Способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения

Изобретение относится к области вооружения, в частности к управлению артиллерийскими управляемыми снарядами с лазерной полуактивной головкой самонаведения, захватывающей подсвеченную цель на конечном участке траектории. Изобретение предназначено для управления огнем минометов и ствольной артиллерии калибров типа 120, 122, 152, 155 мм при стрельбе управляемыми боеприпасами, а также управляемыми ракетами с головкой самонаведения. Технический результат - повышение точности стрельбы. Способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения заключается в следующем: цель обнаруживается целеуказателем, затем происходит измерение расстояний от целеуказателя до цели и от огневой позиции до цели с топографической привязкой цели, целеуказателя и огневой позиции к местности, расчет и реализация установок стрельбы по координатам цели и огневой позиции. Далее производится наведение снаряда на цель, включающее последовательное наведение орудия на цель по углам баллистических установок и разворот снаряда на цель, подсвеченную после выстрела лазерным излучением целеуказателя, топографическая привязка цели к местности и преобразование ее координат в последовательность двоичных кодов осуществляется при помощи пульта разведчика, а расчет установок орудия осуществляется при помощи пульта управления орудием. При этом в пульте разведчика и в пульте управления орудием организовано единое компьютерное время, и после выстрела до включения целеуказателя осуществляют передачу из пульта управления орудием в пульт разведчика по цифровой радиосвязи значение времени включения лазерного излучения целеуказателя, а сигнал включения подсвечивания цели автоматически посылают из пульта разведчика в целеуказатель при достижении времени включения. Результатом предлагаемого изобретения является повышение точности стрельбы самонаводящимся снарядом по цели, подсвеченной лучом лазера за счет сокращения количества “ручных” операций и повышение точности синхронизации момента подсвета цели с моментом выстрела; последнее свойство особенно важно для поражения движущихся целей. 1 ил.

 

Изобретение относится к области вооружения, в частности к управлению артиллерийскими управляемыми снарядами с лазерной полуактивной головкой самонаведения, захватывающей подсвеченную цель на конечном участке траектории.

Изобретение предназначено для управления огнем минометов и ствольной артиллерии калибров типа 120, 122, 152, 155 мм при стрельбе управляемыми боеприпасами, а также управляемыми ракетами с головкой самонаведения.

Известен способ полуактивного наведения ракеты на цель [1, стр.311]. "Полуактивная система самонаведения основана на использовании энергии, отраженной от цели. При этом цель облучается передатчиком, например радиоизлучателем, размещенным не на ракете, а на земле, корабле, самолете...

Отразившиеся от цели радиоволны принимаются приемником-координатором; последний производит непрерывное и автоматическое измерение текущих координат цели относительно ракеты. Счетно-решающее устройство по текущим координатам цели определяет ее положение относительно ракеты и вырабатывает сигналы на рули управления".

Такой способ полуактивного наведения ракеты на цель эффективен для поражения воздушных одиночных целей и практически не применяется при стрельбе по наземным целям. Это происходит из-за того, что луч радиолокатора отражается не только от цели, но и от близко расположенных объектов и от земли, что приводит к снижению точности поражения цели.

Известен также способ стрельбы [2] управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения, выбранный нами за прототип, когда снаряд захватывает подсвеченную лучом лазера цель на конечном участке траектории.

Названный способ включает обнаружение цели целеуказателем, измерение расстояния от целеуказателя до цели, производство выстрела и наведение снаряда на цель, подсвеченную лазерным излучением целеуказателя. При этом смещается фаза лазерного излучения передатчика в соответствии с измеренной дальностью цели и обеспечивается постоянство фазы в месте расположения цели.

Недостатками данного способа стрельбы артиллерийским снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения являются большое количество "ручных" операций при расчете вводных данных для стрельбы, недостаточная точность стрельбы при вводе расстояний по карте и координат принятых ориентиров, большое время при расчетах "вручную".

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности стрельбы самонаводящимся снарядом по цели, подсвеченной лучом лазера, за счет сокращения количества "ручных" операций, реализации качественно новых возможностей по организации взаимодействия разведчика, работающего с ЛЦД, и командира огневой позиции, а также за счет сокращения времени начала стрельбы; последнее свойство особенно важно для поражения движущихся целей.

Для достижения указанной задачи в известном способе стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения, включающем обнаружение цели целеуказателем, измерение расстояния от целеуказателя до цели, производство выстрела и наведение снаряда на цель, подсвеченную лазерным излучением целеуказателя, дополнительно определяют азимут цели относительно целеуказателя, осуществляют топографическую привязку цели, целеуказателя и огневой позиции к местности, производят расчет и реализацию установок стрельбы по координатам цели и огневой позиции, причем цель подсвечивают лазерным излучением после производства выстрела, а топографическую привязку цели к местности осуществляют в пульте разведчика расчетным путем, после топографической привязки цели к местности производят преобразование ее координат в пульте разведчика в последовательность двоичных кодов и передают их по цифровой радиосвязи в пульт управления орудием, расчет установок стрельбы орудия выполняют в пульте управления орудием, при этом в пульте разведчика и в пульте управления орудием устанавливают единое компьютерное время, после производства выстрела до включения целеуказателя устанавливают канал цифровой радиосвязи между пультом управления орудием и пультом разведчика для передачи по нему времени включения лазерного излучения целеуказателя, а сигнал включения автоматически посылают из пульта разведчика в целеуказатель при достижении необходимого времени включения.

Предлагаемый способ стрельбы из артиллерийского орудия управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения реализуется следующим образом: в боевом порядке артиллерийская батарея располагается на большой дальности от линии соприкосновения с противником. К линии боевого соприкосновения высылается разведчик с лазерным целеуказателем-дальномером (ЛЦД), аппаратурой спутниковой навигации, цифровой радиостанцией и пультом разведчика, причем выходы целеуказателя, аппаратуры спутниковой навигации и цифровой радиостанции через разъемы подключены к процессору пульта разведчика.

Лазерный целеуказатель с дальномером и визирным каналом служит для обнаружения и сопровождения цели, а также для определения координат цели, например дальности и азимута цели относительно ЛЦД.

С помощью аппаратуры спутниковой навигации определяются координаты целеуказателя в прямоугольной географической системе и вводятся в пульт разведчика.

Разведчик с помощью ЛЦД производит замер дальности до цели и азимута цели. Результаты замеров переносятся в пульт разведчика преображаются, например, в земную систему координат топографической привязки к местности, отображаются на экране пульта разведчика, преобразуются в последовательность двоичных кодов например по стандарту EIA интерфейса RS232C и передаются в пульт управления орудием по цифровой радиосвязи.

В пульте управления орудием, например с аппаратуры спутниковой навигации, вводятся координаты широты, долготы и высоты орудия, с клавиатуры вводят данные для баллистических расчетов (весовой коэффициент снаряда, температура заряда), метеоданные (метеобюллетень или результаты наземных метеоизмерений).

В пульте управления орудием с использованием полученных по радиосвязи координат цели автоматически вычисляются баллистические установки стрельбы орудия, например по зависимостям, приведенным в патенте №2111437 от 20.05.98 г.

С использованием средств ориентирования осуществляется наведение заряженного орудия на цель по установкам стрельбы. После этого по речевому каналу связи на контрольно-наблюдательный пункт (КНП), где находится командир батареи, передается доклад о готовности орудия к выстрелу. С КНП по речевому каналу связи подается команда “Огонь”. По этой команде на огневой позиции осуществляется выстрел.

В момент выстрела на пульте управления орудия командиром включается кнопка "Выстрел" и автоматически формируется сообщение в пульт разведчика о выстреле. При этом с таймера часов системы единого времени с пульта управления орудием считывается время выстрела и назначается время задержки включения ЛЦД в режим подсвета цели; учитывая общее время полета снаряда; оно передается в пульт разведчика в виде значения времени включения подсвета цели. Сообщение "Выстрел", содержащее время включения ЛЦД для режима подсвета цели, передается на пульт разведчика в виде последовательности двоичных кодов.

Разведчик через ЛЦД продолжает сопровождать цель, держать ее в перекрестии визирного канала.

В пульт разведчика по цифровой радиосвязи приходит сообщение о выстреле и требуемом времени включения целеуказателя. Автоматически устанавливается время включения лазерного подсветчика исходя из показаний единого времени пульта управления орудием и пульта разведчика.

В соответствующий момент времени сигнал из пульта разведчика выдается по цифровому интерфейсу, например RS232, в ЛЦД и луч лазера подсвечивает цель.

В это время орудие можно переводить в походное положение и перевозить на новую позицию.

При подлете снаряда к цели, головка самонаведения на снаряде сканирует земную поверхность в поисках следа луча лазера. При обнаружении лазерного пятна в управляемом снаряде вырабатываются команды на рули, обеспечивающие разворот снаряда в центр лазерного пятна.

Время включения лазерного целеуказателя может осуществляться по разным правилам.

Возможна минимизация отрезка времени от включения ЛЦД до поражения цели, например путем замера рассогласования координат цели и подлетающего снаряда с использованием на КНП радиолокатора. По такому рассогласованию прогнозируется время для разворота снаряда на цель, для передачи этого времени по радиосвязи и для включения ЛЦД.

Для упрощения частной реализации способа время от включения ЛЦД до поражения цели может быть выбрано постоянным и равным, например, 12 с. При таком включении подсвета цели за фиксированный отрезок времени до встречи с целью проще организуется работа системы управления снаряда.

Преобразования координат в данном способе могут производиться с использованием следующих систем координат.

Привязку ЛЦД и огневой позиции, на которой расположено орудие и командно-наблюдательный пункт с пультом управления орудием, к местности желательно производить в географической системе координат (СК) с фиксацией широты, долготы и высоты местостояния.

ЛЦД фиксирует цель в полярной СК с измерением дальности и углов наведения ЛЦД. В пульте разведчика координаты цели, введенные с ЛЦД, преобразуются в географическую СК. Через радиосвязь координаты топографической привязки цели в географической СК поступают в пульт управления орудием.

В пульте управления орудием по координатам цели и орудия определяют дальность до цели, перепад высот, а также производят расчет установок стрельбы в полярной системе координат, связанной с орудием; причем ось Х системы координат ориентирована на север. По этим координатам наводят орудие.

Снаряд на первом участке при неуправляемом полете движется по траектории, определяемой наводкой орудия. На втором участке после включения головки самонаведения управление снарядом идет в полярной СК, связанной с продольной осью снаряда.

Реализация предложенного способа поясняется блок-схемой, приведенной на чертеже, где обозначено:

1 - лазерный целеуказатель-дальномер, 2 - гирокомпас, 3 - аппаратура спутниковой навигации, 4 - пульт разведчика 5 - УКВ радиостанция, 6 - пульт управления орудием.

Для реализации способа могут применяться следующие устройства.

В качестве лазерного целеуказателя-дальномера может быть использован прибор Krasnopol-M 152/155 mm guided artillery weapon [7].

В качестве аппаратуры спутниковой навигации может быть использован прибор ориентации системы GPS, например GPS-45 [4].

В качестве пультов управления орудием и пульта разведчика может быть применена малогабаритная ЭВМ типа "Багет" [З]. Для организации цифровой радиосвязи может быть использована "УКВ" радиостанция, типа "AC-1" [5], которая по стандартному интерфейсу RS 232 стыкуется с ЭВМ пульта управления орудием и пульта разведчика.

Для ориентирования ЛЦД и орудия можно использовать гирокомпас. Данный способ стрельбы снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения по сравнению с прототипом позволяет повысить точность стрельбы артиллерийскими управляемыми снарядами и ракетами за счет более точного выполнения топопривязки, автоматической цифровой передачи координат цели и выполнения других операций способа, а также сократить время на расчет и проведение стрельбы за счет комплексной автоматизации способа в пульте разведчика и пульте управления орудием. Эффективность предложенного способа стрельбы подтверждена на комплексном моделирующем стенде предприятия.

Литература

1. Алешников М.Н., Жуков И.И. Физические основы ракетного оружия. - М. Военное изд. МО СССР - 1965 г. - 464 стр.

2. Патент DE №3338191 от 1988 г. - Способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения.

3. Багет - семейство ЭВМ для специальных применений. - Конструкторское бюро "Корунд-М" 109117, Москва, - 2000 г.

4. GPS-45 Personal Navigator - инструкция пользователя.

5. Автоматизированный комплекс УКВ радиосредств. - Государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр. "Спурт". Москва. - 2002 г.

6. Патент RU №2111437 от 20.05.98 г. - Способ и устройство наводки орудия.

7. KRASNOPOL 152/155 mm guided artillery weapon TULA, SHCHEGLOVSKAYA ZASEKA STR., E-MAEL: [e-mail].

8. Precision Guided Munitions: New Capabilities for Artillery // KBP HORIZONS, p.32-36 - Published by BTC, LTD 450 Powell Str., San Francisco, CA 94102, USA.

Способ стрельбы управляемым снарядом с лазерной полуактивной головкой самонаведения, включающий обнаружение цели целеуказателем, измерение расстояния от целеуказателя до цели, производство выстрела и наведение снаряда на цель, подсвеченную лазерным излучением целеуказателя, отличающийся тем, что дополнительно определяют азимут цели относительно целеуказателя, осуществляют топографическую привязку цели, целеуказателя и огневой позиции к местности, производят расчет и реализацию установок стрельбы по координатам цели и огневой позиции, причем цель подсвечивают лазерным излучением после производства выстрела, а топографическую привязку цели к местности осуществляют в пульте разведчика расчетным путем, после топографической привязки цели к местности производят преобразование ее координат в пульте разведчика в последовательность двоичных кодов и передают их по цифровой радиосвязи в пульт управления орудием, расчет установок стрельбы орудия выполняют в пульте управления орудием, при этом в пульте разведчика и в пульте управления орудием устанавливают единое компьютерное время, после производства выстрела до включения целеуказателя устанавливают канал цифровой радиосвязи между пультом управления орудием и пультом разведчика для передачи по нему времени включения лазерного излучения целеуказателя, а сигнал включения автоматически посылают из пульта разведчика в целеуказатель при достижении необходимого времени включения.