Адаптированный способ задания темпов пуска реактивных снарядов с пусковой установки реактивной системы залпового огня

 

Изобретение относится к реактивному вооружению залпового огня. Технический результат - уменьшение рассеивания снарядов и сокращение времени полного залпа. Способ согласно изобретению включает определение периодов колебаний пакета направляющих в виде синусоид для наклонной и вертикальной плоскостей и времени их начала от момента схода снаряда, фиксирование значений первого наибольшего отклонения пакета направляющих влево и следующего за ним наибольшего отклонения вправо от предстартового положения, вычисления времени начала последующих периодов колебаний в наклонной плоскости и значений максимального отклонения влево для каждого из них, выбор периодов с максимальными отклонениями влево, не выходящими за границы заданной полосы пропускаемых амплитуд колебаний, прогнозирование расчетного времени начала и конца интервалов "старт-сход" для каждого рассматриваемого периода колебаний и четверти периода колебаний, в которой будет находиться пакет направляющих в вертикальной плоскости на момент схода запускаемого реактивного снаряда. Причем паузы между пусками реактивных снарядов для каждой пусковой установки не имеют постоянной величины и определяются из условия обеспечения схода каждого реактивного снаряда в залпе только при движении пакета направляющих слева направо и максимальном отклонении его вправо на момент прекращения механической связи снаряда с направляющей и при движении пакета направляющих в вертикальной плоскости по возможности сверху вниз. 2 ил.

Изобретение относится к военной технике, а именно к пусковым установкам (ПУ) для запуска ракет, и может быть использовано для управления темпом стрельбы ПУ дальнобойных реактивных систем залпового огня (РСЗО).

Известен способ задания темпа пусков реактивных снарядов (PC) с ПУ РСЗО при ведении залпового огня, предусматривающий поочередную подачу импульсов тока на электрозапалы снарядов через строго определенные промежутки времени, например для ПУ боевой машины БМ-21 через 0,5 с (Боевая машина БМ-21. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Воениздат, 1982, с. 73-85).

При задании темпа пусков PC таким способом обеспечивается возможность запуска максимального количества снарядов за время полного залпа, которое определено техническим заданиям без учета реальных динамических свойств ПУ.

Недостатком этого способа является большое рассеивание снарядов на местности вследствие движения PC по колеблющейся направляющей из-за сил, действующих на ПУ при залпе, и увеличения времени полного залпа для дальнобойных РСЗО, что объясняется изменениями периода и амплитуды колебания ПУ от разгрузки ПН при сходе снарядов и от углов наведения, совпадением частоты возмущающей силы с собственными частотами колебаний ПН, невозможностью обеспечения одинаковых условий схода PC в залпе.

Задачей настоящего изобретателя является уменьшение технического рассеивания PC и сокращение времени полного залпа у дальноствольных ПУ РСЗО.

Адаптивный способ задания темпа пусков реактивных снарядов пусковой установки реактивных систем залпового огня включает измерение угловых колебаний пакета направляющих пусковой установки в наклонной и вертикальной плоскостях после очередного схода реактивного снаряда. Определяют периоды колебаний пакета направляющих в виде синусоид для наклонной и вертикальной плоскостей и время их начала от момента схода снаряда. Фиксируют значение первого наибольшего отклонения относительно направления пуска вправо от предстартового положения, вычисляют время начала последующих периодов колебаний в наклонной плоскости, по меньшей мере трех, и значения максимального отклонения относительно направления пуска влево для каждого из них, выбирают периоды с максимальными отклонениями относительно направления пуска влево, не выходящими за границы заданной полосы пропускаемых амплитуд колебаний, прогнозируют расчетное время начала и конца интервалов "старт-сход" для каждого рассматриваемого периода колебаний и соответствующей четверти периода колебаний, в которой будет находиться пакет направляющих в вертикальной плоскости на момент схода запускаемого реактивного снаряда, определяют паузы между пусками реактивных снарядов для каждой пусковой установки и определяют из условия обеспечения схода каждого реактивного снаряда в залпе только при движении пакета направляющих относительно направления пуска слева направо и максимальном отклонении его относительно направления пуска вправо на момент прекращения механической связи снаряда с направляющей и при движении пакета направляющих в вертикальной плоскости сверху вниз.

Уменьшение разброса параметров колебаний ПН на интервале "старт-сход" можно обеспечить за счет выбора момента пуска PC в залпе так, чтоб кривые, описываемые ПН в двух плоскостях, для всех снарядов были по форме близки друг к другу. При дискретном темпе это обеспечить невозможно из-за изменения периодов колебания ПУ в процессе эксплуатации. Отсюда вытекает необходимость в приспособлении к этому факту, так как паузы между пусками не будут постоянными.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующая адаптированный способ задания темпа пусков PC с ПУ РСЗО при ведении залпового огня. На фиг.2 представлен режим затухающих колебаний ПН ПУ РСЗО.

Известно также, что периоды колебаний для НП и ВП неодинаковы и в НП они дольше, чем в ВП. Поэтому сочетание кривых в плоскостях колебаний ПН на интервале "старт-сход" будут разными. Так как после схода PC ПН совершает затухающие колебания, то есть возможность выбрать периоды колебаний, где формы кривых для обеих плоскостей на интервале "старт-сход" имеют наименьший разброс.

В связи с тем что рассеивание PC в боковом направлении больше, чем по дальности, то основное внимание уделяется уменьшению разброса НВ PC в наклонной плоскости. Как показывают результаты машинного эксперимента, НВ меньше, если ПН при сходе снаряда перемещался слева направо и в момент схода был в крайнем правом положении (угловая скорость ПН при этом равна нулю). При затухающем колебании максимальные амплитуды периодов колебаний уменьшаются, и это влияет на характер кривой на интервале "старт-сход", поэтому при выборе периода для пуска необходимо ограничивать по амплитуде отклонения для уменьшения разброса кривых по форме.

Результаты машинного эксперимента показывают, что НВ меньше, если при сходе снаряда ПН перемещался слева направо и сверху вниз. Такое сочетание, повторяющееся для каждого снаряда в залпе, не только уменьшает разброс НВ, но и понижает их уровень. Из-за неравенства периодов колебаний названное сочетание достичь можно не всегда, поэтому будут неизбежны пуски и при других сочетаниях кривых. Однако в НП необходимо оставить только одну форму кривой, при которой будет осуществляться сход снаряда слева направо и конец ее - в крайнем правом положении ПН. В сочетании к ней в ВП подходят кривые, которые называются по убыванию влияния на уменьшение НВ: 1) на части интервала "старт-сход" ПН движется сверху вниз и в момент схода имеет максимальное отклонение от заданного угла возвышения (ϕ = 3π/2); 2) то же, на момент схода PC ПН вблизи предстартового положения (ϕ ≈ π); 3) ПН движется снизу вверх и в момент схода PC почти у крайнего верхнего отклонения ПН (ϕ ≈ π/2); 4) то же, но на момент схода ПН вблизи предстартового положения (ϕ ≈ 0). Спрогнозировать затухающие колебания по измеренным периодам и отношению двух последовательных амплитуд возможно с вполне удовлетворительными результатами.

Представленное устройство (фиг.1) содержит: блок питания 1, блок коммутации 2, шаговый распределитель 3, электродетонаторы 4, счетчик сошедших PC 5, датчик схода снаряда 6, счетчик времени 7, датчик колебаний в НП 8, датчик колебаний в ВП 9, фазочувствительные элементы 10 и 12, определители времени 11 и 13, измерители амплитуды сигнала 14 и 15, счетно-решающее устройство, в котором размещаются блоки для определения: отношения K_п=A₁/A₂ 18, половины разности K_p= (A₁-A₂)/2 17, верхней А_зад/_mах= А_зад+К_р и нижней А_зад.min= A_зад-К_р границ полосы пропускаемых амплитуд 19, величины амплитуды ₃= А₂/К_п; A₄=A₃/K_п; А₅=А₄/К_п 20, амплитуд, находящихся в пропускной полосе А_зад.min<А<А 21, номеров периодов, в которых находятся проходные амплитуды 22, времени начала каждого из 3-х периодов пуска от времени t= t_ф=0+Т_н по t_Ti= t_ф=0+iT_н 23; расчетного времени пуска для каждого из 3-х периодов по t_пi=t_Ti+0,5T_н-t_cx 24; периода пуска исходя из t_пi≥P_min 25, времени от t_ф=0 до момента схода PC для каждого из трех периодов по t_кптi= t_пi-t_ф=0+t_cх 26, значения У_впi=sin2π/Т_в•t_кптi 27, периода пуска из условия нахождения У_впi в приоритетной четверти тригонометрического круга 28 рационального периода t_пi 29.

Адаптированный способ задания темпа пусков PC с ПУ РСЗО осуществляется следующим образом.

Перед стрельбой, при включении блока питания 1, в блок коммутации 2 вводятся исходные данные: время схода PC для имеющейся температуры заряда t_cx, время минимальной паузы P_min, выбранная амплитуда отклонения ПН в НП, около которой будет производится пуск каждого PC А_зад, количество снарядов в залпе N.

Ведение огня начинается с включения питания на блоке коммутации 2, что приводит к подаче напряжения в цепи питания всех элементов устройства. При нажатии на кнопку "пуск" с блока коммутации 2 сигнал подается на шаговый распределитель 3 для подачи напряжения на электродетонатор 4 первого PC и на счетчик сошедших PC 5 для контроля запущенных снарядов. Под воздействием стартующего PC ПН ПУ отклоняется от положения старта в НП и ВП и входит в режим затухающих колебаний (фиг. 2). Для уменьшения разброса величины начальных возмущений PC путем обеспечения постоянства дисперсии параметров колебаний ПН на интервале "старт-сход" необходимо, чтобы сход последующего PC происходил при движении ПН слева направо и момент прекращения его механической связи с направляющей соответствовал крайнему отклонению пакета вправо. В ВП ПН должен перемещаться сверху вниз и к моменту схода PC быть в крайней нижней точке фазы колебания. В связи с разницей периодов колебаний T_н в НП и Т_в в ВП, такого сочетания при сходе PC может и не быть, тогда приоритетность пуска для сочетания обязательного движения ПН слева направо с движением в ВП будет осуществляться следующая: 1) сверху вниз и ПН в момент схода PC находится в III четверти тригонометрического круга (π<ϕ≤3π/2); 2) сверху вниз и ПН - в II четверти (π/2<ϕ<π); 3) снизу вверх и ПН - в I четверти (0<ϕ<π/2); 4) снизу вверх и ПН - в IV четверти (3π/2<ϕ<2π).
Так как колебания затухают, то для обеспечения одинаковых условий схода снарядов в залпе необходимо и можно найти периоды, близкие по амплитудам, ориентируясь на какую-либо заданную амплитуду.

В момент схода PC срабатывает датчик схода снаряда 6, подавая сигнал на включение счетчика времени 7 и информацию о сходе на счетчик сошедших PC 5. Отсчет времени начинается с t=0. Если информация о сходе снаряда не поступит в счетчик сошедших PC 5, то это свидетельствует о возможной задержке пуска, и через 2 с со счетчика поступит команда на блок коммутации 2 для прекращения огня.

Условие отклонения ПН фиксируется датчиками колебаний в НП 8 и в ВП 9, например, гироскопического типа. Сигнал с датчика 8 подается на фазочувствительный элемент 10, который позволяет определить начало положительной фазы (t_ϕ = 0) и ее удвоенную длительность, что соответствует периоду Т_н, в определителе времени 11. По сигналам с фазочувствительного элемента 10 и определителя времени 11 измеряется величина амплитуды A₁ при 0,25 Т_н и А₂ при 0,75 Т_н в измерителях амплитуды 15 и 14. После определения величины А₂ сигнал с измерителя 14 поступает на фазочувствительный элемент 10, отключая его работу до пуска следующего снаряда. Параллельно с датчиком колебаний 8 работает датчик колебаний 9, посылая сигнал на фазочувствительный элемент 12 для определения начала положительной фазы (t_ϕ=0) колебания в ВП и ее удвоенную длительность, соответствующую периоду Т_в, в определителе времени 13. После определения Т_в сигнал с определителя времени 13 подается на элемент 12 для его отключения до следующего пуска.

Информация о величине A₁ и А₂ поступает в счетно-решающее устройство 16 на блок 17 для вычисления К_п=(А₁-А₂)/2, необходимой при определении ширины пропускания прогнозируемых периодов колебаний ПН в НП, допускаемых к рассмотрению на возможность пуска во время их прохождения, и на блок 18 для вычисления отношения K_p= A₁/A₂, характеризующего затухающий колебательный процесс ПУ. С блока 17 величина Кр подается на блок 19 и, исходя из поступившей с блока коммутации 2 величины А_зад, определяется верхняя А_зад.max= А_зад+К_р и нижняя А_зад.min=А_зад-К_р границы полосы пропускания амплитуд. Отношение К_п подается в блок 20, и там по выражению A_i=A_i-1/K_п определяются амплитуды А_3,4,5. В блоке 21 значения найденных амплитуд А_3,4,5 проверяются на прохождение через ограничения принятых из блока 19: А_зад.min<А<А, и по номерам прошедших амплитуд в блоке 22 назначаются номера прогнозируемых периодов, в которых может быть осуществлен пуск. Если не был назначен ни один из 3-х периодов (амплитуды А_3,4,5 находились вне полосы пропускания), то разрешенным на пуск становится 3-й период. По номеру периодов Ti, принятых к рассмотрению, в блоке 23 определяется время начала каждого из них от момента t=t_ф=0+T_н с использованием выражения t_Ti=t_ф=0+iT_н и значений, полученных с определителя времени 11. В блоке 24 по формуле t_пi=t_Ti+0,5Т_н-t_сх и данным, поступившим из блока 23, определителя времени 11 и блока коммутации 2, определяется расчетное время начала пуска PC для каждого рассматриваемого периода. Возможные значения времени пусков PC, обеспечивающих выполнение требований к пуску для НП, уточняются в блоке 29, где проверяется условие t_пi≥P_min, по информации из блока 25 и блока коммутации 2. В блоке 26 по формуле t_КПTi = t_Пi-t_ϕ=0+t_сх и данным из определителя времени 13, блока коммутации 2 и блока 29 определяется прогнозируемое время момента схода пускаемого снаряда в выбранных периодах. Найденные значения времени с данными блока 29 и определителя времени 13 поступают в блок 27, где вычисляются значения y_впi=sin2π/Т_в•t_кптi для установления четверти тригонометрического круга, в которой будет находится ПН в ВП на момент схода PC при пусках в каждом из рассматриваемых периодах. В блоке 28 рассматриваемые периоды выстраиваются в соответствии с приоритетом по условиям движения ПН в ВП. Эта информация подается в блок 29, где окончательно определяется номер периода пуска PC, в котором наиболее рационально сочетаются движения ПН в НП и ВП при сходе PC, определяется длительность паузы по t_пi, включается выдержка, и после ее истечения подается сигнал на пуск PC. С блока 29 этот сигнал поступает через счетчик сошедших PC 5 на шаговый распределитель 3 и с него на электродетонатор второго PC. Как только снаряд сойдет, сработает датчик схода 6 и подает сигнал в счетчик сошедших PC 5, а также приведет устройство в исходное состояние для определения условий схода 3-го снаряда. Процесс запуска и схода последующих снарядов будет аналогичным.

После поступления с выхода счетчика сошедших PC 5 сигнала о сходе последнего снаряда заданного залпа на вход блока коммутации 2 устройство будет переведено в исходное состояние.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет учесть изменения динамических параметров ПУ при стрельбе и эксплуатации, взаимное влияние угловых отклонений пакета направляющих в наклонной и вертикальной плоскостях и назначить такое время пуска, чтобы обеспечить постоянство дисперсии условий схода каждого реактивного снаряда в залпе с минимальным ее уровнем на всем интервале "старт-сход". По предварительным расчетам использование предлагаемого способа уменьшает разброс начальных возмущений снарядов в 1,3...1,4 раза и улучшает кучность стрельбы дальнобойных комплексов типа "Ураган" на 25... 30%, сокращает почти наполовину время полного залпа.

Формула изобретения

Адаптивный способ задания темпа пусков реактивных снарядов пусковой установки реактивных систем залпового огня, включающий измерение угловых колебаний пакета направляющих пусковой установки в наклонной и вертикальной плоскостях после очередного схода реактивного снаряда, отличающийся тем, что осуществляется определение периодов колебаний пакета направляющих в виде синусоид для наклонной и вертикальной плоскостей и времени их начала от момента схода снаряда, фиксирование значения первого наибольшего отклонения относительно направления пуска вправо от предстартового положения, вычисления времени начала последующих периодов колебаний в наклонной плоскости, по меньшей мере трех, и значений максимального отклонения относительно направления пуска влево для каждого из них, выбор периодов с максимальными отклонениями относительно направления пуска влево, не выходящими за границы заданной полосы пропускаемых амплитуд колебаний, прогнозирование расчетного времени начала и конца интервалов "старт-сход" для каждого рассматриваемого периода колебаний и соответствующей четверти периода колебаний, в которой будет находиться пакет направляющих в вертикальной плоскости на момент схода запускаемого реактивного снаряда, определяют паузы между пусками реактивных снарядов для каждой пусковой установки и определяют из условия обеспечения схода каждого реактивного снаряда в залпе только при движении пакета направляющих относительно направления пуска слева направо и максимальном отклонении его относительно направления пуска вправо на момент прекращения механической связи снаряда с направляющей и при движении пакета направляющих в вертикальной плоскости сверху вниз.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2