Способ управления вооружением

Способ управления вооружением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемый способ управления вооружением относится к области управления военными объектами, а более конкретно - к управлению автоматизированными комплексами вооружения, устанавливаемыми на танках, БМП, БТР и др. Подобные способы управления обеспечивают автоматизацию процессов учета условий стрельбы, определения углов прицеливания (возвышения) и бокового упреждения, а также введения поправок в положение вооружения в момент выстрела.

Известен способ управления вооружением, заключающийся в формировании и совмещении с целью зависимой линии прицеливания, отклонении ствола пушки от линии прицеливания на угол прицеливания (возвышения), отклонении ствола пушки от линии прицеливания на угол прицеливания (возвышения), определяемый в зависимости от условий стрельбы и баллистических характеристик выстреливаемого снаряда, и производстве выстрела. Этот способ реализован в автоматизированных системах управления вооружением (АСУВ) танков первого послевоенного поколения Т-55 и Т-62 (см., например, "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-55", Воениздат, М, 1965 г.). Каждая из АСУВ этих танков содержит пульт управления, автоматизированные приводы наведения орудия в вертикальной и горизонтальной плоскостях с блоком их включения и стабилизатором вооружения. Эффективность этих систем достаточно высока. Она обеспечивается введением автоматизированных приводов наведения ствола пушки в двух плоскостях. Достигаемая вероятность попадания при этом не ниже 50%.

Однако для этого способа характерны недостатки. Совмещение с целью зависимой линии прицеливания, связанной с вооружением, приводит к тому. что ошибки слежения за целью определяются возмущениями, действующими на вооружение, которые велики (в горизонтальной плоскости при стрельбе с ходу достигают 2 т.д.). Кроме того, при стрельбе в пустынной, горно-пустынной и прибрежных местностях точность стрельбы всеми типами снарядов может дополнительно (до 1 т.д. и более) изменяться. Это объясняется тем, что в увязанных районах вследствие высокой температуры нагрева (до 60 градусов) подстилающей поверхности над ней возникают мощные восходящие воздушные потоки (см., например, Савкин Л.С., Лебедев Б.Д. Метеорология и стрельба артиллерии. М, Воениздат, 1974, с.10-14), отклоняющие снаряды в полете по высоте от точки прицеливания.

Следует также отметить, что измерение дальности в этих АСУВ до цели производится с помощью дальномерных шкал, что обусловливает большую погрешность (более 10% от измеренной дальности) ее измерения, а следовательно, и погрешность в определении угла прицеливания. Поэтому при стрельбе из танков Т-55 и Т-62 вероятность попадания, как правило, не превышает 50%, а дальность эффективного огня составляет всего лишь 1400-1600 м.

Известен также способ управления вооружением, заключающийся в формировании и совмещении с целью независимой линии прицеливания, отклонении ствола пушки от линии прицеливания на угол прицеливания (возвышения), определяемый в зависимости от условий стрельбы и баллистических характеристик выстреливаемого снаряда, и производстве выстрела. Этот способ реализован в АСУВ танка Т-80Б (см., например, Танк Т-80Б. ТО и ИЭ. Кн. 1. М, Воениздат, 1984, с.46-95). По технической сути и существенным признакам он является наиболее близким к заявляемому и принят за его прототип. АСУВ танка Т-80Б содержит последовательно соединенные пульт управления, прицел, блок суммирования и привод наведения орудия, баллистический вычислитель, выход которого подключен ко второму входу блока суммирования, блок ручных поправок, выходы которого по количеству поправок подключены к соответствующим входам баллистического вычислителя, датчик баллистики боеприпаса, лазерный дальномер и датчик ветра, выход каждого из которых подключен соответственно к первому, второму и третьему входам баллистического вычислителя.

Эффективность способа, реализованного этой АСУВ, по сравнению с предшествующим существенно возросла. Дальность эффективного огня увеличилась до 2200-2500 м, что достигнуто прежде всего за счет реализации независимой линии прицеливания, позволившей снизить ошибки слежения в 3-5 раз, и автоматического ввода основных поправок. Это потребовало введения в АСУВ ряда дополнительных элементов, например, баллистического вычислителя, блока ручных поправок, датчика ветра, лазерного дальномера, прицела со стабилизатором линии прицеливания и датчиком баллистики и др. Введенные элементы позволили учесть ряд поправок при стрельбе, за исключением поправки на отклонение снаряда по высоте от точки прицеливания при его полете в условиях восходящего (нисходящего) воздушного потока, которое может составить при стрельбе всеми типами снарядов до 0,4 т.д. и более. По опыту боевых действий в Афганистане и Чечне это отклонение из-за мощных вертикальных воздушных потоков, характерных для горных и пустынных районов, может достигать еще большей величины Кроме того, рассматриваемый способ обеспечивает стрельбу не только артиллерийскими снарядами, но и стрельбу управляемыми снарядами (ракетами), после выстрела каждого из которых необходимо длительное (более 12 секунд при стрельбе на максимальную дальность) удержание прицельной марки на цели. Однако при запуске управляемых снарядов (ракет) через ствол пушки в поле зрения прицела наводчика, как правило, возникает пыледымовое облако (особенно при стрельбе на пыльных грунтах и наличии восходящих потоков воздуха), время рассеивания которого в ряде случаев соизмеримо со временем полета управляемой ракеты к цели, и затрудняет (а иногда и исключает) наблюдение за целью. Более того, наличие пыледымового облака может воспрепятствовать захвату системой наведения управляемого снаряда и привести к потере последнего. Ситуация усугубляется при стрельбе с места, когда стреляющие объекты находятся в обороне, в окопах и т.д.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности способа управления вооружением и устранение вышеперечисленных недостатков.

Указанная цель достигается тем, что измеряют скорость вертикального воздушного потока, определяют угловую поправку на эту скорость с учетом аеродинамических характеристик выстреливаемого снаряда и корректируют положение ствола пушки относительно линии прицеливания путем суммирования угловой поправки с углом возвышения ствола пушки относительно линии прицеливания, при стрельбе управляемым снарядом дополнительно измеряют высоту и время рассеивания пыледымового облака, образуемого при его выстреле, сравнивают их значения соответственно с высотой линии прицеливания и временем захвата системой наведения управляемого снаряда и, если значения первых превышают значения вторых, угол возвышения ствола пушки дополнительно увеличивают на величину, не превышающую углового превышения пыледымовым облаком высоты линии прицеливания и обеспечивающую при этом допустимое время выхода управляемого снаряда на линию прицеливания.

Введение новых признаков позволяет получить новую информацию об условиях стрельбы (о скорости вертикального воздушного потока, о высоте пыледымового облака) и скорректировать управление вооружением, что обеспечивает повышение эффективности способа, в частности, путем увеличения точности определения и установки углов возвышения орудия для различных типов используемых боеприпасов и условий стрельбы.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, на котором показаны взаимное расположение и связи элементов АСУВ, реализующей предлагаемый способ (АСУВ в материалах настоящей заявки не заявляется), и приняты следующие обозначения:

1 - пульт управления (ПУ),

2 - прицеп (Пр),

3 - блок суммирования (С),

4 - привод вертикального наведения (ПВН),

5 - орудие (О),

6 - блок ручных поправок (БРП),

7 - баллистический вычислитель (БВ),

8 - ключ (Кл),

9 - датчик скорости вертикального воздушного потока (ДВП),

10 - датчик ветра (ДВ),

11 - лазерный дальномер (ЛД),

12 - датчик баллистики (ДБ),

13 - согласующее устройство (СУ),

14 - первый квадратор (К1),

15 - блок делания (БД),

16 - второй квадратор (К2),

17 - блок умножения (БУ),

18 - масштабирующий блок (МБ),

19 - дополнительный масштабирующий блок (ДМБ),

20 - блок разрешения (БР),

21 - датчик высоты пыледымового облака (ДВО),

22 - блок дальности вывода УР на линию прицеливания (БДВ),

23 - блок сравнения (БС),

24 - индикатор (И).

Блоки 1-7, 10-12 являются штатными блоками АСУВ, реализующей прототип, и выполняют те же функции. Ключ 8 выполнен таким образом, что обеспечивает включение блока 9 при включении и срабатывании датчика ветра 10. Включение блока 9 возможно и с пульта управления 1, что необходимо при неисправном блоке 10, при контроле и настройке АСУВ. Датчик скорости вертикального воздушного потока 9 устанавливается таким образом, чтобы его измерительная ось занимала вертикальное положение во время измерения. Согласующее устройство 13 выполнено так, что согласует электрический сигнал, поступающий с блока 17, с рабочими характеристиками блока суммирования 3 и привода вертикального наведения орудия 4. Первый квадратор 14 обеспечивает возведение значения поданного на него сигнала с блока 9 во вторую степень и его подачу на вход блока 18, который обеспечивает получение сигнала, соответствующего половине значения ускорения снаряда (а/2), которое он приобретает под действием вертикального воздушного потока. Его значение определяется выражением.

где Сх - коэффициент сопротивления снаряда в вертикальной плоскости,

ρ - плотность воздуха,

S - характерная площадь снаряда,

m - масса снаряда (см., например, Неупокоев Ф.К. "Стрельба зенитными ракетами". М., Воениздат, 1970, с.99-121).

Блок 15 представляет собой делитель сигнала, поступающего с лазерного дальномера 11, на сигнал с датчика баллистики 12, реализуя алгоритм

где t_п -время полета снаряда,

Д_ц - дальность до цели,

V_о - скорость полета снаряда.

Второй квадратор 16 обеспечивает возведение в квадратную степень значение сигнала, соответствующего t_п, который подается на него с выхода блока 15. С выхода блока 16 сигнал поступает на вход блока 17. Блок умножения 17 обеспечивает реализацию алгоритма

где ΔУ - отклонение снаряда по высоте от точки прицеливания.

Масштабирующий блок 18 и дополнительный масштабирующий блок 19 изменяют масштабы передаваемых через них сигналов и устанавливаются, как правило, вручную.

Блок разрешения 20 выполнен на основе управляемого коммутатора и обеспечивает соединение выхода блока 19 с четвертым входом сумматора 3 при поступлении соответствующего сигнала с выхода блока сравнения 23.

Датчик высоты пыледымового облака 21 выполнен на основе регулируемого сопротивления со шкалой в угловой мере и указателем, устанавливаемым вручную.

Блок дальности выхода управляемой ракеты на линию прицеливания 22 обеспечивает с учетом высоты пыледымового облака, аэродинамических и баллистических характеристик управляемого снаряда (ракеты) выработку сигнала, соответствующего дальности выхода управляемого снаряда (ракеты) на линию прицеливания в случае введения поправки на высоту пыледымового облака. Данные о дальностях выхода управляемых снарядов (ракет) каждого типа в зависимости от угла возвышения ствола пушки получают на заводских испытаниях.

Блок сравнения 23 обеспечивает сравнение сигналов с выходов блоков 11 и 22. Если значение первого сигнала превышает значение второго, то на выходе блока сравнения формируется сигнал, обеспечивающий срабатывание блока разрешения 20. Индикатор 24 обеспечивает информирование о разрешении или запрете ввода поправки на высоту пыледымового облака.

Реализация способа происходит следующим образом. Командир объекта, зная отклонения условий стрельбы от табличных, вводит их через штатный блок ручных поправок 6 в баллистический вычислитель 7. Тем временем наводчик, наблюдая за полем боя через прицеп 2, обнаруживает цель, определяет тип боеприпаса для ее уничтожения и устанавливает датчик баллистики 12 в соответствующее положение, информация о чем поступает на входы баллистического вычислителя 7, блока деления 15 и блока дальности выхода управляемой ракеты на линию прицеливания 22. Затем наводчик совмещает с цепью при помощи органов управления на пульте управления 1 прицельную марку (независимую линию прицеливания) прицела 2 и нажимает на кнопку измерения дальности. При этом срабатывает лазерный дальномер 11 и информация о дальности до цели Дц поступает на входы блоков 7, 13, 15 и 21. В блоке деления 15 реализуется алгоритм (2), и на его выходе образуется сигнал, соответствующий времени полета данного типа снаряда до цели t_п, который затем подается на вход блока 16. Во втором квадраторе 16 данный сигнал возводятся во вторую степень, и на его выходе образуется сигнал, соответствующий (2), который затем подается на вход блока умножения 17. Далее наводчик осуществляет заряжание орудия 5, нажимая на кнопку механизма заряжания "МЗ", при этом срабатывает датчик ветра 10, и информация о скорости бокового ветра в районе огневой позиции комплекса вооружения (танка, БМП, БТР и др.) поступает в баллистический вычислитель 7. В блоке 7 сигналы с блоков 6, 10-12 преобразуются по известным алгоритмам (см., например, "Основы автоматики и танковые автоматические системы". М., ВАБТВ, 1976, с.508-519) в сигнал, соответствующий углу прицеливания (возвышения) для данных условий стрельбы, который затем подается в блок суммирования 3. Одновременно датчик ветра 10 через ключ 8 обеспечивает включение в работу датчика скорости вертикального воздушного потока 9, благодаря которому измеряется скорость вертикального воздушного потока и формируется соответствующий этой скорости сигнал, подаваемый на вход первого квадратора 14. Поступивший в блок 14 сигнал возводится во вторую степень и поступает на выход, соответствуя квадрату скорости вертикального воздушного потока. С выхода блока 14 сигнал подается на вход блока 18. В масштабирующем блоке 18 реализуется алгоритм (1), и на его выводе образуется сигнал, соответствующий а/2, который затем подается на вход блока 17. В блоке умножения 17 сигналы с блоков 16 и 18 преобразуются по алгоритму (3) в сигнал, соответствующий отклонению данного снаряда по высоте от точки прицеливания под воздействием вертикального воздушного потока ΔУ, который затем подается на вход блока 13. В согласующем устройстве 13 данный сигнал с учетом дальности до цели согласуется с рабочими характеристиками блока суммирования 3 и привода вертикального наведения орудия 4 и подается на вход блока 3. В блоке суммирования сигналы с блоков 7 и 13 суммируются и формируется результирующий сигнал, соответствующий уточненному углу прицеливания (возвышения), который подается в блок 4 и, в соответствии с полученным сигналом, обеспечивается перемещение ствола орудия 5 относительно линии прицеливания в соответствии с выражением

,

где ϕ_п - угол прицеливания (возвышения),

ϕ_о - начальный угол прицеливания (возвышения), определяемый как в прототипе,

Δϕ_ввп - угловая поправка на скорость вертикального воздушного потока.

При стрельбе управляемым снарядом (ракетой) дополнительно измеряют высоту и время рассеивания пыледымового облака, образуемого при его выстреле, сравнивают их значения соответственно с высотой линии прицеливания и временем захвата системой наведения управляемого снаряда и, если значения первых не превышают значения вторых, то есть когда высота пыледымового облака не превышает высоты линии прицеливания, а время его рассеивания не отражается на слежении линией прицеливания за целью, алгоритм функционирования АСУВ соответствует вышеописанному, поскольку в этом случае датчик высоты пыледымового облака 21 отключен. Если же высота пыледымового облака превышает высоту линии прицеливания, а время рассеивания превышает время захвата управляемого снаряда системой наведения, то включается блок 21 и на нем после оценки в поле зрения прицепа углового превышения верхней границы пыледымового облака над прицельной маркой устанавливается значение этого превышения в угловой мере. С выхода блока 21 сигнал, соответствующий установленному значению высоты пыледымового облака над линией прицеливания, подается на выходы блоков 19 и 22. Дополнительный масштабирующий блок 19 обеспечивает масштабирование сигнала с учетом типа управляемой ракеты (ее баллистических и аэродинамических характеристик), рабочих характеристик блока суммирования 3 и привода вертикального наведения орудия 4 и его подачи на блок разрешения 20. Блок 20, выполненный на базе электромагнитного реле, подключает выход блока 19 непосредственно к четвертому входу сумматора 3 после подачи на второй вход блока 20 сигнала с выхода блока сравнения 23. На выходе блока 23 сигнал формируется лишь в том случае, если дальность выхода управляемой ракеты на линию прицеливания после ее прохождения зоны пыледымового облака меньше дальности до цели. Информация об этих дальностях поступает на входы блока 23 с выходов блока 11 и 22. Таким образом, блоками 23 и 20 обеспечивается подача поправки, учитывающей пыледымовое облако лишь при допустимом времени выхода управляемого снаряда на линию прицеливания. Угол прицеливания (возвышения) в этом случае будет определяться выражением

ϕ_п=ϕ_о±Δϕ_ввп+Δϕ_пдо,

где Δϕ_пдо - угловая поправка на пыледымовое облако.

Со второго блока сравнения 23 сигнал, информирующий о разрешении или запрете передачи сигнала с блока 20 на блок 3, поступает на индикатор 24, установленный в поле зрения прицела 2. При наличии разрешения в блоке суммирования 3 сигнал поправки на высоту пыледымового облака с сигналами, поступившими с выходов блоков 7 и 13, обеспечивая формирование суммарного угла возвышения (прицеливания).

Предварительные расчеты показывают, что эффективность стрельбы в рассмотренных условиях с использованием предложенного способа может быть повышена на 10-15%, а при стрельбе в горно-пустынной местности с мощными вертикальными воздушными (особенно восходящими) потоками эффективность стрельбы повышается более чем на 20% (как при стрельбе артиллерийскими, так и управляемыми снарядами (ракетами).

Способ управления комплексом вооружения, включающий формирование и совмещение с целью независимой линии прицеливания, отклонение ствола пушки от линии прицеливания на угол возвышения, определяемый в зависимости от условий стрельбы и баллистических характеристик выстреливаемого снаряда, и производство выстрела, отличающийся тем, что измеряют скорость вертикального воздушного потока, определяют угловую поправку на эту скорость с учетом аэродинамических характеристик выстреливаемого снаряда и корректируют положение ствола пушки относительно линии прицеливания путем суммирования угловой поправки с углом возвышения ствола пушки относительно линии прицеливания, при стрельбе управляемым снарядом дополнительно измеряют высоту и время рассеивания пыледымового облака, образуемого при его выстреле, сравнивают их значения соответственно с высотой линии прицеливания и временем захвата системой наведения управляемого снаряда и, если значения первых превышают значения вторых, угол возвышения ствола пушки дополнительно увеличивают на величину, не превышающую углового превышения пыледымовым облаком высоты линии прицеливания и обеспечивающую при этом допустимое время выхода управляемого снаряда на линию прицеливания.