Способ управления стрельбой из пушки управляемым снарядом

Способ управления стрельбой из пушки управляемым снарядом

Реферат

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно, к способам управления стрельбой управляемым снарядом из пушки, установленной в составе комплексов ракетно-пушечного вооружения, как на наземных пусковых установках, так и на различных объектах, таких, например, как танки, боевые машины пехоты, самоходные пусковые установки и др.

Наведение управляемых снарядов в процессе их полета позволяет существенно повысить точность комплексов вооружения, устанавливаемых как на земле, так и на различных подвижных наземных объектах: танках, боевых машинах пехоты, самоходных пусковых установках и др., а также морских и речных средствах: самоходные катера и др. Существенно возрастает огневая мощь таких объектов и за счет дополнения обычного вооружения (артиллерийского или стрелкового) управляемым ракетным вооружением. В настоящее время известны различные способы управления стрельбой, от эффективности которых зависит и эффективность стрельбы.

Известен способ управления стрельбой комплексов ПТУРС первого поколения, заключающийся в наведении наводчиком (оператором) на цель линии прицеливания, глазомерном измерении отклонения от нее управляемого снаряда, воздействии на органы управления снарядом в соответствии с этими отклонениями до его совмещения с целью (см., например, А.Н.Латухин «Противотанковое вооружение». М.: Воениздат, 1974, с.192-236). К первому поколению относятся управляемые (противотанковые) снаряды с ручными системами наведения: французские SS-10, SS-11, SS-12, «Энтак», английские «Виджилент», «Малкара», западногерманский «Кобра», шведский «Бантам», швейцарский «Москито-64», отечественные «Шмель», «Фаланга», «Малютка» и др.

ПТУРС первого поколения и способы управления их стрельбой имеют очевидные недостатки: невысокая скорость движения снаряда, реализуемая в них, а следовательно, и очень большое время полета (20-25 с), наличие не поражаемой зоны перед огневой позицией глубиной 300-600 м, малая скорострельность по сравнению с другими противотанковыми средствами и др. Обучение личного состава правилам стрельбы и практическим навыкам очень дорого и сложно, так как ручное управление требует строгого отбора и тщательного обучения операторов. Низкая скорость полета управляемого снаряда требует от оператора непрерывного визуального слежения за ним и целью и управления им на всей траектории. Поэтому к наводчикам (операторам) ПТУРС предъявляются строгие требования. Для обучения и периодических тренировок наводчиков ПТУРС с ручной системой наведения требуются сложные электронно-оптические тренажеры. Кроме того, при таком способе управления практически невозможно устранить один из основных недостатков: низкую скорость полета управляемого снаряда. Дело в том, что при увеличении скорости полета управляемого снаряда работа наводчика сильно усложняется, поскольку управление осуществляется с помощью команд, основанных на учете взаимного положения ракеты и цели. Наводчик физически не успевает своевременно реагировать на изменения направления полета скоростного снаряда. Отсутствует объективная информация о текущем удалении его от цели и моменте достижения им цели, что вызывает напряженность оператора. Он испытывает также значительные трудности при выводе управляемого снаряда на линию прицеливания. Во избежание его клевка о землю вблизи пусковой установки (стреляющего объекта) последней придают значительный угол возвышения. В результате и образуется (см. выше) необстреливаемая зона, размеры которой достигают 600-700 м.

Известен также способ управления стрельбой из пушки управляемым снарядом комплекса управляемого ракетного вооружения 9К112-1 «Кобра» (см., например, «Комплекс вооружения танка - Т-64Б. Материалы учебного пособия. М., ВАБТВ, 1977, с.8-51). Этот способ по технической сути и существенным признакам является наиболее близким к заявляемому, принят за его прототип и является базовым объектом предлагаемого способа.

Этот способ управления стрельбой из пушки управляемым снарядом включает формирование и совмещение с целью независимой линии прицеливания, отклонение ствола пушки от линии прицеливания на углы прицеливания и бокового упреждения, определяемые в зависимости от баллистических характеристик выстреливаемых управляемых снарядов и условий стрельбы, в том числе действия бокового ветра, производство выстрела, измерение отклонений управляемого снаряда от линии прицеливания в процессе его полета, автоматическое формирование и передачу на него команд управления, соответствующих этим отклонениям, автоматическую выработку и подачу на органы его управления сигналов, соответствующих этим командам.

Этот способ от предшествующего отличается тем, что непрерывное слежение за целью, совмещая с нею линию прицеливания, ведет наводчик (оператор), а слежение за снарядом, измерение его отклонения от линии прицеливания, выработка и передача команд на борт снаряда, а затем на его органы управления производятся системой наведения автоматически. Этот способ по сравнению с предшествующим обеспечивает (см. там же): увеличение скорости полета управляемого снаряда до 220-500 м/с; уменьшение времени полета снаряда на предельную дальность; уменьшение «мертвой зоны» до 75 м и менее от огневой позиции; более высокую эффективность и стабильность результатов стрельбы в разнообразных ситуациях боя; упрощение работы оператора (его функции сводятся лишь к совмещению линии прицеливания с целью, а команды управления вырабатываются и передаются на ракету автоматически), что повышает точность стрельбы и уменьшает влияние на ее результаты индивидуальных данных оператора; облегчение отбора операторов, упрощение процесса и уменьшение стоимости обучения.

Однако этому способу также свойственны недостатки. Необходимость относительно продолжительного по времени удержания линии прицеливания на цели, отсутствие объективной информации о моменте подлета к ней управляемого снаряда приводят к возникновению напряженности оператора и опасности потери им управляемого снаряда, особенно при появлении в поле зрения оператора световых или пыледымовых помех, при действии на снаряд в полете воздушных потоков (бокового ветра, восходящих потоков воздуха), и др. Особую опасность представляет действие ветра на начальном, неуправляемом участке. Наличие в составе ряда комплексов пушечно-ракетного вооружения датчиков бокового ветра не позволяет получить достоверную информацию о реальном ветре на траектории и выработать соответствующую поправку, так как дальность захвата и начало управляемого полета значительно удалены от стреляющего объекта (700-800 м). Наличие местных предметов, лесных массивов, неровностей местности, как правило, существенно изменяют реальные характеристики бокового ветра, а следовательно, и положение управляемого снаряда к моменту его захвата. Несоответствие в этом случае поправки на боковой ветер может привести к выходу снаряда из зоны захвата, срыву управления и потере снаряда. Наводчик (оператор), выполняя слежение за целью, не имеет возможности наблюдать за процессом захвата и вносить в него поправки. Кроме того, из-за невидимости зоны захвата он лишен возможности и достоверного определения действительных причин срыва управления. В результате всего этого остаются и постоянная напряженность оператора, и значительные ошибки последующего совмещения линии прицеливания с целью, что может привести к промаху или потере снаряда даже в случае его успешного захвата.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности управления стрельбой из пушки управляемым снарядом путем компенсации внешних возмущений, которые повторяются от выстрела к выстрелу и вызываются действием воздушных потоков (бокового ветра) на управляемый снаряд и неточностью его компенсации (или ее отсутствием) на начальном участке до начала управления снарядом, а также устранение вышеотмеченных недостатков.

Указанная цель достигается тем, что в способе управления стрельбой из пушки управляемым снарядом, включающем формирование и совмещение с целью независимой линии прицеливания, отклонение ствола пушки от линии прицеливания на углы прицеливания и бокового упреждения, определяемые в зависимости от баллистических характеристик выстреливаемых управляемых снарядов и условий стрельбы, в том числе действия бокового ветра, производство выстрела, измерение отклонений управляемого снаряда от линии прицеливания в процессе его полета, автоматическое формирование и передачу на него команд управления, соответствующих этим отклонениям, автоматическую выработку и подачу на органы его управления сигналов, соответствующих этим командам, дополнительно запоминают направление совмещенной с целью независимой линии прицеливания, величину и направление отклонения от нее управляемого снаряда в момент его захвата системой наведения, а перед пуском последующего управляемого снаряда в этом же направлении корректируют отклонение ствола пушки от линии прицеливания в боковом направлении в соответствии с выражением

β=β_о±β_ус,

где β - скорректированный угол бокового упреждения ствола пушки от линии прицеливания с учетом уточненной поправки на боковой ветер,

β_о - начальный угол бокового упреждения, определенный для штатного режима,

+ β_ус - угловое отклонение управляемого снаряда в момент захвата его системой наведения при его разностороннем со стволом пушки отклонении от линии прицеливания,

- β_ус - угловое отклонение управляемого снаряда в момент захвата его системой наведения при его одностороннем со стволом пушки отклонении от линии прицеливания.

Следует подчеркнуть, что в приведенном выражении знак «+» используется при одностороннем отклонении от линии прицеливания ствола пушки (при отработке им выработанного для этих условий в штатном режиме угла бокового отклонения) и управляемого снаряда, а знак «-» - при их разностороннем отклонении от линии прицеливания.

Введение новых существенных признаков обеспечивает выработку поправок на боковой ветер при стрельбе управляемым снарядом и их ввод в положение ствола пушки при последующих выстрелах управляемыми снарядами в том же направлении стрельбы.

Реализация предлагаемого способа может быть осуществлена следующим образом. Получив команду на поражение цели в заданном секторе (направлении), наводчик комплекса вооружения совмещает линию прицеливания своего прицела с целью, воздействуя на органы управления системы наведения. Одновременно с движением линии прицеливания двигается и ствол пушки с размещенной в нем управляемой ракетой. Совместив линию прицеливания с целью, наводчик нажимает на кнопку стрельбы, расположенную на пульте управления наводчика, и подает тем самым сигнал для производства запуска управляемого снаряда и запоминания положения линии прицеливания в пространстве (в плоскости горизонта) с помощью, например, гироскопических и др. датчиков угла. После запоминания положения (направления) линии прицеливания и запуска управляемого снаряда происходит его неуправляемый полет до зоны захвата (700-800 м). На этом самом участке (неуправляемом) происходит воздействие на него воздушных потоков (бокового ветра) особенно чувствительно, в результате чего он отклоняется от заданного направления на значительное расстояние, вплоть до выхода из зоны захвата. В этом случае захват управляемого снаряда системой наведения не происходит и он теряется. В случае же его нахождения в зоне захвата он захватывается системой наведения для последующего вывода на линию прицеливания. В момент захвата системой наведения его отклонение от линии прицеливания запоминают. Величина этого отклонения свидетельствует о силе ветра на начальном участке. В дальнейшем снаряд выводится на линию прицеливания. Вывод управляемой ракеты на линию прицеливания, как правило, производится автономно, по определенной программе, и в выработке дополнительной команды управления на этом участке практической необходимости нет. Захват управляемого снаряда в прототипе осуществляется благодаря установке на ракету источника светового излучения.

В соответствии с направлением и величиной отклонений управляемой ракеты от линии прицеливания ее системой наведения вырабатываются команды управления и передаются на ракету, отрабатывая которые она совмещается с линией прицеливания. При отсутствии внешних возмущений (воздушных потоков, бокового ветра) управляемый снаряд в процессе полета к цели совершает близкие к синусоидальным колебания с небольшой амплитудой (5-15) см относительно линии прицеливания и значительной частотой (высокочастотные). Математическое ожидание (МОЖ) отклонения управляемого снаряда от линии прицеливания равно нулю (или близко к нулю).

Если же на начальном участке траектории на снаряд действует сильный боковой ветер, то его траектория существенно отклоняется от линии прицеливания. И если на этом участке (на участке действия бокового ветра) окажутся местные предметы, то в прототипе вероятность срыва захвата может существенно увеличиться из-за несоответствия показаний датчика ветра и реального ветра. В предлагаемом же решении обеспечивается достоверное определение отклонений управляемого снаряда на дальности захвата. При этом в аппаратуре системы наведения управляемого снаряда вырабатывается и запоминается соответствующий сигнал, а в приводе ствола пушки - соответствующая ему поправка, которая также запоминается для использования в последующем пуске в этом же направлении.

При последующем пуске реализация способа происходит аналогично, но предварительно отклонение ствола пушки от линии прицеливания в боковом направлении корректируют в соответствии с выражением

β=β_о±β_ус,

где β - скорректированный угол бокового упреждения ствола пушки от линии прицеливания с учетом уточненной поправки на боковой ветер,

β_о - начальный угол бокового упреждения, определенный для штатного режима,

+ β_ус - угловое отклонение управляемого снаряда в момент захвата его системой наведения при его разностороннем со стволом пушки отклонении от линии прицеливания,

- β_ус - угловое отклонение управляемого снаряда в момент захвата его системой наведения при его одностороннем со стволом пушки отклонении от линии прицеливания.

Пуск управляемого снаряда при скорректированном угле бокового упреждения существенно повышает точность его встреливания в зону захвата.

Применение предлагаемого способа управления стрельбой из пушки управляемым снарядом позволяет практически без изменения его характеристик осуществить возможность компенсации внешних воздушных потоков (бокового ветра). Это позволяет существенно повысить точность стрельбы управляемыми снарядами. Так, например, компенсация действия бокового ветра скоростью 15 км/ч при наличии местных экранирующих предметов позволяет на 10-12% повысить вероятность встреливания управляемого снаряда в зону его захвата, что повышает точность стрельбы и позволяет сэкономить в танковом полку в процессе армейской операции более 700 тыс. рублей.

Способ управления стрельбой из пушки управляемым снарядом, включающий формирование и совмещение с целью независимой линии прицеливания, отклонение ствола пушки от линии прицеливания на углы прицеливания и бокового упреждения, определяемые в зависимости от баллистических характеристик выстреливаемых управляемых снарядов и условий стрельбы, в том числе действия бокового ветра, производство выстрела, измерение отклонений управляемого снаряда от линии прицеливания в процессе его полета, автоматическое формирование и передачу на него команд управления, соответствующих этим отклонениям, автоматическую выработку и подачу на органы его управления сигналов, соответствующих этим командам, отличающийся тем, что запоминают направление совмещенной с целью независимой линии прицеливания, величину и направление отклонения от нее управляемого снаряда в момент его захвата системой наведения, а перед пуском последующего управляемого снаряда в этом же направлении корректируют отклонение ствола пушки от линии прицеливания в боковом направлении в соответствии с выражением:

β=β_о±β_ус,

где β - скорректированный угол бокового упреждения ствола пушки от линии прицеливания с учетом уточненной поправки на боковой ветер,

β_о - начальный угол бокового упреждения, определенный для штатного режима,

+ β_ус - угловое отклонение управляемого снаряда в момент захвата его системой наведения при его разностороннем со стволом пушки отклонении от линии прицеливания,

- β_ус - угловое отклонение управляемого снаряда в момент захвата его системой наведения при его одностороннем со стволом пушки отклонении от линии прицеливания.