней стволом, снабженной осью с зубчатым сектором, пружины кручения, скрепленной с одной стороны с осью, а с другой - с основанием, при этом установочная плоскость платформы образует с осью угол, равный углу возвышения ствола.

4. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что управляющее устройство пусковой установки выполнено состоящим из электромагнита со втяжным якорем, тяги, рычагов и датчика угла поворота ствола, выполненного в виде микропереключателя, срабатывающего под воздействием зубцов сектора, связанного с осью поворотной платформы установки.