комплекс вооружения

Формула изобретения

Комплекс вооружения, содержащий последовательно соединенные пульт управления, прицел, блок суммирования и привод наведения орудия - пусковой установки, баллистический вычислитель, выход которого подключен ко второму входу блока суммирования, блок ручных поправок, выходы которого по количеству поправок подключены к соответствующим первым входам баллистического вычислителя, датчик баллистики, лазерный дальномер и датчик ветра, выход каждого из которых подключен соответственно ко второму, третьему и четвертому входам баллистического вычислителя, а также систему наведения управляемых снарядов, включающую блок компенсации веса управляемого снаряда и последовательно соединенные координатор, вход которого соединен со вторым выходом прицела, устройство формирования сигнала управления, дополнительный блок суммирования, второй вход которого соединен с выходом блока компенсации веса управляемого снаряда, устройство формирования команды управления и линию передачи команд, сопряженную с входом управляемого снаряда, выход которого оптически сопряжен со вторым входом прицела, отличающийся тем, что он снабжен датчиком отклонения управляемого снаряда от линии прицеливания в момент его захвата системой наведения, первый вход которого соединен со вторым выходом координатора, а второй - со вторым выходом устройства формирования сигнала управления, последовательно установленными датчиком угла, датчиком рассогласования, второй и третий входы которого соединены соответственно с третьим выходом прицела и вторым выходом лазерного дальномера, блоком выбора сектора стрельбы, блоком запоминающих устройств, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом датчика отклонения управляемого снаряда от линии прицеливания в момент его захвата системой наведения и со вторым выходом датчика рассогласования, блоком коррекции, согласующим устройством, инвертором и ключом, второй вход которого соединен со вторым выходом датчика баллистики, а выход - со вторым входом сумматора.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый комплекс вооружения относится к военной технике, а более конкретно - к комплексам, устанавливаемым на подвижных объектах: танках, БМП, БТР, судах, вертолетах и др. Подобные комплексы позволяют автоматизировать процессы учета условий стрельбы, определения углов прицеливания и бокового упреждения, а также введения поправок в положение вооружения в момент выстрела.

Известны комплексы вооружения танков первого послевоенного поколения Т-55 и Т-62 (см., например, «Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-55». Воениздат, М., 1965 г.). Каждый из комплексов вооружения этих танков содержит пульт управления, автоматизированные приводы наведения ствола пушки в вертикальной и горизонтальной плоскостях с блоком их включения и стабилизатором вооружения с зависимой линией прицеливания. Эффективность этих комплексов достаточно высока. Она обеспечивается введением автоматизированных приводов наведения ствола пушки в двух плоскостях. Достигаемая вероятность попадания при этом не ниже 50%. Однако для этих комплексов характерны недостатки. Совмещение с целью зависимой линии прицеливания, связанной с вооружением, приводит к тому, что ошибки слежения за целью определяются возмущениями, действующими на вооружение, которые велики (в горизонтальной плоскости при стрельбе с ходу достигают 2 т.д.). Кроме того, при их применении в пустынной, горно-пустынной и прибрежных местностях точность стрельбы всеми типами снарядов может дополнительно (до 1 т.д. и более) ухудшаться. Это объясняется тем, что в указанных районах вследствие высокой температуры нагрева (до 60 градусов) подстилающей поверхности над ней возникают мощные восходящие воздушные потоки (см., например, Савкин Л.С., Лебедев Б.Д. Метеорология и стрельба артиллерии. М., Воениздат, 1974, с.10-14), отклоняющие снаряды в полете по высоте от линиии прицеливания.

Следует также отметить, что измерение дальности в этих комплексах производится с помощью дальномерных шкал, что обусловливает большую погрешность (более 10% от измеренной дальности) ее измерения, а следовательно, и погрешность в определении углов прицеливания и бокового упреждения. Поэтому при стрельбе из танков Т-55 и Т-62 вероятность попадания, как правило, не превышает 50%, а дальность эффективного огня составляет всего лишь 1400-1600 м.

Известен также комплекс вооружения танка Т-80Б (см., например, Танк Т-80Б. ТО и ИЭ. Кн.1. М., Воениздат, 1984, с.46-95). Этот комплекс по технической сути и существенным признакам является наиболее близким к заявляемому и принят за его прототип. Одновременно он является базовым объектом предлагаемого комплекса и содержит последовательно соединенные пульт управления, прицел, блок суммирования и привод наведения орудия - пусковой установки, баллистический вычислитель, выход которого подключен ко второму входу блока суммирования, блок ручных поправок, выходы которого по количеству поправок подключены к соответствующим первым входам баллистического вычислителя, датчик баллистики, лазерный дальномер и датчик ветра, выход каждого из которых подключен соответственно ко второму, третьему и четвертому входам баллистического вычислителя, а также систему наведения управляемых снарядов, включающую блок компенсации веса управляемого снаряда и последовательно соединенные координатор, вход которого соединен со вторым выходом прицела, устройство формирования сигнала управления, дополнительный блок суммирования, второй вход которого соединен с выходом блока компенсации веса управляемого снаряда, устройство формирования команды управления и линию передачи команд, сопряженную со входом управляемого снаряда, выход которого оптически сопряжен со вторым входом прицела.

Эффективность этого комплекса по сравнению с предшествующим существенно возросла. Дальность эффективного артиллерийского огня увеличилась до 2200-2500 м, а дальность дополнительно введенного ракетного - до 4000 м, что достигнуто прежде всего за счет реализации независимой линии прицеливания, автоматического ввода основных поправок, включения в боекомплект управляемых снарядов (ракет), а в систему управления огнем - их системы наведения, а также введения ряда дополнительных элементов, например баллистического вычислителя, блока ручных поправок, датчика ветра, лазерного дальномера, прицела со стабилизатором линии прицеливания и датчиком баллистики (артиллерийских снарядов и управляемых снарядов) и др. Введенные элементы позволили сформировать ряд поправок при стрельбе, за исключением поправки на отклонение артиллерийских снарядов и управляемых ракет по высоте от линии прицеливания при их полете в условиях восходящего (нисходящего) воздушного потока, которое из-за этого может составить при стрельбе всеми типами артиллерийских снарядов и управляемых снарядов до 0,4 т.д. и более. По опыту боевых действий в Афганистане и Чечне это отклонение из-за мощных вертикальных воздушных потоков, характерных для горных и пустынных районов, может достигать еще большей величины. Следует также отметить, что в рассматриваемом комплексе при стрельбе управляемыми снарядами на начальном участке управление снарядом не происходит несмотря на удержание прицельной марки на цели. За это время управляемый снаряд под действием воздушных потоков может удалиться от линии прицеливания вплоть до выхода из зоны захвата (как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях). Это не только затрудняет формирование соответствующих команд на начальном этапе, но и увеличивает вероятность срыва управления, вносит значительную неопределенность и напряженность при выстреле.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности комплекса вооружения и устранение вышеперечисленных недостатков за счет компенсации отклонений управляемых снарядов в зоне захвата, возникающих из-за действия воздушных потоков и других возмущений.

Указанная цель достигается тем, что в комплекс вооружения, содержащий последовательно соединенные пульт управления, прицел, блок суммирования и привод наведения орудия - пусковой установки, баллистический вычислитель, выход которого подключен ко второму входу блока суммирования, блок ручных поправок, выходы которого по количеству поправок подключены к соответствующим первым входам баллистического вычислителя, датчик баллистики, лазерный дальномер и датчик ветра, выход каждого из которых подключен соответственно ко второму, третьему и четвертому входам баллистического вычислителя, а также систему наведения управляемых снарядов, включающую блок компенсации веса управляемого снаряда и последовательно соединенные координатор, вход которого соединен со вторым выходом прицела, устройство формирования сигнала управления, дополнительный блок суммирования, второй вход которого соединен с выходом блока компенсации веса управляемого снаряда, устройство формирования команды управления и линию передачи команд, сопряженную со входом управляемого снаряда, выход которого оптически сопряжен со вторым входом прицела, дополнительно установлены датчик отклонения управляемого снаряда от линии прицеливания в момент его захвата системой наведения, первый вход которого соединен со вторым выходом координатора, а второй - со вторым выходом устройства формирования сигнала управления, последовательно установленные датчик угла, датчик рассогласования, второй и третий входы которого соединены соответственно с третьим выходом прицела и вторым выходом лазерного дальномера, блок выбора сектора стрельбы, блок запоминающих устройств, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом датчика отклонения управляемого снаряда от линии прицеливания в момент его захвата системой наведения и со вторым выходом датчика рассогласования, блок коррекции, согласующее устройство, инвертор и ключ, второй вход которого соединен со вторым выходом датчика баллистики, а выход - со вторым входом сумматора.

Введение новых элементов и связей позволяет получить и использовать новую информацию об условиях стрельбы (о величине и направлении отклонения управляемого снаряда в момент его захвата системой наведения, вызванного действием воздушных потоков и другими возмущениями) и скорректировать управление вооружением за счет улучшения начальных условий, что обеспечивает повышение эффективности стрельбы, в частности, путем увеличения точности определения и установки углов прицеливания (возвышения) и бокового упреждения ствола орудия - пусковой установки для различных типов используемых управляемых снарядов и условий стрельбы, а также коррекции команд управления их полетом на начальном участке.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, на котором показаны взаимное расположение и связи элементов предлагаемого комплекса вооружения и приняты следующие обозначения:

1 - пульт управления (ПУ),

2 - прицел (Пр),

3 - блок суммирования (С),

4 - привод наведения орудия - пусковой установки (ПН),

5 - орудие - пусковая установка (О),

6 - блок ручных поправок (БРП),

7 - баллистический вычислитель (БВ),

8 - ключ (Кл),

9 - датчик ветра (ДВ),

10 - лазерный дальномер (ЛД),

11 - датчик баллистики (ДБ),

12 - датчик рассогласования (ДР),

13 - датчик угла (ДУ),

14 - инвертор (И),

15 - блок выбора сектора стрельбы (БВС),

16 - блок запоминающих устройств (БЗУ),

17 - блок коррекции (БК),

18 - согласующее устройство (СУ),

19 - датчик отклонения управляемого снаряда (ДО),

20 - блок компенсации веса управляемого снаряда (БКВ),

21 - управляемый снаряд (УС),

22 - координатор (К),

23 - устройство формирования сигнала управления (УФС),

24 - дополнительный блок суммирования (ДС),

25 - устройство формирования команды управления (УФК),

26 - линия передачи команд (ЛПК).

Блоки 1-7, 9-11, 20-25 являются штатными блоками прототипа и выполняют те же функции. Ключ 8 выполнен таким образом, что обеспечивает подключение блока 14 при включении датчика баллистики в положение стрельбы управляемым снарядом. Включение блока 8 возможно оператором и вручную, что иногда необходимо при контроле и настройке комплекса вооружения, при включении в боекомплект нового типа управляемого снаряда и др.

Конструктивные особенности исполнения блоков 12-19 широко известны (см., например, «Основы автоматики и танковые автоматические системы». М., ВАБТВ, 1976, с.508-519). Датчик рассогласования 12 формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный угловому рассогласованию между направлением линии прицеливания, которое задается стабилизатором линии прицеливания, расположенным в прицеле 2, и направлением, заданным датчиком угла 13. В отличие от штатного датчика угла, используемого для наведения линии прицеливания и, следовательно, периодически изменяющего положения заданных направлений в пространстве, датчик угла 13 не меняет положения стабилизируемого им направления в пространстве, то есть стабилизируемое им направление является базовым. Инвертор 14 используется по своему прямому назначению и изменяет полярность сигнала с выхода блока 17 на противоположную. Блок выбора сектора стрельбы 15 обеспечивает определение величины принятых с блока 12 сигналов, их оценку и распределение в зависимости от их величины по соответствующим запоминающим устройствам блока 16. Практика показывает, что целесообразный угловой размер одного сектора должен находиться в пределах 10-15 градусов. Его увеличение может привести к неточности учета внешних условий, в частности действия бокового ветра, а уменьшение - к усложнению измерительной аппаратуры. Блок запоминающих устройств 16 обеспечивает каждый сектор стрельбы «своим» запоминающим устройством, которое «запоминает» отклонение управляемого снаряда при каждом выстреле в данном секторе. Корректирующий блок 17 обеспечивает коррекцию сигнала, поступающего с выхода определенного устройства в зависимости от характеристик выстреливаемого управляемого снаряда, в том числе и от его типа. Согласующее устройство 18 выполнено так, что согласует сигнал, поступающий с блока 17, с рабочими характеристиками блока суммирования 3 и привода наведения орудия - пусковой установки 4. Датчик отклонения управляемого снаряда 19 выполнен аналогично штатному датчику, но в отличие от последнего на его выходе формируется сигнал, соответствующий отклонению управляемого снаряда от линии прицеливания лишь в момент захвата управляемого снаряда системой наведения. Остальные (текущие) отклонения управляемого снаряда блоком 19 не пропускаются.

Работает предлагаемый комплекс вооружения следующим образом.

Экипаж объекта, определив (или выяснив из метеосводки заранее) отклонения условий стрельбы от табличных, вводит их через штатный блок ручных поправок 6 в баллистический вычислитель 7. Тем временем наводчик (оператор), наблюдая за полем боя через прицел 2, обнаруживает цель, определяет тип боеприпаса для ее уничтожения и устанавливает датчик баллистики 11 в соответствующее положение, информация о чем поступает на вход баллистического вычислителя 7. Если стрельба ведется управляемым снарядом, то со второго выхода датчика баллистики сигнал подается и на второй вход блока 8, включая его. Затем наводчик (оператор) совмещает с целью при помощи органов управления на пульте управления 1 прицельную марку прицела 2 и нажимает на кнопку измерения дальности. При этом срабатывает лазерный дальномер 10 и информация о дальности до цели Дц поступает на вход блока 7, а информация о том, что линия прицеливания совмещена с целью (так как измеряется дальность до нее) подается на блок 12, по которой измеряется рассогласование между линией прицеливания и базовым датчиком угла 13. На основании измеренной величины рассогласования с помощью блока выбора сектора стрельбы 15 определяется запоминающее устройство (в блоке запоминающих устройств 16), в котором запоминается угловое значение направления стрельбы и будет запомнено угловое значение отклонения управляемого снаряда при его захвате системой наведения.

Далее наводчик осуществляет заряжание орудия - пусковой установки 5, нажимая на кнопку механизма заряжания «МЗ», при этом срабатывает датчик ветра 9, и информация о скорости бокового ветра в районе огневой позиции комплекса вооружения (танка, БМП, БТР и др.) поступает в баллистический вычислитель 7. В блоке 7 сигналы с блоков 6, 9-11 преобразуются по известным алгоритмам (см., например, «Основы автоматики и танковые автоматические системы». М., ВАБТВ, 1976, с.508-519) в сигналы, соответствующие углам прицеливания (возвышения) и упреждения для данных условий стрельбы, которые затем подаются в блок суммирования 3 (каждый по своему каналу: вертикального и горизонтального наведения).

При первом выстреле управляемым снарядом в данном секторе (направлении) стрельбы значения углов прицеливания и бокового упреждения не корректируются, поскольку в запоминающем устройстве отсутствуют сведения об отклонении управляемого снаряда на момент его захвата (сигнал на выходе ключа 8 равен нулю). При последующем выстреле в этом же секторе сигнал на выходе ключа 8 будет соответствовать отклонению управляемого снаряда в момент его захвата во время предыдущего выстрела и с измененной блоком 14 полярностью будет подан через ключ 8 в блок суммирования 3. Предварительно в согласующем устройстве 18 данный сигнал согласуется с рабочими характеристиками блока суммирования 3 и привода наведения орудия - пусковой установки 4. В блоке суммирования 3 сигналы с блоков 7 и 8 суммируются и формируется результирующий сигнал, соответствующий уточненным углам прицеливания (возвышения) и бокового упреждения, которые подаются в блок 4, и в соответствии с полученным сигналом обеспечивается коррекция положения ствола орудия - пусковой установки 5 относительно линии прицеливания.

После пуска управляемый снаряд 21 вначале совершает неуправляемый полет. Для каждого конкретного комплекса вооружения длительность неуправляемого полета практически постоянна и определяется временем от момента схода управляемой ракеты до момента захвата ее системой наведения и начала управления. Для системы наведения комплексов управляемого вооружения 9К112-1 объектов Т-80Б это время составляет около 1,5 с. По его окончании управляемый снаряд попадает с определенной степенью вероятности в поле зрения прицела 2 и съюстированное с ним поле зрения координатора 24. Координатор 24 в случае захвата управляемого снаряда обеспечивает выработку сигнала, соответствующего его отклонению от линии прицеливания, и подает его на вход устройства формирования сигнала управления 25, который производит усиление и корректировку сигнала управления и подает его на дополнительный сумматор 26, где выработанный сигнал управления суммируется с сигналами компенсации веса управляемого снаряда, выработанными блоком 20. Суммарный сигнал подается на устройство 33 формирования команды управления, где преобразуется, шифруется и в виде команды управления через линию передачи команд 34 подается на аппаратуру управления снаряда 35, который под действием полученной команды перемещается к линии прицеливания, чем и устраняется рассогласование между ним и линией прицеливания.

Предварительные расчеты показывают, что эффективность стрельбы в рассмотренных условиях с использованием предложенного комплекса вооружения может быть повышена на 10-15%, а при стрельбе в горно-пустынной местности с мощными вертикальными воздушными (особенно восходящими) потоками эффективность стрельбы повышается более чем на 20% (при стрельбе управляемыми снарядами). Кроме того, при стрельбе управляемым снарядом повышается надежность его захвата за счет ввода поправки в привод орудия - пусковой установки, компенсирующей отклонение снаряда на начальном неуправляемом (баллистическом) участке траектории и уменьшающей опасность его выхода из поля зрения координатора 24. Благодаря этому повышается надежность и всего комплекса. Введение этих поправок обеспечивает сохранение эффективности стрельбы управляемыми ракетами в условиях действия непредсказуемых воздушных потоков на том же уровне, что и в нормальных условиях стрельбы.