Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата

Изобретение относится к области испытаний и проверки работоспособности головок самонаведения (ГСН). Технический результат - повышение точности моделирования. Стенд для полунатурного моделирования содержит излучатель сигналов, устройство, изменяющее сигнал в соответствии с интерференционным коэффициентом отражения от морской поверхности, головку самонаведения, вычислительное моделирующее устройство (ВМУ). ГСН зафиксирована на неподвижном основании, излучатель сигналов зафиксирован на неподвижном основании, так что его продольная ось совмещена с продольной осью ГСН. ВМУ содержит блоки моделей динамики движения летательного аппарата (ЛА), модели движения цели, модели движения гиростабилизированной платформы, модели управления гиростабилизированной платформой, модели расчета вектора «ЛА - цель» и дальности «ЛА - цель». Стенд для полунатурного моделирования позволяет в реальном масштабе времени проводить полунатурное моделирование системы самонаведения ЛА без искажения динамики контура наведения системы с учетом влияния подстилающей морской поверхности. 1 ил.

 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для полунатурного моделирования, проведения испытаний и проверки работоспособности и управляемости головок самонаведения летательных аппаратов.

Известен моделирующий комплекс системы самонаведения ракеты, содержащий электрически связанные между собой динамический стенд с установленной на нем головкой самонаведения (ГСН), узел цели с излучателем радиоволн, аналого-цифровой вычислительный комплекс, пульт управления. Узел цели воспроизводит перемещение цели в пространстве и излучение, приходящее от нее на ГСН [Г.М. Петров, Н.Б. Луканин, Э.Е. Бартольд. Методы моделирования систем управления на аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах. М., Машиностроение, 1975, стр. 189-194, рис. 4.9].

Известен испытательный стенд, содержащий ГСН, динамический стенд воспроизведения углового движения ГСН, радиоимитатор цели, включающий излучатель сигналов. Головка самонаведения и автопилот установлены на динамическом стенде воспроизведения углового движения головки самонаведения. Источник сигнала установлен на подвижной платформе, имитируя передвижение цели. Головка самонаведения принимает излученный сигнал и с помощью динамического стенда происходит отслеживание головкой самонаведения перемещения излучателя сигналов (RU 2263869, F41G 3/26, G09B 9/08, 2005).

Недостатком известных испытательных стендов полунатурного моделирования является отсутствие учета изменения сигнала, отраженного от цели по амплитуде и фазе из-за влияния подстилающей морской поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является стенд для полунатурного моделирования, содержащий головку самонаведения, излучатель сигналов, в который согласно изобретению (RU 2338992, F41G 3/32, F41G 7/22, 2007) введено вычислительное моделирующее устройство (ВМУ), головка самонаведения установлена на гиростабилизированной платформе, излучатель сигналов выполнен в виде генератора электромагнитных волн, выход которого соединен с входом рупорной антенны. Вычислительное моделирующее устройство содержит блок моделей динамики движения летательного аппарата (ЛА), блок модели движения цели, блок модели управления гиростабилизированной платформы, блок модели движения гиростабилизированной платформы.

Однако известный упомянутый испытательный стенд для полунатурного моделирования имеет недостаток из-за отсутствия учета влияния подстилающей морской поверхности на систему наведения летательного аппарата в условиях распространения радиосигналов, отличающихся от распространения в свободном пространстве. Тем более в известном испытательном стенде не заявлено, что на нем возможно проведение исследований по влиянию свойств подстилающей поверхности и высоты полета ЛА на управляемость головки самонаведения ЛА.

Задачей заявляемого изобретения является повышение точности результатов полунатурного моделирования за счет учета влияния подстилающей морской поверхности на систему самонаведения летательного аппарата.

Технический результат заявляемого устройства заключается в возможности осуществления полунатурного моделирования в условиях влияния подстилающей поверхности на управляемость ГСН и расширения функциональных возможностей стенда за счет обеспечения возможности исследования влияния степени волнения моря на систему самонаведения ЛА.

Указанный технический результат заявляемого изобретения, позволяющий решить поставленную задачу, достигается тем, что в известный стенд для полунатурного моделирования, содержащий головку самонаведения, излучатель сигналов, вычислительное моделирующее устройство, при этом головка самонаведения установлена на гиростабилизированной платформе, излучатель сигналов зафиксирован на неподвижном основании и выполнен в виде генератора электромагнитных сигналов, вычислительное моделирующее устройство содержит блок моделей динамики движения ЛА, блок модели движения цели, блок модели движения гиростабилизированной платформы, блок модели управления гиростабилизированной платформой согласно изобретению, введено устройство, изменяющее сигнал в соответствии с интерференционным коэффициентом отражения от подстилающей морской поверхности.

Введение устройства, изменяющего сигнал от цели в соответствии с интерференционным коэффициентом отражения от морской поверхности, позволяет имитировать условия работы головки самонаведения ЛА при полете над морской поверхностью, а испытательный стенд обеспечивает возможность моделирования работы ГСН в реальных условиях функционирования, что повышает точность результатов полунатурного моделирования систем самонаведения ЛА.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема стенда для полунатурного моделирования системы самонаведения ЛА.

Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения ЛА включает излучатель сигналов (имитатор цели) 1, содержащий генератор электромагнитных сигналов 2, выход которого соединен с входом устройства 3, изменяющее сигнал генератора 2 в соответствии с интерференционным коэффициентом отражения от подстилающей морской поверхности, выход устройства 3 соединен с входом рупорной антенны 4, гиростабилизированную платформу 5 с установленной на ней ГСН 7, ГСН 7 подключена к приемной антенне 6, вычислительное моделирующее устройство 8, содержащее блок 9 моделей динамики движения ЛА, блок 10 модели движения цели, блок 11 модели расчета вектора «ЛА - цель» и дальности «ЛА - цель», блок 12 модели управления гиростабилизированной платформы, блок 13 модели движения гиростабилизированной платформы, выход блока 9 модели движения ЛА соединен в первым входом блока 11 модели расчета вектора «ЛА - цель» и дальности «ЛА - цель», второй вход которого соединен с выходом блока 10 модели движения цели. Первый выход блока 11 соединен с входом блока 12 модели управления гиростабилизированной платформой, второй выход - со вторым входом ГСН 7, а третий выход блока 11 соединен со вторым входом блока 3 устройства изменения сигнала генератора 2. Первый вход ГСН 7 соединен с выходом блока 13 модели движения гиростабилизированной платформы с установленной на ней ГСН, вход которого соединен с выходом блока 12 модели управления гиростабилизированной платформой.

В качестве ВМУ может быть использован персональный компьютер, который способен решать уравнения, соответствующие алгоритмам по известным правилам блоками 9-13 [Г.М. Петров, Н.Б. Луканин, Э.Е. Бартольд. Методы моделирования систем управления на аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машинах. М., Машиностроение, 1975, стр. 82-102, 127-194]. Устройство 3, изменяющее сигнал генератора 2, выполнено с помощью управляемого аттенюатора и последовательно соединенного с ним фазовращателя [М. Сколник. Справочник по радиолокации, том 2, стр. 40-41, 208-274].

Стенд для полунатурного моделирования работает следующим образом. Перед началом полунатурного моделирования совмещают продольные оси ГСН 7 и рупорной антенны 4, вводят в автопилот ЛА, ГСН 7 и ВМУ 8 данные, характеризующие движение ЛА и цели. От начала и до конца моделирования сигналы, излучаемые рупорной антенной 4 излучателя сигналов 1 (имитатор цели), направляются в сторону ГСН 7. Блок 9 моделей динамики движения ЛА формирует сигналы, пропорциональные координатам движения ЛА x, y, z в стартовой системе координат, и сигналы, характеризующие ориентацию ЛА относительно стартовой системы координат. Блок 10 модели движения цели формирует сигналы пропорциональные координатам движения цели в стартовой системе координат xt, yt, zt. С выхода блока 9 сигналы, пропорциональные координатам движения ЛА, и сигналы, характеризующие ориентацию ЛА, подаются на первый вход блока 11, на второй вход которого поступают сигналы, пропорциональные координатам движения цели. По упомянутым сигналам формируется сигнал вектора направления «ЛА - цель» и дальности R «ЛА - цель».

С первого выхода блока 11 сигналы вектора направления «ЛА - цель» подаются на вход блока 12 модели управления гиростабилизированной платформы, по которым формируются команды управления движением гиростабилизированной платформы по курсу и тангажу. Эти сигналы передаются в блок 13 модели движения гиростабилизированной платформы, со второго выхода блока 11 поступают на второй вход ГСН сигналы, пропорциональные углу проекции линии визирования «ЛА - цель» в горизонтальной и вертикальной плоскостях, с третьего выхода блока 11 поступают сигналы пропорциональные дальности R «ЛА - цель», высоте h1 приемопередающей антенны ГСН над морем, установленной на ЛА, и высоте цели h2, на второй вход блока 3 устройства изменения сигнала генератора 2.

Сигнал имитатора цели 1 формируется из сигнала блока 2 электромагнитного генератора путем управляемого ослабления мощности сигнала аттенюатором с последовательно соединенным с ним фазовращателем.

Формульные зависимости ослабления сигнала блока 2 Pr/Po и фазового сдвига ϕ определяются согласно [М. Сколник. Справочник по радиолокации, том 1. М., Советское радио, 1976, стр. 28-34, 60-78; Е.А. Штагер. Отражение радиоволн от кораблей и других морских объектов. СПб, 2005, стр. 47-92].

где Pr - мощность отраженного сигнала цели, принимаемого ГСН;

Pt - мощность сигнала, излучаемого ГСН;

G - коэффициент усиления приемопередающей антенны ГСН;

Po - мощность генератора электромагнитных сигналов блока 4;

R - дальность до цели от ГСН;

λ - длина волны сигнала;

σ - эффективная площадь рассеяния цели;

L - коэффициент потерь в антенно-волноводном устройстве ГСН;

V - интерференционный множитель, учитывающий влияние морской поверхности на величину сигнала.

где ρs - коэффициент отражения от морской поверхности;

h1 - высота приемопередающей антенны ГСН над морем, установленной на ЛА;

h2 - высота цели.

где σM - среднеквадратичное отклонение распределения неровностей морской поверхности;

β - угол зеркального отражения от морской поверхности.

Фазовый сдвиг сигнала блока 4 определяется по формуле

Таким образом, представленные описание и чертеж позволяют сделать заключение о том, что заявляемое устройство обладает новизной, отличаясь от прототипа такими существенными признаками, как дополнительное устройство изменения сигнала генератора в соответствии с комплексным интерференционным коэффициентом отражения от подстилающей морской поверхности, что позволяет выполнить поставленную задачу и сделать вывод о наличии изобретательского уровня и промышленной применимости. Использование стенда для полунатурного моделирования позволяет проводить отработку взаимодействия всех бортовых систем ЛА, участвующих в работе системы самонаведения ЛА с учетом динамики контура системы самонаведения ЛА, и позволяет, в отдельных случаях, осуществлять замену натурных испытаний полунатурным моделированием, что обеспечивает значительный экономический эффект.

Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата (ЛА), содержащий излучатель сигналов, гиростабилизированную платформу с установленной на ней головкой самонаведения, которая подключена к приемной антенне, вычислительное моделирующее устройство, которое содержит блок моделей динамики движения летательного аппарата, блок модели движения цели, блок расчета вектора «летательный аппарат - цель» и дальности «летательный аппарат - цель», блок модели управления гиростабилизированной платформой, блок модели движения гиростабилизированной платформы, выход блока модели движения летательного аппарата соединен с первым входом модели расчета вектора «летательный аппарат - цель» и дальности «летательный аппарат - цель», второй вход которого соединен с выходом блока модели движения цели, первый выход блока модели расчета вектора «летательный аппарат - цель» и дальности «летательный аппарат - цель» соединен с входом блока модели управления гиростабилизированной платформой, второй выход - со вторым входом головки самонаведения, первый вход головки самонаведения соединен с выходом блока модели движения гиростабилизированной платформы, вход которого соединен с выходом блока модели управления гиростабилизированной платформой, отличающийся тем, что после излучателя сигналов введено устройство, изменяющее указанный сигнал, поступающий на первый вход указанного устройства, в соответствии с интерференционным коэффициентом отражения от морской поверхности, второй вход устройства соединен с третьим выходом блока модели расчета вектора «летательный аппарат - цель» и дальности «летательный аппарат - цель», а выход соединен с рупорной антенной.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для полунатурного моделирования оптико-электронных средств разведки целей, и может быть использовано для полунатурного моделирования, проведения испытаний и проверки работоспособности ультрафиолетовых пеленгаторов (УФП) авиационного и мобильного применения, а также для отладки программно-алгоритмического обеспечения процессоров, входящих с состав УФП.

Изобретение относится к области авиастроения и безопасности полетов и может быть использовано для исследования процессов ударного воздействия на конструкцию летательных аппаратов.

Изобретение относится к области авиастроения и безопасности полетов и может быть использовано для исследования процессов ударного воздействия на конструкцию летательных аппаратов.

Изобретение относится к моделированию систем управления (СУ) с головками самонаведения (ГСН) воздушных и космических летательных аппаратов (ЛА). Используется плоская активная фазированная антенная решетка (АФАР), сегмент которой, сформированный из излучающих элементов АФАР и имеющий размер n×m элементов, перемещается по плоскости решетки, воспроизводя тем самым взаимное перемещение летательного аппарата и цели, и излучает полезный сигнал, имитирующий отраженный сигнал от цели.

Устройство для контроля параметров тепловизионных систем относится к оборудованию для контроля параметров наземных тепловизионных приборов (ТВП) наблюдения и прицеливания военного назначения в полевых условиях и может быть использовано при испытаниях и оценке качества ТВП.

Способ включает установку мишени с нанесенными на ней знаками на конечном расстоянии перед индикатором, установку неподвижно на оптической оси со стороны наблюдателя диафрагмы в виде пластины, отображение с помощью индикатора меток на фоне знаков мишени, выявление с помощью диафрагмы ошибок совмещения изображения меток индикатора со знаками мишени, на основании которых судят о необходимости проведения юстировки индикатора.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам измерения деформаций длинномерных конструкций, например артиллерийских стволов различных длин и калибров.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к устройствам, обеспечивающим подготовку боевых машин реактивной артиллерии к стрельбе. .

Изобретение относится к бронетехнике и может быть использовано в конструкциях танков, боевых машин пехоты и самоходных артиллерийских систем. .

Изобретение относится к лазерным учебно-тренировочным средствам и может быть использовано для имитации стрельбы из стрелкового оружия. Лазерный имитатор стрельбы содержит оптически связанные лазер, транспарант и объектив.

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано при разработке средств испытаний и оценке эффективности систем защиты объектов от поражения высокоточным оружием (ВТО).

Группа изобретений относится к области учебно-тренировочных средств и может быть использована при создании тренажеров для обучения и тренировок в стрельбе. Способ определения точки наведения оружия на изображении фоноцелевой обстановки в стрелковых тренажерах отличается тем, что после определения координат точек наведения оружия для каждого регистрируемого сигнала преобразуют область двумерного регистрируемого сигнала в окрестности его центрального элемента в приведенный сигнал в координатном поле сигнала фоноцелевой обстановки, определяют координаты подобласти наибольшего подобия приведенному сигналу в окрестности найденной точки наведения оружия в сигнале фоноцелевой обстановки и используют координаты центрального элемента найденной подобласти в качестве точных координат точки наведения оружия в сигнале изображения фоноцелевой обстановки.

Изобретение относится к средствам, обеспечивающим обучение стрельбе из имитаторов стрелкового оружия и гранатометов, а именно к средствам имитации и идентификации точек прицеливания лазерных излучателей имитаторов.
Изобретение относится к тренажерам для обучения стрельбе из стрелкового оружия и может быть использовано на учебных полигонах, а также в тирах. Устройство содержит оптический излучатель, мишень, средство имитации отдачи, имитатор звука выстрела, макет стрелкового оружия, масса которого совпадает с массой действующего аналога стрелкового оружия, и электронный блок.

Изобретение относится к системам имитации стрельбы и может быть использовано в качестве учебно-тренировочного средства для обучения боевых расчетов и экипажей при проведении тренировок и тактических учений.

Изобретение относится к области бронетанковой техники и может быть использовано при обучении экипажей объектов бронетанковой техники (БТТ) и при демонстрации тактико-технических возможностей объектов.

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть применено в тренажерах для подготовки операторов комплексов управляемого вооружения при тренировках в режимах «обучение», «самоподготовка» с целью приобретения, поддержания и совершенствования соответствующих навыков «боевой» работы.

Устройство предназначено для обучения стрелковому делу из боевого, спортивного, учебного оружия. Анатомической формы мишень состоит из фигуры мишени, механизма подъема, блока системы управления, канала управления, пульта управления, отличается тем, что для имитации перемещающегося на поле боя солдата механизм подъема мишени содержит корпус, электромотор, системы электрических выключателей концевого выключения, редуктор, кривошипно-шатунный механизм, взаимодействующий со вторым ведомым шатуном, причем к обоим шатунам присоединены одна и более лаги, на которых располагается остов мишени, причем поднятие мишени со стороны обучаемого стрелка производится с реальной скоростью подъема атакующего солдата, а остов мишени может быть выполнен плоским, или полуобъемным, или объемным, а также выполненным по размерам и форме среднестатистического человека, а вся поверхность мишени является зоной поражения и делится на множество сегментов, на которых расположены датчики в виде покрытий, поверхность которых выполнена из токопроводящих материалов, которые способны при пробитии их пулей замкнуть токопроводящие слои и создать сигнал при поражении сегмента мишени, при этом каждый сегмент имеет оценку уровня поражения при попадании пули, определяемую контроллером и обозначающую: безусловное ранение незащищенных частей мишени, изображающей тело бойца, с определением степени тяжести ранения, а в зонах, наиболее уязвимых у человека, защищенных индивидуальными средствами броневой защиты, формируется сигнал степени тяжести поражения с учетом факторов: дальность, класс защиты и показателей эффективности стрелкового оружия, причем на роботизированной, анатомической формы мишени установлены: имитатор огневых средств в виде оптической системы из светодиодов, имитирующих разную частоту стрельбы, канал управления по проводам или радиоканал с приемно-передающими средствами связи между базовым радиокомплексом пультом управления и абонентским радиокомплексом, выполненным на корпусе механизма подъема мишени и узле управления, обеспечивая прямую передачу команд на роботизированную, анатомической формы мишень и обеспечивая обратную связь для передачи информации о зонах поражения мишени, причем контроллер выполнен с возможностью определения степени поражения и уровня защищенности мишени, и при наличии «легкой» или «средней» степени «ранения» подается команда на подъем дополнительных мишеней анатомической формы, до 4 штук, расположенных рядом с основной роботизированной, анатомической формы мишенью, имитирующих действия раненого бойца или не получившего ранение, но поменявшего свою позицию, при этом механизм подъема мишени крепится к грунту или к механической транспортной платформе.

Изобретение относится к способам обучения стрельбе. Способ включает использование стрелкового тренажера «СКАТТ» и электронного мишенного оборудования ASCOR.

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам обучения стрельбе с помощью имитаторов стрелкового вооружения и гранатометов по неподвижным, появляющимся и движущимся целям с применением правил стрельбы с имитацией отдачи без применения боеприпасов. Электронный стрелковый тренажер состоит из имитаторов оружия (6) с встроенными датчиками контроля параметров, влияющими на правильность выполнения упражнений, управляющего программно-технического комплекса (5) с программным обеспечением, реализующим моделирование и визуализацию мишенной обстановки с применением трехмерной графики, проекционного экрана (1), видеопроекторов (2), акустической системы (3), высокоскоростной видеокамеры (4), радиосистемы обмена данных, лазеров для формирования точки прицеливания, пневмосистемы, встроенной в имитатор. Тренажер дополнительно содержит станции пневмозарядки имитаторов (7). Пневмосистема с баллоном для ее работы встроена в имитатор (6) и выполнена с возможностью обеспечить имитацию работы подвижных частей механизмов оружия, отдачи и увода ствола при производстве выстрела. Управляющий программно-технический комплекс (5) реализует взаимодействие тренажера с другими тренажерами, поддерживающими требования международного стандарта распределенного моделирования IEЕЕ 1516 - HLA. Обеспечивается автономность имитаторов оружия относительно ПЭВМ и пневмооборудования в процессе проведения занятий и контроля уровня готовности обучаемых по огневой подготовки стрелков, гранатометчиков, снайперов без применения боеприпасов. 2 ил.

Изобретение относится к области испытаний и проверки работоспособности головок самонаведения. Технический результат - повышение точности моделирования. Стенд для полунатурного моделирования содержит излучатель сигналов, устройство, изменяющее сигнал в соответствии с интерференционным коэффициентом отражения от морской поверхности, головку самонаведения, вычислительное моделирующее устройство. ГСН зафиксирована на неподвижном основании, излучатель сигналов зафиксирован на неподвижном основании, так что его продольная ось совмещена с продольной осью ГСН. ВМУ содержит блоки моделей динамики движения летательного аппарата, модели движения цели, модели движения гиростабилизированной платформы, модели управления гиростабилизированной платформой, модели расчета вектора «ЛА - цель» и дальности «ЛА - цель». Стенд для полунатурного моделирования позволяет в реальном масштабе времени проводить полунатурное моделирование системы самонаведения ЛА без искажения динамики контура наведения системы с учетом влияния подстилающей морской поверхности. 1 ил.

Наверх