Зенитная ракетно-пушечная боевая машина

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в средствах противовоздушной обороны. Зенитная ракетно-пушечная боевая машина (ЗРПБМ) содержит башенную установку с пушечным и ракетным вооружением, зенитные управляемые ракеты (ЗУР) с оптическими и радиолокационными ответчиками, оптико-электронную аппаратуру визирования ЗУР, цифровую вычислительную систему, радиолокационную станцию (РЛС) обнаружения целей, РЛС сопровождения целей и ввода ЗУР миллиметрового диапазона волн (ССЦР) с устройством обработки сигналов и управления, задающий генератор (ЗГ), усилитель мощности (УМ), передающий тракт, приемопередающую основную антенну (OA), с корпусом в виде металлического кольца, в виде фазированной антенной решетки (ФАР) проходного типа с пространственным возбуждением с системой управления лучом (СУЛ), моноимпульсным облучателем (МИО), приемным трактом, малошумящими усилителями (МШУ), приемником промежуточной частоты (ПЧ-приемник), приемную антенну ввода ЗУР (АВР) в виде ФАР проходного типа с пространственным возбуждением с СУЛ, МИО, приемным трактом, МШУ, ПЧ-приемником, примыкающие друг к другу линейные модули с основанием в виде металлической ленты с многопроводной печатной платой, стяжки с закрепленными между собой металлическими пластинами, упоры. Корпус АВР, ФАР АВР, СУЛ АВР и МИО АВР в виде функционально-завершенного модуля АВР, ЗГ, УМ и передающий тракт, OA, МШУ OA и ПЧ-приемник OA в виде функционально-завершенных конструктивных сменных единиц расположены в корпусе ССЦР, приемный тракт АВР, МШУ АВР и ПЧ-приемник АВР в виде функционально-завершенной конструктивной сменной единицы размещены в корпусе АВР. Изобретение позволяет повысить боевую эффективность и надёжность, упростить конструкцию. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области вооружения и может быть использовано в войсках противовоздушной обороны (ПВО), в сухопутных войсках и в военно-морском флоте.

Войны и военные конфликты последних десятилетий показали, что доминирующее положение среди средств нападения принадлежит высокоточному авиационно-ракетному оружию (ВТО). Его широкое использование позволяет, с одной стороны, избежать атакующей стороне неприемлемых потерь среди личного состава и военной техники, а с другой - наносить чувствительные удары по противнику. Поэтому производство систем противовоздушной обороны является важным показателем развития оборонной промышленности государства.

В настоящее время виды вооружений ПВО относятся к сложным видам боевой техники, а создание эффективных систем ПВО следует отнести к работам, которые требуют вложения больших средств в НИОКР и использования высоких технологий (Вооружение ПВО и РЭС России. Альманах. М.: Издательство НО «Ассоциация «Лига содействия оборонным предприятиям», 2011. С.: 504).

Сегодня в мире создается и производится широкий спектр подобного вооружения. Известны зенитные ракетные комплексы (ЗРК) и системы (ЗРС) большой дальности (ЗРС семейства С-300, С-400 «ТРИУМФ», ЗРК РАС-3 «PATRIOT»), средней дальности (ЗРК семейства «БУК», «FT-2000»), малой дальности (ЗРС «Тор», ЗРК «Роланд», «Асрад»), способные отражать удары высокоточного оружия на разных дальностях и высотах (Зенитное ракетное оружие мира. Справочник. Серия малоформатных справочников «Оружие мира». Составитель А.Γ. Соколов. Под редакцией Н.Н. Новичкова. М.: Информационное агентство АРМ-ТАСС, 2006 г., 288 с.) [1].

Известен ЗРК «Тор» ([1] - с. 96-97), недостатками которого являются наличие только ракетного вооружения, а также малый сектор электрического сканирования луча фазированной антенной решетки (ФАР).

Известен ЗРК «Роланд» ([1] - с. 140-141), недостатками которого являются наличие только ракетного вооружения, а также одноканальная работа РЛС.

Известна ЗРС С-300 ПМУ1 ([1] - c.114-115) с ФАР (Bounkin B.V., Lemansky A.A. Experience of development and industrial production of X-band passive phased antenna arrays. (Опыт разработки и серийного производства пассивных фазированных антенных решеток Х-диапазона). International Conference on Radar, Paris, 3-6 may 1994. A.3. Antenna design. - P. 20-24). Описанная ФАР проходного типа включает множество модулей ФАР, металлическую плиту со специальной печатной платой с печатными информационными линиями, линиями питания и разъемами для модулей. При этом источники питания и модули управления решетки расположены на краю ФАР. Каждый модуль имеет группу элементов ФАР и общий многослойный пульт управления.

Наиболее эффективными в настоящее время являются мобильные зенитные ракетно-пушечные комплексы (ЗРПК) малой дальности, например зенитный пушечно-ракетный комплекс (ЗПРК) « Тунгуска», ЗРПК «Панцирь-С1».

Известен аналог, например ЗПРК «Тунгуска» (Зенитный пушечно-ракетный комплекс "Тунгуска"/ В кн. "Зенитные ракетные комплексы ПВО сухопутных войск. М: Изд-во РОО "Тех-информ", 1999, №5, 6. С.64-70). В его боевой машине (БМ) используется пушечное и ракетное вооружение с единой системой управления. Комплекс содержит самоходное шасси, башенную установку (БУ) с вооружением, его приводами, радиолокационной станцией (РЛС) обнаружения целей (СОЦ), РЛС сопровождения целей и ракет (ССЦР) сантиметрового диапазона волн, с оптическим прицелом, с приводами наведения и стабилизации, с оптико-электронной аппаратурой (ОЭА) выделения координат зенитной управляемой ракеты (ЗУР) и цифровой вычислительной системой (ЦВС).

Недостатком комплекса «Тунгуска» является ограничение боевого применения ракетного оружия в условиях плохой видимости, а также одноканальная ССЦР.

Известны аналоги, например зенитная пушечно-ракетная боевая машина (ЗПРБМ), описанная в патенте RU 2191973 С2, самоходный зенитный ракетно-пушечный комплекс (ЗРПК), описанный в патенте RU 2316709 C1, и ЗРПК, описанный в патенте RU 2321818 C1.

Известна ЗПРБМ, описанная в патенте RU 2348001 C1, принятая авторами в качестве прототипа к предлагаемому изобретению. ЗПРБМ содержит БУ, включающую в себя пушечное и ракетное вооружение, с оптическими и радиолокационными миллиметрового (мм) диапазона волн ответчиками, установленными на ЗУР, ОЭА визирования ЗУР, ЦВС, СОЦ, ССЦР мм-диапазона волн, в состав которой входит антенная система, состоящая из основной антенны (OA) и антенны ввода ЗУР (АΒΡ), выполненных в виде ФАР с широкоугольным электрическим сканированием луча. OA состоит из ФАР OA с пространственным возбуждением, моноимпульсного облучателя (МИО) OA, системы управления лучом (СУЛ) OA, приемного тракта OA, ВЧ-приемника OA, выполненного в виде малошумящего усилителя (МШУ) OA, приемника промежуточной частоты (ПЧ-приемник) OA. АВР выполнена аналогично OA и состоит из ФАР АΒΡ, МИО АВР, СУЛ АВР, приемного тракта АВР, ВЧ-приемника АВР, выполненного в виде МШУ АВР и ПЧ-приемника АВР. В состав ССЦР также входят задающий генератор (ЗГ), усилитель мощности (УМ), передающий тракт, устройство обработки сигналов и управления (УОУ), соединенное с ЦВС, включающее синхронизатор, блок первичной обработки сигналов (БПОС) и цифровую вычислительную машину (ЦВМ).

Одним из недостатков ЗПРБМ-прототипа является то, что ССЦР собирается из большого числа блоков и элементов, связанных между собой определенным образом, что приводит к высокой трудоемкости сборки изделия на этапе изготовления. Другими недостатками прототипа являются: низкая технологичность и ремонтопригодность при обслуживании и эксплуатации, отсутствие специальных конструктивных элементов, позволяющих повысить жесткость конструкции ФАР и стабильность радиотехнических характеристик (РТХ) антенных систем при работе ССЦР во время воздействия на нее внешних возмущающих воздействий, возникающих при движении и боевой работе ЗПРБМ пушечным и ракетным вооружением, а также при азимутальном вращении БУ.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение числа независимо устанавливаемых блоков и элементов, снижение трудоемкости сборки изделия на этапе изготовления, повышение технологичности, ремонтопригодности при обслуживании и эксплуатации, а также стабилизация РТХ антенных систем ССЦР.

Техническими предпосылками для достижения поставленной задачи являются модульное построение зенитной ракетно-пушечной боевой машины (ЗРПБМ) и применение в изделии конструктивно-сменных единиц, а также стабилизация РТХ антенных систем за счет увеличения жесткости конструкции ФАР.

Поставленная задача решается тем, что в ЗРПБМ, содержащей БУ, с пушечным и ракетным вооружением, оптическими и радиолокационными ответчиками мм-диапазона волн, установленными на ЗУР, ОЭА, ЦВС, СОЦ и ССЦР, в корпусе которой размещены УОУ, ЗГ, УМ, передающий тракт, приемопередающая OA, выполненная в виде ФАР OA с СУЛ OA, МИО OA, приемным трактом OA, МШУ OA, ПЧ-приемником OA, и приемная АВР, выполненная в виде ФАР АВР с СУЛ АВР, МИО АВР, приемным трактом АВР, МШУ АВР, ПЧ-приемником АВР, новым является то, что ФАР OA и ФАР АВР выполнены проходного типа с пространственным возбуждением, закреплены на корпусах OA и АВР соответственно, содержат элементы ФАР, объединенные в примыкающие друг к другу линейные модули, каждый из которых закреплен концами на корпусе OA и АВР соответственно и содержит основание модуля, выполненное в виде металлической ленты с многопроводной печатной платой, проводники которой с одной стороны соединены с контактными площадками плат элементов ФАР, расположенных на их корпусах, а с другой стороны - с выходами СУЛ OA и СУЛ АВР соответственно, причем соседние линейные модули объединены стяжками, каждая из которых содержит закрепленные между собой две металлические пластины, фиксирующие элементы ФАР с обеих сторон, причем крайние линейные модули зафиксированы упорами, закрепленными на корпусе ОА и корпусе АВР соответственно, при этом корпус АВР, ФАР АВР, СУЛ АВР и МИО АВР выполнены в виде функционально-завершенного модуля АВР, расположенного в корпусе ССЦР, а ЗГ, УМ и передающий тракт выполнены в виде функционально-завершенной конструктивной сменной единицы, представляющей собой радиопередающую систему (РПДС), приемный тракт ОА, МШУ ОА и ПЧ-приемник OA выполнены в виде функционально-завершенной конструктивной сменной единицы, представляющей собой радиоприемную систему (РПС) OA, приемный тракт АВР, МШУ АВР и ПЧ-приемник АВР выполнены в виде функционально-завершенной конструктивной сменной единицы, представляющей собой радиоприемную систему (РПС) АВР, причем РПДС и РПС OA конструктивно расположены в корпусе ССЦР, а РПС АВР конструктивно расположена в корпусе АВР, а также корпус OA выполнен в виде металлического кольца, закрепленного на корпусе ССЦР.

Предложенное техническое решение поясняется графическими материалами. На фиг. 1 представлена конструктивная схема БМ с расположением ее основных частей, на фиг. 2 представлена конструкция OA, на фиг. 3 представлена конструкция линейного модуля ФАР OA, где 1 - БМ, 2 - БУ, 3 - ЗУР, 4 - пушечное вооружение, 5 - ОЭА, 6 - ЦВС, 7 - СОЦ, 8 - ССЦР, 9 - УОУ, 10 - пульт управления, 11 - радиолокационный ответчик мм-диапазона волн, 12 - оптический ответчик, 13 - корпус ССЦР, 14 - корпус OA, 15 - ФАР OA, 16 - СУЛ OA, 17 - МИО OA, 18 - РПДС, 19 - ЗГ, 20 - УМ, 21 - передающий тракт, 22 - РПС OA, 23 - приемный тракт OA, 24 - МШУ OA, 25 - ПЧ-приемник OA, 26 - АВР, 27 - корпус АВР, 28 - ФАР АВР, 29 - МИО АВР, 30 - СУЛ АВР, 31 - РПС АВР, 32 - приемный тракт АВР, 33 - МШУ АВР, 34 - ПЧ-приемник АВР, 35 - линейные модули, 36 - элементы ФАР, 37 - стяжки, 38 - винты, 39 - упоры, 40 - основание модуля, 41 - печатная плата модуля, 42 - печатные платы элементов ФАР, причем конструкция ФАР АВР выполнена по аналогии с конструкцией ФАР OA.

Самоходная БМ 1 расположена на шасси с колесной формулой 8×8, при этом благодаря своей модульной конструкции БУ 2 также может быть установлена на гусеничном шасси, корабле и стационарно.

ССЦР 8 предназначена для автономного обнаружения и трассового сопровождения, допоиска целей по целеуказаниям от ЦВС, автозахвата, автосопровождения, распознавания воздушных целей, визирования ракет, передачи команд управления на борт ракеты и сопровождения подвижных наземных целей.

Антенная система ССЦР состоит из приемопередающей OA и приемной АВР 26. ОА необходима для излучения зондирующих сигналов, сигналов команд управления ЗУР 3, приема отраженных от целей сигналов и сигналов радиолокационных ответчиков 11, установленных на ЗУР.

АВР необходима для приема сигналов от радиолокационных ответчиков, установленных на ЗУР.

Для пространственного возбуждения ФАР OA и ФАР АВР используются МИО OA 17 и МИО АВР 29 соответственно, а в режиме приема на выходах МИО формируются суммарные Σ, разностные азимутальные Δ₁, разностные угломестные Δ₂ сигналы, принятые с ФАР OA и ФАР АΒΡ соответственно.

Металлические упоры 39 позволяют произвести настройку ФАР, обеспечивая совмещение фазового центра ФАР с оптической осью антенной системы. Совместное использование упоров 39, стяжек 37 и винтов 38 обеспечивает дополнительную прочность и жесткость конструкции, вследствие чего стабилизируются РТХ OA и АВР при работе ССЦР во время действия на нее внешних возмущающих воздействий, возникающих при движении и боевой работе ЗРПБМ пушечным и ракетным вооружением, а также при азимутальном вращении БУ.

СУЛ OA 16 и СУЛ АВР 30 осуществляют управление элементами ФАР OA и ФАР АВР.

УОУ 9 представляет собой специализированную ЭВМ, обеспечивающую обмен информацией с ЦВС, управление режимами работы всех блоков ССЦР, обработку радиолокационной информации, поступающей из РПС ОА и РПС АВР, вычисление координат целей и ракет. Кроме того, УОУ осуществляет вычисление скоростей целей, распознавание классов целей по характерным признакам и формирование сигналов управления ракетами по командам, получаемым от ЦВС.

РПДС 18 по синхросигналам УОУ формирует излучаемый OA зондирующий СВЧ-импульс в миллиметровом диапазоне длин волн.

РПС ΟА 22 и РПС АΒΡ 31 обеспечивают усиление суммарных и разностных сигналов, снимаемых с выходов МИО ΟА и МИО АΒΡ соответственно, преобразуют их по частоте и направляют в УОУ.

Благодаря своим возможностям данная ЗРПБМ может быть использована для эффективной защиты военных и промышленных объектов, важных объектов инфраструктуры, непосредственно боевых порядков войск от ударов средств воздушного нападения в условиях массированного применения ВТО.

Эффективность предлагаемого технического решения проверена экспериментально в процессе модернизации образцов ЗРПБМ. Разработана техническая документация на блоки, системы и комплекс в целом. Изготовлены экспериментальные образцы узлов и блоков, проведены с положительными результатами лабораторно-стендовые и натурные испытания отдельных блоков, систем и комплекса в целом.

Предлагаемая ЗРПБМ может быть выполнена на базе ЗПРБМ - прототипа с максимальным использованием ее узлов, в частности: БУ, пульта управления, пушечного и ракетного вооружения, оптического ответчика, радиолокационного ответчика мм-диапазона волн, ОЭА, ЦВС, СОЦ, а также некоторых элементов ССЦР, например корпуса ССЦР, СУЛ OA, СУЛ АВР.

Вышесказанное свидетельствует о технической реализуемости предложенного решения.

Предложенное техническое решение ЗПРБМ может найти промышленное применение, например, при модернизации зенитных ракетных и ракетно-пушечных комплексов ближнего и среднего действия с целью повышения их боевой эффективности, надежности, упрощения конструкции и расширения возможностей практического применения.

1. Зенитная ракетно-пушечная боевая машина (ЗРПБМ), содержащая башенную установку с пушечным и ракетным вооружением, оптическими и радиолокационными ответчиками, установленными на зенитных управляемых ракетах (ЗУР), оптико-электронной аппаратурой визирования ЗУР, цифровой вычислительной системой, радиолокационной станцией (РЛС) обнаружения целей, РЛС сопровождения целей и ввода ЗУР миллиметрового диапазона волн (ССЦР), в корпусе которой размещены устройство обработки сигналов и управления, задающий генератор (ЗГ), усилитель мощности (УМ), передающий тракт, приемопередающая основная антенна (OA), выполненная в виде фазированной антенной решетки (ФАР) OA с системой управления лучом (СУЛ) OA, моноимпульсным облучателем (МИО) OA, приемным трактом OA, малошумящими усилителями (МШУ) OA, приемником промежуточной частоты (ПЧ-приемник) OA, и приемная антенна ввода ЗУР (АВР), выполненная в виде ФАР АВР с СУЛ АВР, МИО АВР, приемным трактом АВР, МШУ АВР, ПЧ-приемником АВР, отличающаяся тем, что ФАР OA и ФАР АВР выполнены проходного типа с пространственным возбуждением, закреплены на корпусах OA и АВР соответственно и содержат элементы ФАР, объединенные в примыкающие друг к другу линейные модули, каждый из которых закреплен концами на корпусе OA и корпусе АВР соответственно и содержит основание модуля, выполненное в виде металлической ленты с многопроводной печатной платой, проводники которой с одной стороны соединены с контактными площадками плат элементов ФАР, расположенных на их корпусах, а с другой стороны - с выходами СУЛ OA и СУЛ АВР соответственно, при этом соседние линейные модули объединены стяжками, каждая из которых содержит закрепленные между собой металлические пластины, фиксирующие элементы ФАР с обеих сторон, причем крайние линейные модули зафиксированы упорами, закрепленными на корпусе OA и корпусе АВР соответственно, а корпус АВР, ФАР АВР, СУЛ АВР и МИО АВР выполнены в виде функционально-завершенного модуля АВР, расположенного в корпусе ССЦР.

2. ЗРПБМ по п. 1, отличающаяся тем, что ЗГ, УМ и передающий тракт выполнены в виде функционально-завершенной конструктивной сменной единицы, представляющей собой радиопередающую систему и размещенной в корпусе ССЦР.

3. ЗРПБМ по п. 1, отличающаяся тем, что приемный тракт OA, МШУ OA и ПЧ-приемник OA выполнены в виде функционально-завершенной конструктивной сменной единицы, представляющей собой радиоприемную систему OA и размещенной в корпусе ССЦР.

4. ЗРПБМ по п. 1, отличающаяся тем, что приемный тракт АВР, МШУ АВР и ПЧ-приемник АВР выполнены в виде функционально-завершенной конструктивной сменной единицы, представляющей собой радиоприемную систему АВР и размещенной в корпусе АВР.

5. ЗРПБМ по п. 1, отличающаяся тем, что корпус OA выполнен в виде металлического кольца, закрепленного на корпусе ССЦР.