Способ высокоточного поражения объектов

Способ высокоточного поражения объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к вооружению, в частности к системам комплексного применения средств разведки, автоматизированного управления и огневого поражения.

Известен способ поражения объектов (см., например, Военный парад. - М.: Воениздат, 2005 г., февраль, стр.10-13), включающий: поиск, обнаружение, распознавание, определение координат поражаемых объектов; уточнение координат ранее выявленных объектов, вскрытие вновь появившихся объектов; передачу разведсведений в автоматизированную систему управления; залповый пуск управляемых боеприпасов по выявленным объектам поражения; выбор поражаемого объекта на борту каждого отдельного управляемого боеприпаса; одновременное поражение выбранных объектов всеми управляемыми боеприпасами.

Недостатками приведенного способа поражения являются нерациональный расход управляемых боеприпасов при поражении группы объектов противника, связанный с возможным наведением нескольких управляемых боеприпасов на один и тот же объект поражения, в то время как другие объекты остаются необстрелянными, и наведением управляемых боеприпасов на уже пораженный объект.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является более рациональный расход управляемых боеприпасов, за счет исключения возможности наведения нескольких управляемых боеприпасов на один и тот же объект поражения, в то время как другие остаются необстрелянными, и исключения возможности наведения управляемых боеприпасов на уже пораженный объект.

Технический результат достигается тем, что в известном способе высокоточного поражения, заключающемся в поиске, обнаружении, распознавании и определении координат поражаемых объектов, уточнении координат ранее выявленных и вскрытии вновь появившихся объектов, передаче разведсведений в автоматизированную систему управления, пуске управляемых боеприпасов средствами огневого поражения, производят последовательный пуск управляемых боеприпасов с задержкой времени t_зад относительно друг друга t_зад=t₁+t₂+t₃+t_max,m, где t₁ - время необходимое для оценки степени поражения объекта предыдущим управляемым боеприпасом, t₂ - время необходимое для формирования и передачи команды на борт управляемого боеприпаса для его наведения на отдельный объект группы, t₃ - время необходимое, для отработки команды перехода на наведение на отдельный объект группы, t_max,m - максимальное время наведения управляемых боеприпасов на m-ый объект группы после рубежа L₄, поражение объектов осуществляют последовательно по результатам контроля степени поражения n-м (; N - количество управляемых боеприпасов) управляемым боеприпасом m-го (; М - количество объектов поражения) объекта поражения; наведение n+b+1-го (, b - первый по счету управляемый боеприпас после n-го, поразивший m-й объект, b=0,) на m+1-й объект поражения осуществляют только после поражения m-го объекта.

Сущность изобретения заключается в поражении группы объектов, путем последовательного пуска управляемых боеприпасов, нацеливания их на отдельные объекты в составе группы при подлете к ним, контроле степени поражения объектов управляемыми боеприпасами, при этом последовательность поражения объектов группы формируется в соответствии с их важностью, и переход на поражение следующего по важности поражения объекта группы осуществляется только после поражения предыдущего и т.д. до поражения всех объектов группы.

На фиг.1 представлена упрощенная схема реализации предлагаемого способа (вариант).

На фиг.2 представлен алгоритм последовательного поражения объектов.

На фиг.3 представлено направление пуска управляемых боеприпасов.

На фиг.4 представлен принцип поиска объекта поражения на борту управляемого боеприпаса.

На фиг.1 обозначены:

1 - система разведки;

2 - автоматизированная система управления (АСУ);

3 - средство(а) огневого поражения;

4 - управляемый(ые) боеприпас(ы).

Система разведки (1) (см., например, Военный парад. - М.: Воениздат, 2005 г., февраль, стр.10-11) производит поиск, обнаружение, распознавание, определение координат поражаемых объектов, уточнение координат ранее выявленных объектов, вскрытие вновь появившихся объектов, и передает данные о выявленных объектах в АСУ (2), где определяется требуемое количество управляемых боеприпасов - N, для поражения всей выявленной группы из М - объектов с требуемой вероятностью. Перед пуском управляемых боеприпасов в их бортовых цифровых вычислительных машинах (БЦВМ) создается база данных разведывательных признаков объектов поражения. Также перед пуском управляемых боеприпасов, исходя из длительности циклов оценки степени поражения объекта предыдущим боеприпасом и наведения управляемых боеприпасов на поражаемые объекты, определяются следующие рубежи (фиг.2):

1) рубеж L₁ - рубеж оценки степени поражения объекта предыдущим управляемым боеприпасом;

2) рубеж L₂ - рубеж формирования и передачи команды на борт управляемого боеприпаса для его наведения на отдельный объект группы;

3) рубеж L₃ - рубеж отработки команды перехода на наведение на отдельный объект группы;

4) рубеж L₄ - рубеж перехода на наведение на отдельный объект группы.

Далее средство(а) огневого поражения осуществляет последовательный пуск управляемых боеприпасов в направлении геометрического центра расположения объектов поражения на местности (фиг.3). Данный центр определяется путем последовательного усреднения координат объектов группы. Пуск управляемых боеприпасов осуществляется с задержкой по времени t_зад относительно друг друга. Расчет времени t_зад производится по формуле

где t₁ - время, необходимое для оценки степени поражения объекта предыдущим управляемым боеприпасом, t₂ - время, необходимое для формирования и передачи команды на борт управляемого боеприпаса для его наведения на отдельный объект группы, t₃ - время, необходимое для отработки команды перехода на наведение на отдельный объект группы, t_max,m - максимальное время наведения управляемых боеприпасов на m-й объект группы после рубежа L₄, т.е. m-й объект группы, наведение на который управляемых боеприпасов после рубежа L₄ требует максимального времени.

Вследствие последовательного пуска управляемых боеприпасов средняя дистанция между ними в полете равна

где - средняя скорость полета управляемых боеприпасов. Рубеж L₄ определяется расстоянием от группы поражаемых объектов, с которого можно наводить управляемые боеприпасы на любой из объектов группы. Остальные рубежи откладываются от рубежа в сторону средства огневого поражения и расстояния между ними соответственно равны (фиг.2):

Поражение объектов осуществляют последовательно в соответствии с их важностью, определяемой степенью их влияния на функционирование систем противника, элементами которых они являются в целом (см., например, Средства воздушного нападения зарубежных стран: программы развития высокоточного оружия. / Под ред. Чельцова Б.Ф., Ягольникова С.В., МО РФ 2 ЦНИИ, 2003, стр.15). Пусть в соответствии с важностью поражения и последовательностью пуска управляемых боеприпасов им присвоены номера (т.е. номер наиболее важного с точки зрения поражения равен единице и т.д., номер управляемого боеприпаса, пущенного первым, равен единице и т.д.). Управляемым боеприпасом, пущенным первым (n=1), наносят удар по первому объекту поражения (m=1). Удар первым (n=1) управляемым боеприпасом по первому объекту поражения (m=1) должен произойти до момента подлета второго (n=2) управляемого боеприпаса к рубежу L₁. Далее за время, не превышающее системой разведки производится контроль степени поражения первого объекта первым управляемым боеприпасом. Если первый объект не уничтожен, то управляемый боеприпас, пущенный вторым, наводится на первый объект поражения, в противном случае - на второй (m=2) объект поражения. Для наведения второго управляемого боеприпаса на выбранный объект поражения на его борт в течение времени, не превышающем передается команда, формируемая АСУ, информационная часть которой включает в себя координаты поражаемого объекта (x_m, y_m, z_m) и указание на его разведывательные признаки в базе данных БЦВМ. Далее, после приема и обработки команды на наведение на выбранный объект поражения и определения его разведывательных признаков в базе данных БЦВМ, между рубежами L₃ и L₄ бортовыми средствами разведки производится его поиск в области пространства, ограниченного объемом, геометрический центр которого (фиг.4.) задан x_m, y_m, z_m, а размеры х_m±Δх, у_m±Δу, z_m±Δz, где Δх, Δу, Δz определяются законом распределения ошибок целеуказания (см., например, Бакут Б.А. и др. Вопросы статистической теории радиолокации, 1963, стр.174), время поиска не более До рубежа L₄ бортовые средства должны обнаружить выбранный для поражения объект и перейти на его сопровождение. Не позднее преодоления рубежа L₄ второй управляемый боеприпас должен перейти на наведение на выбранный объект поражения. Поражение оставшихся объектов группы осуществляется аналогичным образом.

В общем, порядок поражения объектов, можно представить следующим образом. Система разведки (1) контролирует степень поражения n-м управляемым боеприпасом m-го объекта поражения; наведение n+b+1-го ( b - первый по счету управляемый боеприпас после n-го, поразивший m-й объект, ) на m+1-й объект поражения осуществляют только после поражения w-го объекта.

Проведем оценку предлагаемого способа поражения в сравнении со способом поражения, принятым за прототип. В качестве показателя эффективности применения способа поражения примем P(K/M, N) - вероятность поражения не менее K - объектов (0≤K≤М) из М - объектов при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами. Определим условия решения задачи оценки эффективности способов поражения:

- все поражаемые объекты считаются заранее выявленными;

- в ходе нанесения удара управляемые боеприпасы не влияют на функционирование друг друга;

- поражаемые объекты обладают идентичными демаскирующими признаками для систем разведки;

- вероятность поражения любого объекта поражения любым управляемым боеприпасом одинаковы и равны р;

- количество управляемых боеприпасов больше объектов поражения (N>M).

Для нахождения вероятностей P(K/M, N) изначально определим вероятности Р'[k/M, N) (вероятности поражения ровно k - объектов (0≤k≤M) из М - объектов, при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами).

Для способа поражения, принятого за прототип, вследствие того, что выбор поражаемого объекта производится на борту каждого отдельного управляемого боеприпаса, любой из N - управляемых боеприпасов может наводиться на любой из М - объектов поражения. Для такого случая число всевозможных распределений (7) N - управляемых боеприпасов по М - объектам поражения равно числу размещений с повторениями (см., например, Кузьмин О.В. Перечислительная комбинаторика. М.: изд-во Дрофа, 2005 г., стр.41-42)

Введем гипотезы H_i, заключающиеся в распределении N - управляемых боеприпасов по М - объектам, где (I - количество всевозможных распределений N - управляемых боеприпасов по М - объектам)

где n_i,m - количество управляемых снарядов, пришедшихся при i-й гипотезе на m-й объект поражения. При этом при гипотезе Н_i

Так как приведенная полная группа событий (5) - распределений N - управляемых боеприпасов по М - объектам включает несовместные события (одновременно может быть только один вариант распределения N - управляемых боеприпасов по М - объектам) и одно распределение управляемых боеприпасов не зависит от другого, то вероятность поражения ровно k - объектов при гипотезе Н_i (P(K/H_i)) равна коэффициенту при z^k в разложении по степеням z - производящей функции (см., например, Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Задачи и упражнения по теории вероятностей. М.: изд-во Академия, 2004 г., стр.70, 83):

где - вероятность поражения m-го объекта при наведении на него n_m - управляемых боеприпасов, - вероятность непоражения m-го объекта при наведении на него n_m - управляемых боеприпасов.

Вероятность гипотезы H_i равна отношению - числа вариантов распределения N - управляемых боеприпасов по М - объектам, удовлетворяющих условию данной гипотезы к I - числу всевозможных вариантов распределения N - управляемых боеприпасов по М - объектам.

Число - количество вариантов распределения N - управляемых боеприпасов по М - объектам поражения, благоприятных гипотезе Н_i, подсчитаем следующим образом. Число способов, какими можно выбрать из N - управляемых боеприпасов n_i,1 - управляемых боеприпасов, распределенных на первый объект поражения, равно (число сочетаний); число способов, какими можно из оставшихся N-n_i,1 управляемых боеприпасов выбрать n_i,2 - управляемых боеприпасов, равно и т.д.; число способов какими можно из N-(n_i,1+n_i,2+...+n_i,M-1)=n_i,M управляемых боеприпасов выбрать n_i,M управляемых боеприпасов, равно Для нахождения числа вариантов распределений N - управляемых боеприпасов по М - объектам поражения соответствующих гипотезе Н_i все эти числа нужно перемножить (т.к. при всех вариантах выбора управляемых боеприпасов, распределенных на первый объект возможны все варианты выбора управляемых боеприпасов, распределенных на второй объект и т.д.)

Тогда вероятность гипотезы Р(H_i):

Зная вероятности гипотез Р(H_i) (10) и вероятности поражения при них ровно K - объектов из М - объектов при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами (коэффициенты при z^k в разложении по степеням z - производящей функции (7)), по формуле полной вероятности находим вероятность поражения ровно k - объектов из М - объектов при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами

Таким образом, получили формулу для нахождения вероятности поражения ровно k - объектов из М - объектов при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами (М<N) для способа поражения, принятого за прототип

Зная вероятности P'(k/M, N) поражения ровно k - объектов из М - объектов при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами (12), можно найти P(K/M, N) - вероятность поражения не менее K - объектов (0≤K≤М)из М - объектов при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами. Для этого необходимо сложить вероятности P'(k/M, N) при

Для предлагаемого способа поражения имеем следующее. Пусть событие А заключается в том, что поражены ровно k - объектов (k<М) из М - объектов поражения, при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами при реализации предлагаемого способа поражения. Событие А распадается на ряд вариантов A_j, ( где J - количество вариантов события А). Например, пусть первый вариант события А₁ заключается в поражении k - объектов (k<M) из М - объектов поражения, при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами первыми пущенными k - управляемыми боеприпасами; соответственно последующие N-k пущенные управляемые боеприпасы не поразили объекты. Вероятность такого события Р(A_i) равна

где q=1-р - вероятность непоражения одного объекта одним снарядом.

Число вариантов А_j события А равно числу способов, которыми можно выбрать k из N-снарядов, которые поразили объекты. Это есть число сочетаний (см., например, Кузьмин О.В. Перечислительная комбинаторика. - М.: изд-во Дрофа, 2005, стр.26)

Для нахождения вероятности события Р(А) необходимо сложить вероятности его вариантов P(A_i) (правило сложения вероятностей) или умножить P(A_j) на J

или

Полученная формула выражает биномиальное распределение вероятностей

При K=М

Вероятность P(K/M, N) поражения не менее К - объектов из М - объектов, при нанесении удара N - управляемыми боеприпасами, при применении предлагаемого способа поражения находится аналогично (13).

На фиг.5 представлены вероятности поражения 3-х объектов при нанесении удара 4-мя управляемыми боеприпасами, рассчитанные по приведенной выше методике оценки эффективности. Способу поражения, принятому за прототип, соответствует график, проведенный пунктирной линией, предлагаемому способу поражения - сплошной. Очевиден существенный прирост вероятности поражения всех 3-х объектов при применении предлагаемого способа поражения. Это объясняется тем, что в предлагаемом способе поражения исключается наведение нескольких управляемых боеприпасов на один и тот же объект, в то время как другие остаются необстрелянными. При этом также исключается наведение управляемых боеприпасов на уже пораженные объекты.

Таким образом, предлагаемый способ поражения позволяет существенно снизить расход управляемых боеприпасов при поражении группы объектов с требуемой вероятностью.

Предлагаемый способ поражения является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ поражения объектов противника, заключающийся в поиске, обнаружении, распознавании и определении координат поражаемых объектов, уточнении координат ранее выявленных и вскрытии вновь появившихся объектов, передаче разведсведений в автоматизированную систему управления, пуске управляемых боеприпасов средствами огневого поражения, отличающийся тем, что осуществляют последовательный пуск управляемых боеприпасов с задержкой времени t_зад относительно друг друга t_зад=t₁+t₂+t₃+t_max,m, где t₁ - время, необходимое для оценки степени поражения объекта предыдущим управляемым боеприпасом, t₂ - время, необходимое для формирования и передачи команды на борт управляемого боеприпаса для его наведения на отдельный объект группы, t₃ - время, необходимое для отработки команды перехода на наведение на отдельный объект группы, t_max,m - максимальное время наведения управляемых боеприпасов на m-й объект группы после рубежа L₄, поражение объектов осуществляют последовательно по результатам контроля степени поражения n-м управляемым боеприпасом m-го объекта поражения; наведение n+b+1-го (, b - первый по счету управляемый боеприпас после n-го, поразивший m-й объект, ) на m+1-й объект поражения осуществляют только после поражения m-го объекта.

Предлагаемый способ поражения практически реализуем с помощью существующих средств автоматизации, разведки и огневого поражения при проведении соответствующей взаимной адаптации и применении однотипных радиосредств и передачи данных.

Способ поражения объектов, заключающийся в поиске, обнаружении, распознавании и определении координат поражаемых объектов, уточнении координат ранее выявленных и вскрытии вновь появившихся объектов, передаче разведсведений в автоматизированную систему управления, пуске управляемых боеприпасов средствами огневого поражения, отличающийся тем, что осуществляют последовательный пуск управляемых боеприпасов с задержкой времени t_зад относительно друг друга, при этом

t_зад=t₁+t₂+t₃+t_max,m,

где t₁ - время, необходимое для оценки степени поражения объекта предыдущим управляемым боеприпасом;

t₂ - время, необходимое для формирования и передачи команды на борт управляемого боеприпаса для его наведения на отдельный объект группы;

t₃ - время, необходимое для отработки команды перехода на наведение на отдельный объект группы;

t_max,m - максимальное время наведения управляемых боеприпасов на m-й объект группы после рубежа L₄;

L₄ - расстояние от группы поражаемых объектов, с которого можно наводить управляемые боеприпасы на любой из объектов группы,

причем поражение объектов осуществляют последовательно по результатам контроля степени поражения n-м ( N - количество управляемых боеприпасов) управляемым боеприпасом m-го ( М - количество объектов поражения) объекта поражения, а наведение n+b+1-го ( b - первый по счету управляемый боеприпас после n-го, поразивший m-й объект, на m+1-й объект поражения осуществляют только после поражения m-го объекта.