способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата
Классы МПК: | F41G9/02 при бомбометании |
Автор(ы): | Мамошин В.Р. |
Патентообладатель(и): | Мамошин Владимир Романович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-08-28 публикация патента:
20.02.2003 |
Изобретение относится к прицельной технике и предназначено для реализации управления пространственным маневром летательного аппарата, в процессе выполнения которого обеспечивается прицельный сброс груза в наблюдаемую точку земной поверхности. Техническим результатом является расширение диапазона условий применения летательных аппаратов (ЛА) при сбросе грузов в назначенную и визуально обнаруженную экипажем точку земной поверхности, повышение быстродействия и точности при грузометании с нешаблонного пространственного маневра. Цель достигается путем внедрения дополнительных технологических операций в процессе прицеливания, а именно прогнозируют фазовые координаты движения маневрирующего ЛА на прогнозируемой траектории его движения в ряде точек, то есть многократно, решают задачу баллистики груза. Прогнозируемые ветровые сносы вычисляют не только с учетом времени падения груза, но и времени прогнозируемого движения ЛА до каждой из указанных точек прогнозируемой траектории. Выражения для каждой из точек прогнозируемого падения груза и всей кривой линии "разрывов" представляют в виде проекции на горизонтальную плоскость картографической системы координат, вводят изображение вычисленной линии "разрывов" в поле зрения летчика (штурмана), управляя летательным аппаратом, заблаговременно накладывают и удерживают кривую линию "разрывов" на наблюдаемой точке земной поверхности и в момент совпадения последней с точкой начала линии "разрывов" производят прицельный сброс груза. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, заключающийся в том, что измеряют текущие значения геометрической высоты относительно наблюдаемой точки земной поверхности, барометрической высоты, углов атаки, скольжения, курса, тангажа, крена, сноса, воздушной и путевой скоростей, навигационные координаты полета летательного аппарата, вычисляют по составляющим в текущей курсовой стабилизированной по вертикали системе координат значения векторов ветра, воздушной и путевой скоростей, ветрового сноса, вычисляют линию "разрывов", решают задачу баллистики груза и при этом определяют штилевой относ, время падения груза, представляют линию "разрывов" в виде проекции на горизонтальную плоскость картографической системы координат, вводят изображение вычисленной линии "разрывов" в поле зрения летчика или штурмана, управляя летательным аппаратом, заблаговременно накладывают и удерживают линию "разрывов" на наблюдаемой точке земной поверхности и в момент ее совпадения с точкой начала линии "разрывов" производят прицельный сброс груза, отличающийся тем, что дополнительно решают задачу прогнозирования фазовых координат движения маневрирующего летательного аппарата в текущей курсовой стабилизированной по вертикали системе координат, на прогнозируемой траектории движения летательного аппарата в ряде точек, то есть многократно, решают задачу баллистики груза в их прогнозируемых курсовых стабилизированных по вертикали системах координат, прогнозируемые ветровые сносы вычисляют не только с учетом времени падения груза, но и времени прогнозируемого движения летательного аппарата до каждой из указанных точек прогнозируемых траекторий, выражения для каждой из точек прогнозируемого падения груза и всю кривую линию "разрывов" представляют по составляющим в текущей курсовой стабилизированной по вертикали системе координат.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к прицельной технике и предназначено для реализации управления пространственным маневром летательного аппарата, в процессе выполнения которого обеспечивается прицельный сброс груза в наблюдаемую точку земной поверхности. Патентный поиск во Всероссийской патентно-технической библиотеке по классификациям F 41 G 3/00 "Средства прицеливания; средства наведения", F 41 G 3/24 "Бомбардировочные прицелы", а также F 41 G 3/02, /06, /08, /16, /22, /24, /26, /32, F 41 G 5/02, /18 вплоть до настоящего времени не позволил найти явных ни аналогов, ни прототипа. Поэтому в качестве прототипа взят способ прицеливания при бомбометании по наземным целям, изложенный в [1]. По прототипу прицельный сброс грузов (бомбометание) осуществляют в режиме горизонтального полета летательного аппарата (ЛА) [1], стр.5-10. На фиг.1 представлена векторная схема существующего способа прицеливания, где U - вектор скорости ветра - скорости перемещения воздушной массы вместе с ЛА и падающим грузом, который на время прицеливания и грузометания принимают горизонтальным и неизменным как по курсу![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/948.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199039/945.gif)
Y(
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
где F(...) - известная в общем случае нелинейная векторная функция;
Y(
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
С - баллистические (аэродинамические) характеристики груза, при заданных начальных
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/2199074-2t.gif)
где Н - высота полета ЛА,
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/920.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/920.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/920.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/920.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/8226.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/920.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/8226.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/920.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/2199074-3t.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/948.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/8226.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/948.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/948.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/8226.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/8226.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199039/945.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/948.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/8592.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/2199074-4t.gif)
осуществляют привязку линии "разрывов" к картографической (гироинерциальной) системе координат:
ХЛР кг(t)=ХЛА кг(t)+FX ЛР(t)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/8226.gif)
zлр кг(t)=ZЛА кг(t)+FХ ЛР(t)(sin(K(t))+FZ ЛР(t)(cos(K(t)), (3)
где FХ ЛР(t), FZ ЛР(t) - координаты точек линии "разрывов" в текущей курсовой стабилизированной по вертикали системе координат. Вводят изображение вычисляемой прямой линии "разрывов" в поле зрения летчика (штурмана). Далее по прототипу в процессе прицеливания с горизонтального полета управляют ЛА по курсу ("направлению") и заблаговременно обеспечивают устойчивое относительное движение наблюдаемой точки земной поверхности Ц вдоль непрерывно уточняемой прямой линии "разрывов" F(t)Ц, управляют системой отделения грузов ("прицеливание по дальности") и в момент совпадения точки Ц с точкой F(t) - началом прямой линии "разрывов" - производят прицельный сброс груза. Способ по прототипу не позволяет, да и не предназначен для прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с пространственно маневрирующего летательного аппарата. Увеличение грузоподъемных, скоростных и маневренных характеристик современных ЛА, с одной стороны, и бурное развитие бортовых цифровых многопроцессорных вычислительных систем, способных с высоким быстродействием - форсированном масштабе времени, и точностью решать последовательно и параллельно целую совокупность задач, с другой стороны, сделали необходимым, актуальным и возможным разработку нового способа прицеливания - прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата. Указанный выше основной недостаток существующего способа предлагается устранить путем внедрения дополнительных технологических операций в процесс прицеливания, в соответствии с которыми:
а) прогнозируют на время tПР, например, методом интегрирования в форсированном масштабе времени системы дифференциальных уравнений пилотируемого пространственного движения ЛА:
YЛА(
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
где Fлa(...) - известная в общем случае нелинейная векторная функция;
YЛА(
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/2199074-5t.gif)
и их производные;
H(t+
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/920.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/916.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
Cла - аэродинамические характеристики ЛА;
Qлa(
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199005/964.gif)
фазовые координаты ЛА по составляющим упомянутой выше системы координат M(t)XV(t)YgZ(t), при начальных значениях YЛа(0), равных текущим измеренным фактическим значениям фазовых координат YЛА(t) движения ЛА
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/2199074-6t.gif)
б) на прогнозируемой траектории O(t,0)...O(t,j)...O(t,J) движения ЛА (фиг. 2) в ряде точек O(t, j), 0
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199003/8804.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199003/8804.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/8226.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199003/8804.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199003/8804.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199003/8804.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199003/8804.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/2199074-7t.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199074/2199074-8t.gif)
где ХЛa(t,j), ZЛА(t,j) - прогнозируемые координаты ЛА в базисе
M(t)XV(t)YgZ(t);
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199002/916.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199003/8804.gif)
![способ прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего летательного аппарата, патент № 2199074](/images/patents/271/2199003/8804.gif)
Фиг. 1. Векторная схема прицеливания при бомбометании с горизонтального полета ЛА. Фиг. 2. Векторная схема прицеливания при сбросе грузов в наблюдаемую точку земной поверхности с маневрирующего ЛА. Источник информации
1. Эфрос И. Е. Основы устройства прицелов для бомбометания. Воениздат, Москва, 1947 г., стр.5-11.
Класс F41G9/02 при бомбометании