Устройство моделирования функционирования корабельного артиллерийского комплекса

Устройство моделирования функционирования корабельного артиллерийского комплекса

Реферат

Изобретение относится к военной технике, а именно к имитаторам функционирования сложных систем вооружения.

В качестве аналогов предлагаемого устройства могут рассматриваться имитаторы и тренажеры, используемые для обучения боевых расчетов артиллерийских комплексов при стрельбе с корабля.

Однако в таких имитаторах не учитываются многие факторы, влияющие на результативность стрельбы в реальных условиях применения боевого оружия, что не позволяет их использовать при проектировании систем вооружения.

Технический результат состоит в оценке эффективности поражения цели и в определении на модели параметров, от которых зависит эффективность поражения. Эффективность поражения цели является одной из главных характеристик качества корабельного арткомплекса.

Для этого в устройство моделирования функционирования корабельного артиллерийского комплекса, содержащее последовательно соединенные блок моделирования движения цели в географической системе координат, блок вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат, блок, моделирующий радиолокатор, блок фильтрации параметров движения цели, блок решения задачи встречи цели и снаряда, блок вычисления полных углов горизонтального наведения (ПУГН) и полных углов вертикального наведения (ПУВН), задатчик ошибок приводов горизонтального и вертикального наведения артустановки, задатчик ошибок стрельбы от технического рассеивания артустановки по вертикали и горизонтали, разброса индивидуальной начальной скорости снарядов и коэффициента формы снаряда, случайной ошибки установки и исполнения времени подрыва снаряда, задатчик ошибок стрельбы от изменения скорости и азимута баллистического ветра, баллистической плотности воздуха, блок определения промаха снаряда, блок вычисления вероятности поражения цели одним снарядом, блок вычисления вероятности поражения цели очередью снарядов и блок статистической обработки результатов стрельбы при различных метеоусловиях и определения вероятности поражения цели, а также задатчик ошибок измерения параметров движения корабля, задатчик помех радиолокатору, задатчик закона поражения цели, блок моделирования движения корабля, выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат и через задатчик ошибок измерения параметров движения корабля - со вторыми входами блока, моделирующего радиолокатор, и блока вычисления ПУГН и ПУВН, выход задатчика помех радиолокатору соединен с третьим входом задатчика измеряемых координат цели, второй выход блока вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат соединен со вторым входом блока определения промаха снаряда, а второй вход блока вычисления вероятности поражения цели одним снарядом соединен с выходом задатчика закона поражения цели.

Предлагаемое устройство представляет собой замкнутую имитационную модель функционирования типового корабельного артиллерийского комплекса, включающего артиллерийскую установку с боеприпасами различных видов и назначения, и систему управления стрельбой, обеспечивающую автоматическое сопровождение предназначенной к обстрелу цели, автоматическую выработку углов наведения артустановки с учетом параметров движения стреляющего корабля и ведение огня на поражение цели. В устройстве имитируется движение снарядов по расчетным траекториям их полета к цели, определяются промахи относительно обстреливаемой цели, моделируется результат обстрела с учетом реальных законов поражения применяемых боеприпасов, производится статистическая обработка результатов обстрела.

Устройство может быть использовано для оптимизации технических характеристик элементов арткомплекса при его проектировании и для оценки эффективности стрельбы арткомплекса по различным целям.

На чертеже дана функциональная схема заявленного устройства.

Устройство моделирования функционирования корабельного артиллерийского комплекса содержит блок моделирования движения цели в географической системе координат 1, блок вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат 2, блок моделирования движения корабля 3, блок, моделирующий радиолокатор и вырабатывающий координаты цели в сферической системе координат (q_ц(t), ε_ц(t), D_ц(t)) 4, блок-задатчик помех радиолокатору 5, блок-задатчик ошибок измерения параметров движения корабля 6, блок фильтрации параметров движения цели 7, блок решения задачи встречи цели и снаряда 8, блок вычисления полных углов горизонтального наведения (ПУТН) и полных углов вертикального наведения (ПУВН) 9, блок-задатчик ошибок приводов горизонтального и вертикального наведения артустановки 10, блок-задатчик ошибок стрельбы от технического рассеивания артустановки по вертикали и горизонтали, разброса индивидуальной начальной скорости снарядов и коэффициента формы снаряда, случайной ошибки установки и исполнения времени подрыва снаряда 11, задатчик ошибок стрельбы от изменения скорости и азимута баллистического ветра, баллистической плотности воздуха 12, блок определения промаха снаряда 13, блок-задатчик закона поражения цели (условный закон поражения - УЗП, координатный закон поражения - КЗП) 14, блок вычисления вероятности поражения цели одним снарядом 15, блок вычисления вероятности поражения цели очередью снарядов 16, блок статистической обработки результатов стрельбы при различных метеоусловиях и определения вероятности поражения цели 17.

Устройство работает следующим образом.

В модели учитываются технические характеристики элементов корабельного арткомплекса и корабельных обеспечивающих средств, пространственно-временные параметры и законы движения целей, точностные характеристики определения текущих координат целей и параметров движения корабля (в зависимости от состояния морской поверхности), характеристики уязвимости движущихся целей и поражающего действия используемых боеприпасов, погрешности метеобаллистической подготовки стрельбы, алгоритм обстрела цели и многие другие факторы, влияющие на точность и результативность стрельбы.

В соответствии с принятой классификацией ошибок артиллерийской стрельбы (в системе трех групп) ошибки первой группы реализуются в математической модели случайными, независимыми от выстрела к выстрелу, возмущениями, учитывающими техническое рассеивание артустановки по вертикали и горизонтали, разброс индивидуальной начальной скорости снарядов, коэффициента формы снаряда, случайную ошибку установки и исполнения времени подрыва снаряда.

Ошибки второй группы формируются в модели автоматически, исходя из входных значений погрешности первичных измерений текущих координат цели и определения параметров движения своего корабля с учетом наличия непреднамеренного маневра цели на траектории ее движения и ряда других факторов, влияющих на точность выработки полных углов наведения артустановки.

Задача встречи снаряда с целью решается в модели методом интегрирования дифференциальных уравнений внешней баллистики снарядов.

Ошибки третьей группы реализуются на выходе математической модели также автоматически, путем возмущения метеобаллистических параметров в уравнениях внешней баллистики снаряда (скорости и азимута баллистического ветра, баллистической плотности воздуха, начальной скорости партии снарядов), задаваемых на вход модели в соответствии с условиями информационного обеспечения стрельбы и с учетом принимаемых при стрельбе мер организационно-технического характера.

При имитации стрельбы по противокорабельной ракете (ПКР) учитывается также возможность попадания в атакуемый корабль поврежденной ракеты или ее обломков. Эту возможность принято оценивать с помощью интегральной функции распределения дальности падения.

В блоке 1 моделируется движение цели: воздушной, морской или наземной. В модели движения воздушной и морской цели учитывается как программный, так и непреднамеренный маневр. В третьем блоке задается модель движения корабля, где учитывается скорость и курс, рысканье, бортовая и килевая качки и вертикальное перемещение центра качания корабля. Рысканье и качки моделируются синусоидальными функциями, постоянными на время одной реализации. В блоке 2 вычисляются параметры движения цели в корабельной стабилизированной системе координат. Далее, в блоке 4, моделируется работа радиолокатора и вырабатываются координаты цели в сферической системе координат. В блоке 5 задаются помехи измерения координат цели. В блоке 6 задаются ошибки измерения параметров движения корабля. В блоке 7 происходит фильтрация параметров движения цели. В блоке 8 решается задача встречи снаряда с целью без учета ошибок стрельбы первой и третьей групп. Задача встречи решается на основе интегрирования уравнений баллистики снаряда и уравнений движения цели. В блоке 9 вычисляются углы наведения артустановки в палубной (нестабилизированной) системе координат. В блоке 10 задаются ошибки исполнения приводов горизонтального и вертикального наведения артустановки. В блоке 11 в уравнения баллистики снаряда вносятся возмущения, определенные ошибками стрельбы первой группы. Далее, в блоке 12, в уравнения баллистики снаряда вносятся возмущения, определенные ошибками стрельбы третьей группы. В блоке 13 уравнения баллистики снаряда с полученными возмущениями интегрируются до точки подрыва снаряда. Для контактной стрельбы подрыв снаряда происходит при условии попадания в заданный объем цели. Для неконтактной стрельбы (снаряд с радиовзрывателем или дистанционным взрывателем) момент подрыва снаряда определяется соответственно или условием совпадения дальности снаряда и цели, или достижением заданного времени полета. Для неконтактной стрельбы в момент подрыва снаряда определяются параметры рассогласования между снарядом и целью: промах в плоскости ортогональной относительной скорости, расстояние между снарядом и целью и угол срабатывания - угол между вектором скорости снаряда и прямой, проходящей через нос цели и центр массы снаряда. В блоке 15 по полученным в блоке 13 параметрам рассогласования и законам поражения цели (УЗП или КЗП, поступающих из блока 14, в зависимости от типа снаряда) вычисляется вероятность поражения цели одним снарядом. В блоке 16 вычисляется поражение цели заданной очередью снарядов. В блоке 17 вычисляется усредненная вероятность поражения цели по разному количеству очередей снарядов при различных ошибках стрельбы третьей группы.

Устройство моделирования функционирования корабельного артиллерийского комплекса, содержащее последовательно соединенные блок моделирования движения цели в географической системе координат, блок вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат, блок, моделирующий радиолокатор, блок фильтрации параметров движения цели, блок решения задачи встречи цели и снаряда, блок вычисления полных углов горизонтального наведения (ПУГН) и полных углов вертикального наведения (ПУВН), задатчик ошибок приводов горизонтального и вертикального наведений артустановки, задатчик ошибок стрельбы от технического рассеивания артустановки по вертикали и горизонтали, разброса индивидуальной начальной скорости снарядов и коэффициента формы снаряда, случайной ошибки установки и исполнения времени подрыва снаряда, задатчик ошибок стрельбы от изменения скорости и азимута баллистического ветра, баллистической плотности воздуха, блок определения промаха снаряда, блок вычисления вероятности поражения цели одним снарядом, блок вычисления вероятности поражения цели очередью снарядов и блок статистической обработки результатов стрельбы при различных метеобаллистических условиях и определения вероятности поражения цели, а также задатчик ошибок измерения параметров движения корабля, задатчик помех радиолокатору, задатчик закона поражения цели, блок моделирования движения корабля, выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат и через задатчик ошибок измерения параметров движения корабля - со вторыми входами блока, моделирующего радиолокатор, и блока вычисления ПУГН и ПУВН, выход задатчика помех радиолокатору соединен с третьим входом задатчика измеряемых координат цели, второй выход блока вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат соединен со вторым входом блока определения промаха снаряда, а второй вход блока вычисления вероятности поражения цели одним снарядом соединен с выходом задатчика закона поражения цели.