Боевой модуль с дистанционным управлением
Владельцы патента RU 2686896:
Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС" (RU)
Изобретение относится к автоматизированному вооружению с дистанционным управлением, которое устанавливается на транспортное средство, и может быть использовано для обнаружения и огневого поражения целей. Боевой модуль включает опорно-поворотное устройство, вращающееся контактное устройство (ВКУ), оптический и электрический переходы ВКУ, прицельный комплекс, блок датчиков метеоусловий, первый и второй медиаконвертеры Ethernet, систему стабилизации оружия, блок управления приводами, усилитель мощности, двухплоскостной датчик угловой скорости, приводы горизонтального и вертикального наведения, блок сопряжения, устройство переключения в ручной режим управления оружием, сменное устройство-ложемент, оружие с электроспуском, систему пусковых установок для метания гранат, формирователь темпа стрельбы и длины пулеметной очереди, вычислительный блок с видеосмотровым устройством, пульт управления боевым модулем с дистанционным управлением, датчики состояния люков и дверей, блок распределения питания, бортовой источник питания. Введены датчик углов крена и тангажа, формирователь сигнала разрешения выстрела, вычислитель баллистических поправок, формирователь углов упреждения, корректор значения начальной скорости пули, датчики углового положения приводов вертикального и горизонтального наведения, выносной пульт управления. Увеличивается эффективность стрельбы. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области военной техники, а именно к автоматизированному вооружению с дистанционным управлением, которое устанавливается на обычное или бронированное транспортное средство, и может быть использовано для обнаружения и огневого поражения различных целей при боевых действиях.
Известен автоматизированный дистанционно управляемый комплекс огневого поражения по патенту на изобретение RU №2386920 (опубликовано 20.04.2010 г.), который содержит оружейную часть с единицей дистанционно управляемого оружия, видеокамеру, закрепленную на оружии, приводы горизонтального и вертикального перемещения оружия, привод спускового механизма и приемопередающее устройство, соединенные каналом связи через управляющее приемопередающее устройство с компьютером, имеющим монитор и устройство управления, а также коммутатор между приемопередающим устройством и компьютером. Указанный комплекс снабжен дистанционно управляемым устройством, которое содержит две видеокамеры широкого и узкого поля обзора, один дальномер с устройством запоминания дальности объекта-цели, тепловизор, датчик учета параметров стрельбы, выбранный из ряда датчиков: термодатчик, датчик атмосферного давления, датчик направления и скорости ветра, датчик выстрела, блок управления и сопряжения с каналом связи через приемопередающее устройство. Дистанционно управляемое устройство комплекса предварительно устанавливают на боевую позицию посредством каркаса-основания, а оператор с блоком компьютерного управления располагается в укрытии на определенном расстоянии. Компьютер связан посредством канала связи через приемопередающие устройства с аппаратурой устройств приводов. Для управления используют компьютер с монитором, к которому подключена клавиатура и устройство управления, например «джойстик» либо «трекбол» или «мышь». Недостатком данного технического решения является отсутствие в его составе систем стабилизации приводов горизонтального и вертикального перемещения оружия, что делает его неэффективным для применения в составе передвижного боевого средства при стрельбе "сходу". В этой связи следует заметить, что современные боевые модули, применяемые на передвижных боевых средствах, практически всегда снабжаются приводами, включающими системы стабилизации оружия и видеокамер в двух плоскостях [1], [2], [3]. Кроме того, примененные в данном решении устройства управления типа «джойстик», «трекбол» или «мышь» не позволяют эффективно управлять вооружением при движении транспортного средства, особенно при его движении по пересеченной местности.
Известен универсальный боевой модуль по патенту на изобретение RU №2531421 (опубликовано 20.10.2014 г.), который предназначен для запуска ПТУР, но может комплектоваться другими типами вооружения, например, стрелково-пушечным. Универсальный боевой модуль содержит поворотную (в виде цилиндрической обечайки), подъемную платформы с основанием (в виде вертикальной стойки коробчатой формы) и вращающейся частью (в виде цилиндрической обечайки), устройство управления вооружением с прицелом-прибором наведения, электронные блоки управления электрическими приводами наведения, автомат сопровождения цели, пульт оператора с дисплеем, соединенный электрическими линиями связи (проходящие через отверстие в заглушке поворотной платформы) с устройством управления вооружением, опорное устройство (носитель или треножное основание, содержащее фланцы с отверстиями). Основание подъемной платформы закреплено на вращающейся части поворотной платформы. Обе платформы содержат электрические приводы наведения с зубчатыми редукторами, люльки, закрепленные на вращающейся части подъемной платформы, с ПТУРами (или другими системами вооружения). Наружная часть обечайки основания содержит элементы крепления, внутренняя часть - зубчатый венец с внутренним зацеплением. Цилиндрическая обечайка вращающейся части установлена внутри обечайки основания на двух подшипниках с диаметром меньше длины ПТУР (или другого типа оружия) и содержит в верхней части заглушку с зубчатыми колесами и выходной шестерней. Основание подъемной платформы закреплено нижней частью на заглушке вращающейся части поворотной платформы. Вертикальная стойка в верхней части содержит жесткое кольцо с подшипником. Люльки закреплены вместе с устройством управления на торцах вращающейся части. При всех несомненных достоинствах данного технического решения, следует отметить, что электрические линии связи пульта оператора с устройством управления вооружением, проходящие через отверстие, выполненное в заглушке поворотной платформы и расположенное на ее оси, ограничивает угол поворота платформы максимально допустимым углом закручивания жгутов линий связи, так как указанная связь осуществляется непосредственно по проводам без применения вращающегося контактного устройства (ВКУ). Это обстоятельство ухудшает условия оптимального маневрирования приводом горизонтального наведения.
Известен унифицированный боевой модуль по свидетельству на полезную модель RU 31844 (опубликовано 27.08.2003 г.), который содержит бронированную башню, обладающую защищенностью на уровне защиты башни основного боевого танка, с установленными на крыше башни прицелом и блоком вынесенного оружия, включающим две вертикальные стойки с размещенным на них оружием, погон с механизмом поворота башни, магазины и тракты питания оружия, систему управления огнем с информационно-управляющим комплексом, электрооборудование с вращающимся контактным устройством. Боевой модуль выполнен в виде моноблока с возможностью установки посредством погона и вращающегося контактного устройства на любое транспортное средство, имеющее источник постоянного электрического тока, необходимые габариты и соответствующую грузоподъемность, при этом блок вынесенного оружия выполнен съемным. Недостатком аналога является то, что его бронированная башня обитаема и, как следствие, боевой модуль должен быть бронированным и при этом с необходимостью имеет значительные габариты и вес, что исключает возможность его установки на легкие бронеавтомобили или другие транспортные средства.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению по совокупности характеризующих его функционально обобщенных существенных признаков является унифицированный боевой модуль по патенту на изобретение RU №2629688 (опубликовано 31.08.2017 г.), который выбран в качестве прототипа. Известный боевой модуль с дистанционным управлением включает в себя устанавливаемое на крышу транспортного средства опорно-поворотное устройство (ОПУ), снабженное вращающимся контактным устройством (ВКУ), содержащим как оптический, так и электрический переходы. На ОПУ установлены прицельный комплекс, блок датчиков метеоусловий, первый медиаконвертер Ethernet, система стабилизации оружия, состоящая из блока управления приводами, усилителя мощности, двухплоскостного датчика угловой скорости, приводов горизонтального и вертикального наведения. Все электронные и электромеханические блоки, расположенные на ОПУ, связаны цепями питания с верхней стороной электрического перехода ВКУ непосредственно или через блок сопряжения, а информационными шинами через первый медиаконвертер Ethernet - с верхней стороной оптического перехода ВКУ. ОПУ снабжено транспортировочными устройствами стопорения качающейся и вращающейся частей, на ОПУ также установлено сменное устройство-ложемент с противооткатным устройством для укрепления в нем определенного типа оружия, а именно пулемета или автоматического гранатомета, снабженного магазинами, трактами подачи боеприпасов и штатным электроспуском, установлена система пусковых установок для метания гранат; боевой модуль также включает в себя расположенные внутри транспортного средства компьютер, объединенный с видеосмотровым устройством, связанный с компьютером пульт управления боевым модулем, включает также второй медиаконвертер Ethernet, блок распределения питания (БРП), причем БРП своим входом соединен с источником бортового питания транспортного средства, а выходами соединен с нижней стороной электрического перехода ВКУ и с блоками модуля, расположенными внутри транспортного средства, информационные и управляющие порты компьютера при этом соединены через второй медиаконвертер Ethernet с нижней стороной оптического перехода ВКУ. В состав боевого модуля входит также формирователь темпа и длины пулеметной очереди и размещенное в ОПУ устройство переключения в ручной режим управления оружием. Пульт управления боевым модулем выполнен в виде основания, которое жестко укреплено на рабочем месте стрелка-оператора, на основании расположены две консольные неподвижные эргономичные рукояти, выполненные на манер рукоятей джойстика, с характерными для джойстика органами управления, между рукоятями располагаются тумблеры и кнопки управления, в том числе тумблер разрешения огня, с возможностью замыкания/размыкания электрической цепи питания формирователя темпа и длины пулеметной очереди, причем указанная цепь замкнута через отдельное контактное кольцо электрического перехода ВКУ, а на правой рукояти пульта размещен пропорциональный манипулятор (кнюппель), адаптированный под большой палец руки стрелка-оператора с функцией управления наведением оружия. Боевой модуль снабжен также автоматом захвата и сопровождения цели, программно реализованном в компьютере, и двухпозиционными датчиками состояния люков и дверей транспортного средства (открыто/закрыто).
Недостатком прототипа является низкая эффективность стрельбы в автоматическом режиме при наличии ненулевой относительной угловой скорости движения мишени (стрельба «с места по движущейся мишени», «сходу по неподвижной мишени», «сходу по движущейся мишени»).
Как установлено в результате натурных испытаний прототипа, эффективность стрельбы при наличии ненулевой относительной угловой скорости движения мишени оказалась крайне низкой и результат испытаний признан отрицательным. Одним из решающих факторов, влияющих на эффективность стрельбы, является точность выполнения расчета и отработки приводами горизонтального и вертикального наведения баллистических поправок и поправок, связанных с наличием ненулевой относительной угловой скорости движения мишени (углов упреждения) [4-11].
В прототипе отсутствует вычислитель баллистических поправок и в описании не приведен алгоритм их вычисления, сказано только, что «для отработки баллистических поправок до открытия огня необходимо произвести замер дальности до цели с помощью лазерного дальномера нажатием на курок левой рукояти». Кроме этого, в прототипе отсутствует датчик углов крена и тангажа боевого модуля, без учета которых существенно снижается точность вычисления баллистических поправок и, соответственно, эффективность стрельбы [8, 9]. В прототипе отсутствуют элементы, обеспечивающие учет в автоматическом режиме ненулевой относительной угловой скорости движения мишени и выработки соответствующих поправок (углов упреждения) при проведении стрельбы, что значительно снижает эффективность стрельбы [8, 9].
В прототипе контроль за отработкой приводами горизонтального и вертикального наведения баллистических поправок и углов упреждения при стрельбе в автоматическом режиме осуществляется по величинам углов, полученных путем их вычисления по значениям угловых скоростей, выдаваемых с двухплоскостного датчика угловой скорости. Как показали испытания, при таком алгоритме определения углов возникает ошибка их отработки, достигающая 2 мрад. Это приводит к значительным промахам (до 2 м на дистанции 1000 м). Кроме этого, в прототипе отсутствует контроль за завершением переходного процесса при отработке баллистических поправок и углов упреждения приводами горизонтального и вертикального наведения. Начало стрельбы до завершения с заданными допусками переходного процесса также приводит к снижению ее эффективности.
В прототипе отсутствуют элементы, обеспечивающие коррекцию значения начальной скорости пули, которое является одним из основных параметров при расчете баллистических поправок [4-11]. Необходимость коррекции значения начальной скорости пули определяется наличием его разброса в различных партиях патронов. Вклад этих элементов можно проиллюстрировать примером, когда при изменении значения начальной скорости с 820 м/с до 850 м/с дает смещение точки попадания на дистанции 1000 м около 1 м.
Задачей изобретения является создание боевого модуля с дистанционным управлением со значениями эффективности стрельбы, отвечающего современному уровню техники и позволяющими кратно (до 10 раз) увеличить эффективность стрельбы.
Поставленная задача достигается тем, что боевой модуль с дистанционным управлением, который включает в себя устанавливаемое на крышу транспортного средства опорно-поворотное устройство (ОПУ), снабженное вращающимся контактным устройством (ВКУ), содержащим как оптический, так и электрический переходы ВКУ, и размещенными на ОПУ прицельным комплексом, блоком датчиков метеоусловий, первым медиаконвертером Ethernet, системой стабилизации оружия, состоящей из блока управления приводами, усилителя мощности, двухплоскостного датчика угловой скорости, приводов горизонтального и вертикального наведения, причем все электронные и электромеханические блоки, расположенные на ОПУ, связаны цепями питания с верхней стороной электрического перехода ВКУ непосредственно или через блок сопряжения, а информационными шинами через первый медиаконвертер Ethernet - с верхней стороной оптического перехода ВКУ, ОПУ снабжено транспортировочными устройствами стопорения качающейся и вращающейся частей, на ОПУ также установлены устройство переключения в ручной режим управления оружием и сменное устройство-ложемент с противооткатным устройством для укрепления в нем определенного типа оружия, а именно пулемета или автоматического гранатомета, снабженного магазинами, трактами подачи боеприпасов и штатным электроспуском, установлена система пусковых установок для метания гранат и формирователь темпа и длины пулеметной очереди, выходом подключенного к электроспуску оружия; боевой модуль с дистанционным управлением также включает в себя расположенные внутри транспортного средства вычислительный блок с видеосмотровым устройством, содержащий программно реализованный автомат захвата и сопровождения цели, а также связанный с вычислительным блоком с видеосмотровым устройством пульт управления боевым модулем с дистанционным управлением, датчики состояния люков и дверей, второй медиаконвертер Ethernet, блок распределения питания (БРП), причем БРП своим входом соединен с бортовым источником питания транспортного средства, а выходами соединен с нижней стороной электрического перехода ВКУ и с блоками боевого модуля с дистанционным управлением, расположенными внутри транспортного средства, при этом информационные и управляющие порты вычислительного блока с видеосмотровым устройством соединены через второй медиаконвертер Ethernet с нижней стороной оптического перехода ВКУ, причем пульт управления боевым модулем с дистанционным управлением выполнен в виде основания, жестко укрепленного на рабочем месте стрелка-оператора, с расположенными на основании двумя консольными неподвижными эргономичными рукоятями, между которыми располагаются тумблеры и кнопки управления, в том числе тумблер разрешения огня, с возможностью замыкания/размыкания электрической цепи питания формирователя темпа и длины пулеметной очереди, причем указанная цепь замкнута через отдельное контактное кольцо электрического перехода ВКУ, а на правой рукояти пульта управления боевым модулем с дистанционным управлением размещен пропорциональный манипулятор (кнюппель), адаптированный под большой палец руки стрелка-оператора с функцией управления наведением оружия. В состав боевого модуля с дистанционным управлением введены датчик углов крена и тангажа, выходом соединенный с соответствующим входом блока сопряжения, формирователь сигнала разрешения выстрела, вход и выход которого подключены к соответствующим выходам и входам блока управления приводами, вычислитель баллистических поправок, формирователь углов упреждения и корректор значения начальной скорости пули, выходами и входами связанные с соответствующими входами и выходами вычислительного блока с видеосмотровым устройством, а также датчики углового положения приводов вертикального и горизонтального наведения, выходами связанные с соответствующими входами блока управления приводами. Кроме этого, боевой модуль с дистанционным управлением содержит выносной пульт управления, соединенный линией связи с вычислительным блоком. Линия связи выполнена проводной (кабелем, оптоволоконной) /беспроводной (радиоканал).
Предлагаемый боевой модуль с дистанционным управлением имеет характерные особенности, определяющие его новизну и обеспечивающие достижение заявленных технических результатов. Характерные особенности заявляемого боевого модуля определяются следующими группами существенных отличительных признаков:
а) в состав боевого модуля с дистанционным управлением введены вычислитель баллистических поправок и датчик углов крена и тангажа боевого модуля с дистанционным управлением, позволяющие повысить точность вычисления поправок и наведения вооружения;
б) в состав боевого модуля с дистанционным управлением введены элементы, позволяющие в автоматическом режиме учитывать ненулевую относительную угловую скорость движения мишени и вырабатывать углы упреждения и угловую скорость движения приводов горизонтального и вертикального наведения, определяемую движением мишени, при проведении стрельбы;
в) в состав боевого модуля с дистанционным управлением введены элементы, позволяющие контролировать переходной процесс отработки приводами горизонтального и вертикального наведения поправок и выдавать разрешение на выстрел при нахождении приводов в заданном, с учетом допусков, угловом положении;
г) в состав боевого модуля с дистанционным управлением введены элементы, позволяющие корректировать значения начальной скорости пули, которое применяется при расчете баллистических поправок, в зависимости от используемой партии патронов;
д) в состав боевого модуля с дистанционным управлением введены датчики углового положения приводов вертикального и горизонтального наведения, позволяющие повысить точность определения углового положения приводов горизонтального и вертикального наведения и точность наведения вооружения.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлена функциональная схема предлагаемого боевого модуля с дистанционным управлением.
Боевой модуль с дистанционным управлением содержит:
1 - ОПУ;
2 - ВКУ;
3 - оптический переход ВКУ;
4 - электрический переход ВКУ;
5 - прицельный комплекс;
6 - датчик углов крена и тангажа;
7 - блок датчиков метеоусловий;
8 - первый медиаконвертер Ethernet;
9 - система стабилизации оружия;
10 - блок управления приводами;
11 - усилитель мощности;
12 - двухплоскостной датчик угловой скорости;
13 - привод горизонтального наведения;
14 - привод вертикального наведения;
15 - формирователь сигнала разрешения выстрела;
16 - блок сопряжения;
17 - устройство переключения в ручной режим управления оружием;
18 - сменное устройство-ложемент;
19 - оружие с электроспуском;
20 - система пусковых установок для метания гранат;
21 - формирователь темпа стрельбы и длины пулеметной очереди;
22 - вычислительный блок с видеосмотровым устройством;
23 - вычислитель баллистических поправок;
24 - формирователь углов упреждения;
25 - корректор значения начальной скорости пули;
26 - пульт управления боевым модулем;
27 - датчики состояния люков и дверей;
28 - второй медиаконвертер Ethernet;
29 - блок распределения питания;
30 - бортовой источник питания;
31 - датчик углового положения привода вертикального наведения;
32 - датчик углового положения привода горизонтального наведения;
33 - выносной пульт управления.
Боевой модуль с дистанционным управлением содержит опорно-поворотное устройство (ОПУ) 1, которое устанавливается на крышу подходящего для этого транспортного средства. ОПУ 1 снабжено вращающимся контактным устройством (ВКУ) 2, которое содержит оптический переход 3 и электрический переход 4. На ОПУ 1 установлен прицельный комплекс 5, представляющий собой блок управляемых телевизионных (обзорная, прицельная) и тепловизионных камер, дальномера, с устройствами защиты оптики и всеми сопутствующими аксессуарами, более подробное описание подобного комплекса можно найти в источниках [12, 13]. На ОПУ 1 также размещен датчик углов крена и тангажа 6, блок датчиков метеоусловий 7, в состав которого могут входить датчик скорости и направления ветра, датчик температуры, датчик влажности, датчик атмосферного давления. На ОПУ 1 размещен первый медиаконвертер Ethernet 8 и система стабилизации оружия 9, состоящая из блока управления приводами 10, соответствующими входами и выходами подключенного к выходу, усилителя мощности 11, двухплоскостного датчика угловой скорости 12, привода горизонтального наведения 13, привода вертикального наведения 14 и формирователя сигнала разрешения выстрела 15. Более подробное описание подобной системы стабилизации оружия находятся в источниках [14, 18]. Описание двухплоскостного датчика угловой скорости 12 имеется в источнике [15]. Датчик углов крена и тангажа 6 выполнен на основе серийно выпускаемой микросхемы инклинометра двухосевого. Формирователь сигнала разрешения выстрела 15 выполнен в виде устройства сравнения заданных значений для отработки с учетом допуска углов поправок и текущих значений углового положения приводов вертикального и горизонтального наведения и реализован программным способом. Все электронные и электромеханические блоки, расположенные на ОПУ 1, связаны цепями питания с верхней стороной электрического перехода 4 ВКУ непосредственно или через блок сопряжения 16, а информационными шинами через первый медиаконвертер Ethernet 8 - с верхней стороной оптического перехода ВКУ 3.
В боевом модуле с дистанционным управлением блок сопряжения 16 выполнен как преобразователь сигнальных команд в силовое управление (спуски гранат, электроспуск основного оружия, питание транспортировочных устройств стопорения механизмов приводов наведения, взаимодействие системы управления и системы стабилизации, питание и управление прицельным комплексом). Электрический переход 4 ВКУ представляет собой систему контактных колец с токосъемниками, аналогичными общеизвестным электрическим вращающимся контактным устройствам [16]. Оптический переход ВКУ 3 аналогичен устройству, информация о котором также имеется в источнике [16]. В состав ОПУ входят транспортировочные устройства стопорения механизмов (на фиг. не показаны) приводов горизонтального 13 и вертикального 14 наведения и устройство переключения в ручной режим управления оружием 17, выполненное в виде совокупности рычажных механизмов, связанных с зубчатыми передачами механизмов приводов горизонтального 13 и вертикального наведения 14. На ОПУ 1 также установлено сменное устройство-ложемент 18 с противооткатным устройством для укрепления в нем оружия с электроспуском 19, а именно пулемета или автоматического гранатомета, снабженного магазинами, трактами подачи боеприпасов и штатным электроспуском (на фиг. не показаны). В качестве оружия, например, может быть установлен крупнокалиберный пулемет 6П49 "КОРД" 12,7 мм, пулемет 6П7К ПКТМ 7,62 мм, автоматический гранатомет АТС 40 или другое автоматическое оружие. Для каждого типа оружия с электроспуском 19 используется устройство-ложемент 18. На ОПУ 1 также установлена система пусковых установок для метания гранат 20, информация о подобных установках имеется в источнике [17], и формирователь темпа стрельбы и длины пулеметной очереди 21, входом управления подключенный через блок сопряжения 16 и первый медиаконвертер Ethernet 8 к верхней стороне оптического перехода 3 ВКУ, а цепью питания подключенный к верхней стороне электрического перехода 4 ВКУ. При этом цепь питания формирователя темпа стрельбы и длины пулеметной очереди 21 отделена от цепи питания всех электронных и электромеханических блоков, установленных на ОПУ 1, и замыкается через отдельное контактное кольцо электрического перехода 4 ВКУ. Формирователь темпа и длины пулеметной очереди 21 представляет собой управляемый от вычислительного блока с видеопросмотровым устройством 22 формирователь импульсного напряжения (на фиг. не показано) с возможностью включения/выключения и с возможностью управления длительностью импульса и частотой следования импульсов. Амплитуда импульса формирователя темпа и длины пулеметной очереди 21 соответствует паспортному значению напряжения, необходимого для приведения в действие электроспуск оружия 19, а минимальная длительность импульса соответствует такому значению, при котором происходит гарантированное срабатывание электроспуска оружия, имеющее результатом единичный выстрел. Внутри транспортного средства расположены вычислительный блок с видеосмотровым устройством 22, связанный соответствующими входами и выходами вычислителя баллистических поправок 23, формирователя углов упреждения 24, корректора значения начальной скорости пули 25, пульта управления боевым модулем 26, датчиков состояния люков и дверей 27 и вторым медиаконвертером Ethernet 28, через который информационные и управляющие порты вычислительного блока с видеосмотровым устройством 22 соединены с нижней стороной оптического перехода 3 ВКУ. Вычислитель баллистических поправок 23 осуществляет по алгоритмам, описанным в [4, 5, 6, 8], расчет баллистических поправок на основании данных с блока датчиков метеоусловий 7, датчика углов крена и тангажа 6 и по введенному с пульта управления боевым модулем 26 значению начальной скорости пули и реализован программно в вычислительном блоке с видеосмотровым устройством 22. Формирователь углов упреждения 24 обеспечивает вычисление углов упреждения по вертикали и горизонту как произведение соответствующей угловой скорости с двухплоскостного датчика угловой скорости 12, получаемой через блок управления 10 приводами, первый 8 и второй медиаконвертеры Ethernet 28, оптический переход 3 ВКУ и вычислительный блок с видеосмотровым устройством 22, на значение временного интервала Δt=Δ1 t+Δ2 t, где Δ1 t - известный заранее период времени, за который завершается переходной процесс при отработке приводами горизонтального 13 и вертикального 14 наведения баллистических поправок и углов упреждения, Δ2 t - время полета пули до цели, формируемое в вычислителе баллистических поправок 23, и через вычислительный блок с видеосмотровым устройством 22 передаваемое в формирователь углов упреждения 24. Формирователь углов упреждения 24 реализован программно в вычислительном блоке с видеосмотровым устройством 22. Корректор значения начальной скорости 25 пули обеспечивает коррекцию значения начальной скорости посредством органов управления пульта управления боевым модулем 26 и меню, выводимого вычислительным блоком с видеосмотровым устройством 22 на экран монитора и реализован программно в вычислительном блоке с видеосмотровым устройством 22. Боевой модуль с дистанционным управлением снабжен автоматом захвата и сопровождения цели (на фиг. не показан), программно реализованном в вычислительном блоке с видеосмотровым устройством 22. Также внутри транспортного средства расположен блок распределения питания 29, который своим входом соединен с бортовым источником питания 30, а выходами блок распределения питания 29 соединен с нижней стороной электрического перехода 4 ВКУ и с блоками боевого модуля с дистанционным управлением, расположенными внутри транспортного средства. Боевой модуль с дистанционным управлением дополнительно включает в себя датчики углового положения приводов вертикального 31 и горизонтального 32 наведения, выходами связанные с соответствующими входами блока 10 управления приводами. В качестве датчиков 31 и 32 углового положения приводов применены, например, серийно выпускаемые датчики БВТО-60-С30 ИАРК.521485.001 ТУ. Также боевой модуль с дистанционным управлением снабжен выносным пультом управления 33, соединенный линией связи с вычислительным блоком с видеосмотровым устройством 22. Выносной пульт управления 33 содержит видеосмотровое устройство и органы управления, дублирующие органы управления пульта управления боевым модулем 26. Выносной пульт управления 33 выполнен аналогичным пульту управления, описанному, например, в [19, 20]. Линия связи обеспечивает передачу как видеоизображения, так и команд управления и служебной информации, по известному интерфейсу, например, Ethernet 1000 BASE-T. Линия связи выполнена проводной (кабелем, опто-волоконной)/беспроводной (радиоканал).
Боевой модуль с дистанционным управлением функционирует следующим образом. Через люк транспортного средства производят заряжание оружия, а затем для безопасности закрывают люки и двери транспортного средства, сигнал, о чем после включения поступит в вычислительный блок с видеосмотровым устройством 22. Включением тумблера блока распределения питания 29 подается питание на блоки боевого модуля с дистанционным управлением, находящиеся внутри транспортного средства.
Боевой модуль с дистанционным управлением работает в следующих режимах: «Транспортный», «Готовность», «Наведение».
В «Транспортном» режиме питание на блоки ОПУ 1 не подается. Механизмы приводов горизонтального 13 и вертикального 14 наведения застопорены транспортировочными устройствами стопорения (на фиг. не показаны).
Нажатием соответствующей кнопки пульта управления боевой модуль 26 с дистанционным управлением переводится в режим "Готовность", который является промежуточным режимом между режимом "Транспортный" и режимом "Наведение". Этот режим позволяет сократить время перехода модуля в режим «Наведение» за счет предварительной подачи напряжения на двухплоскостной датчик угловой скорости 12. При переводе в режим «Готовность» производится подача питания на блоки ОПУ 1. На прицельном комплексе 5 открывается устройство защиты оптики. На видеосмотровом устройстве вычислительного блока с видеосмотровым устройством 22 появляется изображение с обзорной камеры прицельного комплекса 5, а также информация о типе установленного оружия, углах его поворота, количестве боеприпасов, температуре окружающего воздуха от блока датчиков метеоусловий 7, границах видимости прицельной камеры и тепловизионной камеры прицельного комплекса 5. При этом механизмы приводов горизонтального 13 и вертикального 14 наведения застопорены транспортировочными устройствами стопорения (на фиг. не показаны).
При нажатии на соответствующую кнопку пульта управления боевой модуль 26 с дистанционным управлением переходит в режим "Наведение", который является основным режимом работы боевого модуля с дистанционным управлением. При переходе в режим «Наведение» производится отключение стопоров механизмов приводов горизонтального 13 и вертикального 14 наведения. После этого появляется возможность управления боевым модулем с дистанционным управлением, разрешается стрельба из оружия с электроспуском 19 и запуск гранат из системы пусковых установок для метания гранат 20, т.е. боевой модуль с дистанционным управлением переходит в состояние боевой готовности. Стрелок-оператор занимает рабочую позицию за пультом управления боевым модулем 26, держась обеими руками за рукояти (на фиг. не показаны). С помощью меню на мониторе вычислительного блока с видеосмотровым устройством 22 задаются значения параметров формирователю темпа и длины пулеметной очереди 21. Управление наведением оружия с электроспуском 19 осуществляется поворотом кнюппеля на правой рукояти (на фиг. не показано) влево-вправо по горизонтали и вверх-вниз по вертикали на угол, пропорциональный скорости поворота оружия. Для автоматического сопровождения цели посредством автомата сопровождения (на фиг. не показано), программно реализованного в вычислительном блоке с видеосмотровым устройством 22, необходимо с помощью кнюппеля на правой рукояти (на фиг. не показано) навести строб захвата (на фиг. не показано) на цель и зафиксировать ее нажатием соответствующей кнопки пульта управления боевым модулем 26. После этого осуществляется автоматическое сопровождение цели с автоматическим измерением дальности. При получении значения замеренной дальности и по данным с блока датчиков метеоусловий 7 и датчик углов крена и тангажа 6 в вычислителе баллистических поправок 23 вычисляются значения баллистических поправок. При сопровождении цели в формирователе углов упреждения 24 формируются значения углов упреждения по вертикали и горизонтали. При нажатии курка правой рукояти (на фиг. не показано) пульта управления боевым модулем 26 полученные значения баллистических поправок и углов упреждения через вычислительный блок с видеосмотровым устройством 22, первый 8 и второй медиаконвертеры Ethernet 28, оптический переход 3 ВКУ подаются на блок управления приводами 10, в котором вырабатываются сигналы, подаваемые через усилитель мощности 11 на привода горизонтального 13 и вертикального 14 наведения, по которым осуществляется отработка соответствующих баллистических поправок и углов упреждения. При завершении переходного процесса отработки с учетом допуска приводами горизонтального 13 и вертикального наведения 14 («вхождение в трубку») формирователь сигнала разрешения выстрела 15 вырабатывает сигнал разрешения выстрела, который через блок управления приводами 10, первый медиаконвертер Ethernet 8, блок сопряжения 16, формирователь темпа стрельбы и длины очереди 21, поступает на электроспуск оружия 19 и начинается стрельба с заданным с пульта управления боевым модулем 26 темпом и длиной очереди. Если при проведении стрельб возникнет информация о необходимости корректировки значения начальной скорости пули, то это можно сделать используя реализованый программно в вычислительном блоке с видеосмотровым устройством 22 корректор значения начальной скорости пули 25 посредством органов управления пульта управления боевого модулем 26 и меню, выводимого вычислительным блоком с видеосмотровым устройством 22 на экран монитора, введя в соответствующее информационное окно требуемое значение начальной скорости пули. Для повышения точности определения углового положения приводов вертикального 13 и горизонтального 14 наведения в боевой модуль введены датчики углового положения приводов вертикального 31 и горизонтального 32 наведения, значения которых используется при отработке баллистических поправок и углов упреждения и работе формирователя сигнала разрешения выстрела 15. При этом используются непосредственно измеренные значения угловых положений приводов вертикального 13 и горизонтального наведения 14, а не рассчитанные косвенным образом по значениям угловых скоростей, как в прототипе. При необходимости к вычислительному блоку с видеосмотровым устройством 22 подключается выносной пульт управления 33, обеспечивающий функции управления боевым модулем с дистанционным управлением, аналогичными пульту управления 26. Управление боевым модулем с дистанционным управлением в этом случае осуществляется не из транспортного средства, на котором он установлен, а на расстоянии из укрытия, повышая тем самым живучесть личного состава.
Расчет количества оставшихся боеприпасов, стабилизации оружия при движении транспортного средства по пересеченной местности, переключение в ручной режим управления оружием осуществляется в предлагаемом боевом модуле с дистанционным управлением так же, как и в прототипе.
Боевой модуль с дистанционным управлением отвечает критерию промышленной применимости, поскольку в настоящее время существуют все технологии и комплектующие, необходимые для его производства.
Использованные источники
1. Интернет-ресурс "Армейский вестник", статья от 12 октября 2015 г. "Тенденции развития российских боевых модулей" авт. Д. Федюшко.
http://army-news.ru/2015/10/tendencii-razvitiya-rossijskix-boevyx-modulej/
2. Интернет-ресурс "Военное обозрение" статья от 26 декабря 2013 г. "На крыше: состояние и тенденции в сфере дистанционно управляемых боевых модулей" авт. А. Алексеев.
http://topwar.ru/37736-na-layshe-sostoyanie-i-tendencii-v-sfere-distancionno-upravlyaemyh-boevyh-moduley.html.
3. Журнал "Национальная оборона" статья от 11 ноября "дистанционно управляемые боевые модули" авт. Л. Московченко, Н. Кузин, А. Власов
http://www.oborona.ru/includes/periodics/defense/2012/0723/16138777/detail.shtml.
4. Коновалов А.А., Николаев Ю.В. Внешняя баллистика. М.: ЦНИИ информации, 1979, 228 с.
5. Дмитриевский А.А., Лысенко Л.Н. Внешняя баллистика, 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2005. - 608 с. - ISBN 5-217-03252-9.
6. Бурлов В.В. и др. Баллистика ствольных систем. Под ред. Л.Н. Лысенко и A.M. Липанова. М.: Машиностроение, 2006, 461 с.
7. McCoy R.L. Modern Exterior Ballistics: The Launch and Flight Dynamics of Symmetric Projectiles // Atglen, PA: Schiffer Publishing Ltd., 2012. - 328 p. - (Technology & Engineering). - ISBN 978-0-7643-3825-0.
8. Правила стрельбы из стрелкового оружия и боевых машин. МОСКВА ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, 1992, под наблюдением полковника В.Ф. Копыл, 205 с.
9. Потапов А.А. Искусство снайпера. Фаир-Пресс, 2005 г., 544 стр. ISBN 5-8183-0360-8, 5-8183-0872-3
10. Bryan Litz Applied Ballistics for Long-Range Shooting, 2nd edition, Applied Ballistics, LLC 15071 Hanna Ave Cedar Springs, MI 49319, 602p. ISBN 978-0-615-45256-2
11. Иванов M. Тем, кто хочет стрелять далеко… // КАЛАШНИКОВ. - 2009. - №3. - С. 34.
12. Интернет-ресурс "Военное обозрение" статья от 15 октября 2015 г. "Проект боевого модуля «Арбалет-ДМ»" авт. К. Рябов
http://topwar.ru/83355-proekt-boevogo-modulya-arbalet-dm.html.
13. Авионика России: Энциклопедический справочник. Научное издание. / Под общей редакцией С.Д. Бодрунова, СПб; Национальная ассоциация авиаприборостроителей, 1999 г., стр. 211.
14. Патент на изобретение RU 2150072, опубл. 27.05.2000 г., бюл. №15.
15. Патент на полезную модель RU 12464, опубл. 10.01.2000 г.
16. Каталог продукции ОАО "МассЭлектроАппарат" / специзделия http://www.mielap.ru/Vraschayuschiesya_kontaktnye_ustroystva.
17. Журнал "Зарубежное военное обозрение", 1990, N2, 10.
18. Изделие 2Э42-4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. БС1.370.012ТО. 1999 - с. 10. Открытое издание.
19. Патент на полезную модель RU 127888, опубл. 10.05.2013 г.
20. Патент на промышленный образец №86983, опубл. 16.11.2013 г.
1. Боевой модуль с дистанционным управлением, который включает в себя устанавливаемое на крышу транспортного средства опорно-поворотное устройство (ОПУ), снабженное вращающимся контактным устройством (ВКУ), содержащим как оптический, так и электрический переходы ВКУ, и размещенными на ОПУ прицельным комплексом, блоком датчиков метеоусловий, первым медиаконвертером Ethernet, системой стабилизации оружия, состоящей из блока управления приводами, усилителя мощности, двухплоскостного датчика угловой скорости, приводов горизонтального и вертикального наведения, причем все электронные и электромеханические блоки, расположенные на ОПУ, связаны цепями питания с верхней стороной электрического перехода ВКУ непосредственно или через блок сопряжения, а информационными шинами через первый медиаконвертер Ethernet - с верхней стороной оптического перехода ВКУ, ОПУ снабжено транспортировочными устройствами стопорения качающейся и вращающейся частей, на ОПУ также установлены устройство переключения в ручной режим управления оружием и сменное устройство-ложемент с противооткатным устройством для укрепления в нем определенного типа оружия, а именно пулемета или автоматического гранатомета, снабженного магазинами, трактами подачи боеприпасов и штатным электроспуском, установлена система пусковых установок для метания гранат и формирователь темпа и длины пулеметной очереди, выходом подключенного к электроспуску оружия; боевой модуль с дистанционным управлением также включает в себя расположенные внутри транспортного средства вычислительный блок с видеосмотровым устройством, содержащий программно реализованный автомат захвата и сопровождения цели, а также связанный с вычислительным блоком с видеосмотровым устройством пульт управления боевым модулем с дистанционным управлением, датчики состояния люков и дверей, второй медиаконвертер Ethernet, блок распределения питания (БРП), причем БРП своим входом соединен с бортовым источником питания транспортного средства, а выходами соединен с нижней стороной электрического перехода ВКУ и с блоками боевого модуля с дистанционным управлением, расположенными внутри транспортного средства, при этом информационные и управляющие порты вычислительного блока с видеосмотровым устройством соединены через второй медиаконвертер Ethernet с нижней стороной оптического перехода ВКУ, причем пульт управления боевым модулем с дистанционным управлением выполнен в виде основания, жестко укрепленного на рабочем месте стрелка-оператора, с расположенными на основании двумя консольными неподвижными эргономичными рукоятями, между которыми располагаются тумблеры и кнопки управления, в том числе тумблер разрешения огня, с возможностью замыкания/размыкания электрической цепи питания формирователя темпа и длины пулеметной очереди, причем указанная цепь замкнута через отдельное контактное кольцо электрического перехода ВКУ, а на правой рукояти пульта управления боевым модулем с дистанционным управлением размещен пропорциональный манипулятор (кнюппель), адаптированный под большой палец руки стрелка-оператора с функцией управления наведением оружия, отличающийся тем, что в состав боевого модуля с дистанционным управлением введены датчик углов крена и тангажа, выходом соединенный с соответствующим входом блока сопряжения, формирователь сигнала разрешения выстрела, вход и выход которого подключены к соответствующими выходами и входами блока управления приводами, вычислитель баллистических поправок, формирователь углов упреждения и корректор значения начальной скорости пули, выходами и входами связанные с соответствующими входами и выходами вычислительного блока с видеосмотровым устройством.
2. Боевой модуль с дистанционным управлением по п. 1, отличающийся тем, что он содержит датчик углового положения привода вертикального наведения и датчик углового положения привода горизонтального наведения, выходами связанные с соответствующими входами блока управления приводами.
3. Боевой модуль с дистанционным управлением по п. 1, отличающийся тем, что он содержит связанный с вычислительным блоком выносной пульт управления.
4. Боевой модуль с дистанционным управлением по п. 3, отличающийся тем, что линии связи между вычислительным блоком и выносным пультом управления выполнены проводными/беспроводными.
