Самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности
Владельцы патента RU 2333450:
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" (RU)
Изобретение относится к области оборонной техники и может быть использовано для организации противовоздушной обороны войск и военных объектов от поражения средств воздушного нападения противника. Технический результат - обеспечение эффективной боевой работы в условиях сложной помеховой обстановки. Установка содержит первую антенную систему, радиолокационную станцию, цифровую вычислительную систему, поворотную пусковую установку с ракетами, на которой установлена гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа, систему навигации, топопривязки и ориентирования, размещенную на самоходном шасси. Для обеспечения работы в условиях сложной помеховой обстановки введены вторая антенная система, приемное устройство и интеллектуальная система. 2 ил.
Предлагаемое техническое решение относится к области оборонной техники, в частности к мобильным зенитно-ракетным комплексам (ЗРК), и может быть использовано для организации противовоздушной обороны войск и военных объектов от поражения средств воздушного нападения противника.
В структуре современной противовоздушной обороны (ПВО) радиолокационная станция (РЛС) является основным и практически единственным источником информации о воздушной обстановке средств воздушного нападения (СВН), причем тактический порядок современной авиации совместно с баллистическими ракетами и крылатыми ракетами, предназначенных для прорыва ПВО, обязательно предусматривает огневое подавление ПВО, так как РЛС обеспечивает контроль зоны ответственности ПВО и выдачи целеуказания радиолокационным средствам активного наведения - ЗРК и истребительной авиации.
Известен ЗРК (см. Soldat und Technik, 1987, №4, p.262), содержащий три модуля, каждый из которых размещен на отдельном прицепе, трехкоординатная РЛС обзора, обнаружения и сопровождения целей, а также система управления зенитно-управляемой ракетой (ЗУР) двухлучевая РЛС сопровождения цели и ракеты, огневой блок с ракетами и электронно-оптическая система автоматического сопровождения ракеты и цели.
Наличие двух параллельно действующих систем наведения позволяет комплексу одновременно наводить две ракеты, однако размещение на трех прицепах требует большого времени развертывания комплекса, что увеличивает время реакции и снижает эффект его применения.
Известен самоходный зенитно-ракетный комплекс (ЗРК) "Куб" (см. Техника и вооружение, 1999, №5-6, стр.28-34), состоящий из самоходной пусковой установки с ракетами, самоходной установки разведки и наведения, содержащей радиолокационную станцию (РЛС) обнаружения воздушных целей и целеуказания и РЛС сопровождения цели и подсвета, средства опознавания цели, систему навигации, топопривязки и ориентирования (СНТО), систему радиотелекодовой связи с пусковой установкой, телевизионно-оптический визир (ТОВ), автономный источник питания, систему подъема антенны и горизонтирования. Комплекс одноцелевой и расположен на нескольких гусеничных машинах.
Известна передвижная боевая установка, оборудованная многоствольным пусковым ракетным устройством (см. патент DE №2356462, МПК F41G 07/00, 1976), содержащая радиолокатор, систему наведения и целеуказания, аппаратуру вычисления и управления, антенны поиска, сопровождения и передачи команд управления на ракету, а также телевизионную камеру, лазерный дальномер и инфракрасную систему сопровождения целей.
Известна самоходная боевая машина ЗРК ближнего действия (см. патент RU №2121645, МПК F41H 07/00, 1998), содержащая самоходное шасси с кабиной, вращающееся на опорном подшипнике антенно-пусковое устройство, состоящее из системы наведения с антенной, системы обнаружения цели с антенной и пускового устройства, кроме того, машина содержит шахту, размещенную в антенно-пусковом устройстве.
Указанное техническое решение обеспечивает малую дальность поражения воздушного противника.
Известна ЗУР с ПРГС ЗРК "ХОК" (см. Wehrtechnik, 1977, №1-2), содержащая РЛС обнаружения воздушных целей, систему управления огнем, РЛС сопровождения и подсвета и ЗУР с ПРГС.
Известен ЗРК "Кроталь" (см. Зарубежное военное обозрение, 1999, №10, стр.2-5), содержащий РЛС обнаружения, пусковую установку с вертикальным стартом ракет.
Используется "холодный пуск" ракеты VT-1, особенностью которого является выстреливание ракеты с помощью порохового аккумулятора давления со скоростью 40 м/с, приводимого в действие газогенератором, затем осуществляется запуск маршевого двигателя, причем разворот ракеты производится с помощью отдельного поворотного модуля, управляемого бортовым компьютером.
Известен ЗРК "Пэтриот", расположенный на нескольких колесных шасси (см. Техника и вооружение, 1992, №9-10, стр.38-39, В.В.Маликов, ЗРК "Пэтриот"), содержащий многофункциональную РЛС с ФАР, группу антенн для подавления боковых лепестков, блок передатчиков, блок приемников, систему цифровой обработки сигнала, цифровую вычислительную систему (ЦВС) управления и синхронизации, систему опознавания "свой-чужой", аппаратуру выработки и передачи на борт ракеты команд управления в условиях радиопротиводействия, газотурбинный генератор для энергоснабжения, пост управления, средства связи, систему диагностики контроля за состоянием элементов комплекса.
Комплекс требует большого времени развертывания.
Приведенные аналоги обладают тем или иным из следующих основных недостатков:
- раздельное размещение РЛС обнаружения, сопровождения, подсвета целей для наведения ракет и пусковой установки с ракетами на нескольких боевых средствах ЗРК;
- существенное ухудшение тактико-технических характеристик ЗРК в сложной помеховой обстановке.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является самоходная огневая установка (СОУ) 9А310-М1 ЗРК "БУК-М1" ГС1.641.006 ТО (см. Военный парад, 1997, №1, стр.28-32, В.В.Матяшев, ЗРК "БУК-M1"; Техника и вооружение, 1999, №5-6, стр.35-41), содержащая РЛС обнаружения, сопровождения и подсвета целей в С - диапазоне, а также поворотную пусковую установку с ракетами, причем радиолокационная станция размещена на самоходной пусковой установке и состоит из электромеханической антенны, приемо-передающей системы, цифровой вычислительной системы управления и синхронизации, синтезатора для формирования сигналов литерных частот, системы опознавания "свой-чужой", аппаратуры выработки и передачи на борт ракеты команд радиокоррекции (управления), кроме того, на пусковой установке размещены датчики углов крена и тангажа, а также система навигации, топопривязки и ориентирования (СЫТО), система телекодовой связи и оперативно-командная связь.
Недостатком этого технического решения является существенное ухудшение тактико-технических характеристик СОУ в сложной помеховой обстановке.
Техническим результатом предлагаемого решения является создание самоходной огневой установки обнаружения, сопровождения, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности, обеспечивающей эффективную боевую работу в условиях сложной помеховой обстановки.
Технический результат достигается тем, что самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности, содержит первую антенную систему, выход которой соединен с первым входом радиолокационной станции, первый выход которой подключен к первому входу цифровой вычислительной системы. Первый выход цифровой вычислительной системы подключен к поворотной пусковой установке с ракетами, на которой установлена гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа, вход которой подключен к выходу системы навигации, топопривязки и ориентирования, размещенной на самоходном шасси. Выход гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа соединен со вторым входом цифровой вычислительной системы, второй выход цифровой вычислительной системы подключен ко второму входу радиолокационной станции, второй выход которой соединен с входом первой антенной системы.
Новым в предлагаемом техническом решении является введение второй антенной системы, приемного устройства и интеллектуальной системы. Выход второй приемной антенны соединен со входом приемного устройства, выход приемного устройства подключен к первому входу интеллектуальной системы, выход интеллектуальной системы соединен с третьим входом цифровой вычислительной системы, третий выход которой подключен ко второму входу интеллектуальной системы.
На фиг.1 изображены структурная схема самоходной огневой установки обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности.
На фиг.2 представлена функциональная схема самоходной огневой установки обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности.
Самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности (СОУ), содержит первую антенную систему 1, радиолокационную станцию 2, цифровую вычислительную систему (ЦВС) 3, поворотную пусковую установку с ракетами (ПУ) 4, причем на поворотной пусковой установке с ракетами 4 размещена гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа (ГС) 6, необходимая для стабилизации луча первой антенной системы 1, вторую антенную систему 7. На самоходном шасси размещены система навигации, топопривязки и ориентирования (СНТО) 5, приемное устройство 8 и интеллектуальная система 9.
Выход первой антенной системы 1 соединен с первым входом радиолокационной станции 2, первый выход которой подключен к первому входу цифровой вычислительной системы 3. Первый выход цифровой вычислительной системы 3 подключен к поворотной пусковой установке с ракетами 4, на которой установлена гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа 6, вход которой подключен к выходу системы навигации, топопривязки и ориентирования 5, размещенной на самоходном шасси. Выход гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа 6 соединен со вторым входом цифровой вычислительной системы 3, второй выход цифровой вычислительной системы 3 подключен ко второму входу радиолокационной станции 2, второй выход которой соединен с входом первой антенной системы 1. Выход второй приемной антенны 7 соединен с входом приемного устройства 8, выход приемного устройств 8 подключен к первому входу интеллектуальной системы 9, выход интеллектуальной системы 9 соединен с третьим входом цифровой вычислительной системы 3, третий выход которой подключен ко второму входу интеллектуальной системы 9.
Самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности (СОУ) работает следующим образом.
После установки СОУ на боевую позицию из системы навигации, топопривязки и ориентирования 5 в гироскопическую систему измерения углов курса, крена и тангажа 6, ЦВС 3 вводится значение курсового угла СОУ (угол между продольной осью СОУ и направлением на север). Курсовой угол СОУ используется в гироскопической системе измерения углов курса, крена и тангажа 6 в качестве начальных условий и в процессе дальнейшей работы гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа 6 выдает значение курса с учетом этого угла. В ЦВС курсовой угол СОУ используется в сеансах коррекции для расчета угла ψрасч, где ψрасч - расчитанный курсовой угол.
Сигналы с выхода первой антенной системы 1 выдаются на вход РЛС 2, которая осуществляет обнаружение, захват, сопровождение и подсвет целей.
После усиления и преобразования сигналы целей выдаются с первого выхода РЛС 2 на первый вход ЦВС 3, в которой производится формирование сигналов управления ПУ 4 для выработки углов упреждения и формирование сигналов наведения ракеты. Сформированные сигналы выдаются с первого выхода ЦВС 3 на вход ПУ 4.
На ПУ 4 установлена гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа 6, необходимая для стабилизации луча первой антенной системы 1 в пространстве при поворотах ПУ 4 в горизонтальной плоскости и при наличии кренов. Измеренные значения углов курса с выхода гироскопической системы измерения углов курса, крена и тангажа угловых координат 6 ψизм подаются на второй вход ЦВС 3, где ψизм - измеренный в горизонтальной плоскости курсовой угол СОУ.
После усреднения вычисляется разность Δ=ψизм-ψрасч, которая используется в ЦВС для стабилизации луча первой антенной системы 1.
В условиях сложной помеховой обстановки используются: вторая антенная система 7, приемное устройство 8 и интеллектуальная система 9.
Известно (см. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием М.: «Радиотехника», 2003. - стр.26-29), что основу методов радиоэлектронного подавления (РЭП) РЛС СОУ составляют активные и пассивные помехи, нацеленные на создание маскирующего или дезинформирующего эффекта. Помимо них к основным методам РЭП относятся методы силового энергетического подавления, рассчитанные на выведение из строя определенных элементов приемных устройств, методы воздействия на окружающую среду, в которой распространяются радиосигналы подавляемых РЛС, искажение формы зондирующего и отраженного о объекта сигналов, ослабляющих мощность зондирующих и отраженных сигналов; методы уменьшения эффективной площади рассеяния (ЭПР) целей.
Активные помехи создаются с помощью передатчиков помех. По эффекту действия они разделяются на маскирующие и имитационные. К активным маскирующим помехам относятся шумовые и хаотические импульсные помехи. Активные имитационные помехи обычно предназначаются для дезинформации и создают в системах обработки ложную информацию.
Формирование активных помех может осуществляться следующими способами: генераторным; ретрансляторным; ретрансляционно-генераторным.
Вторая антенная система 7 обнаруживает помехи, приемное устройство усиливает, фильтрует и осуществляет согласование приемного устройства 8 с интеллектуальной системой 9 (ИС), ИС осуществляет анализ полезного сигнала поступающего из ЦВС и помехи, распознавание класса помехи, принимает решение об оптимальном, по критерию максимального отношения сигнал/помеха, методе или способе компенсации воздействия помехи данного класса, формирует и выдает команду на включение выбранного оптимального режима работы РЛС на ЦВС.
Ко второй антенной системе 7 предъявляются два требования: сектор обзора по азимуту около 300 градусов (60 градусов экранировано ракетами на ПУ), по углу места около 60 градусов, возможность пеленгации направления на источник помех с точностью 5-10 градусов. Техническая реализация такой антенной системы не вызывает затруднений, например несколько рупорных антенн или щелевой антенны с механическим вращением по азимуту, пути построения антенной системы изложены в литературе (см. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. - 2-е изд., переработанное и доп. - М. Сов. радио, 1974 г., Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов. / Под редакцией Д.И. Воскресенского. М.: Советское радио, 1972 г. и др.).
Приемное устройство 8 представляет собой многоканальный приемник, варианты реализации которого подробно рассмотрены в литературе (см. Царьков Н.М. Многоканальные радиолокационные измерители. - М.: Сов. радио, 1980., Радиоприемные устройства. / Под ред. А.П.Жуковского, - Высшая школа, 1989., Ред Э.Т. Схемотехника радиоприемников. - М.: Мир, 1989 и др.).
Интеллектуальная система может быть реализована в виде экспертной системы или нейронной сети (см. Гаскаров Д.В. Интеллектуальные информационные системы. - М.: Высш. шк., 2003., Попов Э.В. Экспертные системы. - М.: Наука, 1987., Каллан Роберт. Основные концепции нейронных сетей. Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2001., Нейронные сети. STATISTICA Neural Networks: Пер.с англ. - М.: Горячая линия - Телеком. 2001. и др.). Обучение интеллектуальной системы проводится по разработанным в настоящее время методикам (см. Берестова В.И., Рыбина Г.В. Технология проектирования систем, основанных на знаниях, на базе инструментальных средств ИНТЕР-ЭКСПЕРТ и ЛЕОНАРДО: Лабораторный практикум. - М.: МИФИ, 1992, Рыбина Г.В. Проектирование систем, основанных на знаниях. - М.: МИФИ, 2004, Осипов Г.С. Приобретение знаний интеллектуальными системами. М.: Наука, 1997, Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. - СПб.: Питер, 2000 и др.).
Обучение ИС осуществляется с использованием известных методов и способов противодействия помехам в радиолокации (см. Юдин Л.М., Фомичев К.И. Системы радиоэлектронного противодействия. Запоминание высокочастотных сигналов. - Электроника, НТБ, 1999, Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиоэлектронной борьбы. ВВИА им. Проф. Н.Е. Жуковского, 1998, Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - М.: Воениздат, 1981, Вакин С.А., Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. - М.: Сов. радио, 1968., Тузов Г.И. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. - М.: Радио и связь, 1985, Защита от радиопомех. / Под ред. М.В.Максимова. - М.: Советское радио. 1976, Гуткин Л.С. Теория оптимальных методов радиоприема при флуактационных помехах. - М.: Сов. радио, 1972 и др.) алгоритмы различных методов и способов защиты от различных классов помех хранятся в ЦВС и включаются по команде от ИС.
Таким образом, предлагаемая самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности может обеспечить эффективную боевую работу в условиях сложной помеховой обстановки без снижения основных тактико-технических характеристик СОУ.
Самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности, содержащая первую антенную систему, выход которой соединен с первым входом радиолокационной станции, первый выход которой подключен к первому входу цифровой вычислительной системы, первый выход которой подключен к поворотной пусковой установке с ракетами, на которой установлена гироскопическая система измерения углов курса, крена и тангажа, вход которой подключен к выходу системы навигации, топопривязки и ориентирования, размещенной на самоходном шасси, а выход гироскопической системы измерения углов курса, крена и тангажа соединен со вторым входом цифровой вычислительной системы, второй выход цифровой вычислительной системы подключен ко второму входу радиолокационной станции, второй выход которой соединен с входом первой антенной системы, отличающаяся тем, что она снабжена второй антенной системой, приемным устройством и интеллектуальной системой для распознавания класса помехи и принятия решения об оптимальном по критерию максимального отношения сигнал\помеха методе компенсации воздействия помехи данного класса, причем выход второй приемной антенны соединен с входом приемного устройства, выход приемного устройства подключен к первому входу интеллектуальной системы, выход интеллектуальной системы соединен с третьим входом цифровой вычислительной системы, третий выход которой подключен ко второму входу интеллектуальной системы.
