Бортовой комплекс корректируемого летательного аппарата, стабилизированного по крену, с телевизионной головкой самонаведения

 

Использование: в авиационной технике для доставки с самолета на землю полезного груза с повышенной точностью E_кво = 4 ... 7м, для ликвидации каких-либо преград и заторов в экстремальных ситуациях, при стихийных бедствиях, а также для разрушения прочих преград и сооружений типа железобетонных укрытий самолетов, взлетно-посадочных полос, ангаров и т. п. в широком спектре условий применения. Сущность изобретения: бортовой комплекс корректируемого летательного аппарата, стабилизированного по крену, с телевизионной головкой самонаведения, в котором соединения уже имеющихся в существующих корректируемых аппаратах и новых блоков реализует следующие процедуры: запоминание в поле обработки текущего телевизионного сигнала как эталонного, выделение в этом поле обработки значимых контрастных ориентиров, выполнение корреляционной обработки текущего и эталонного телевизионных сигналов, формирование по результатам корреляционной обработки дискриминационной характеристики, определение с помощью этой характеристики углового смещения телевизионного изображения цели относительно эталонного, формирование для трехосного гиростабилизатора, на котором установлена телевизионная камера, управляющих сигналов, возвращающих оптическую ось телевизионной камеры на центр выбранной оператором цели, определение величины разномасштабирования между текущим телевизионным изображением и эталонным, перезапись (при повышении величины разномасштабирования заданного порогого значения) текущего телевизионного изображения цели в качестве нового эталона. Бортовой комплекс повышает эффективность корректируемых летательных аппаратов, расширяет зоны и условия сброса этих аппаратов, повышает точность самонаведения летательных аппаратов на малоконтрастные и неконтрастные цели, повышает помехоустойчивость летательного аппарата и организованным помехам. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в авиационной технике для доставки с самолета на землю полезного груза с повышенной точностью Е_кво=4.7 м, для ликвидации каких-либо преград и заторов в экстремальных ситуациях, при стихийных бедствиях, а также для разрушения прочных преград и сооружений типа железобетонных укрытий самолетов (ЖБУ), взлетно-посадочных полос (ВПП), ангаров и т.п. в широком спектре условий применения.

Известны бортовые комплексы корректируемых летательных аппаратов, стабилизированных по крену, с телевизионными головками самонаведения, содержащие установленную на трехосном гиростабилизаторе телевизионную камеру, включающую преобразователь свет-сигнал с видеоусилителем, блок разверток и блок синхронизации, а также электронный блок обработки информации, блок автоматики и связи с носителем, включающий четыре усилителя, два сумматора, два интегратора и два переключателя, а также блок преобразования координат, источник питания и автопилот, включающий три блока стабилизации, соединенные с рулевыми приводами тангажа, рыскания, крена, при этом выходы первого и второго интеграторов блока автоматики и связи с носителем соединены соответственно с первыми и вторыми входами трехосного гиростабилизатора и блока преобразования координат.

В известных бортовых комплексах корректируемых летательных аппаратов реализуется контрастный закон обработки информационного сигнала, при котором точное наведение аппарата возможно только, если цель является локальным объектом, обладающим контрастом относительно фона, окружающего объект [1] Наиболее близким к изобретению из известных является бортовой комплекс корректируемой авиационной бомбы (КАБ) Франция SAMP-400 [2] Данная КАБ выбрана в качестве прототипа.

Стабилизированная по крену SAMP-400 содержит телевизионную камеру, блок синхронизации и обработки телевизионного сигнала, гиростабилизатор, блок управления гиростабилизатором, блок автоматики и связи с носителем, переключающее устройство, блок преобразования координат, автопилот с рулевым приводом и рулями, источник энергоснабжения.

Бортовой комплекс SAMP-400, являющийся прототипом, обеспечивает точность попадания ≈ 7 м, но имеет ряд недостатков, снижающих эффективность КАБ и ограничивающих зону сброса КАБ и условия ее применения.

КАБ SAMP-400 сбрасывается с самолета-носителя на цель из достаточно узкой, ограниченной области, начальные условия которой по дальности относа КАБ, скорости и углу планирования соответствуют попаданию авиабомбы в цель при практически баллистическом полете. Это объясняется тем, что SAMP-400 выполнена на основе уже существовавшей неуправляемой фугасной бомбы. Контрастный метод формирования дискриминационной характеристики в бортовом комплексе SAMP-400 делает невозможным бомбометание по неконтрастным целям, положение которых задано относительно контрастных ориентиров.

В том случае, если цель является протяженной (Мост, ВПП), условия локальности цели не выполняются, то в процессе самонаведения SAMP-400 возможно "скольжение" точки захвата вдоль протяженной границы контраста и, как следствие этого, срыв режима автосопровождения цели.

Наконец, контрастный метод автосопровождения цели не позволяет получить высокую помехоустойчивость бортового комплекса КАБ в условиях организованных помех, связанных с изменением яркостных характеристик цели и окружающего цель фона.

Задачей изобретения является повышение эффективности КАБ, расширение зоны и условий сброса КАБ, повышение точности самонаведения КАБ на малоконтрастные и неконтрастные цели, повышение помехоустойчивости КАБ к организованным помехам.

Это достигается тем, что предлагаемый бортовой комплекс КАБ после совмещения летчиком (или штурманом) оптической оси телевизионной головки самонаведения с целью запоминает в поле обработки текущий телевизионный сигнал как эталонный, выделяет в этом поле обработки имеющиеся контрасты, производит корреляционную обработку текущего и эталонного телевизионных сигналов, формирует по результатам корреляционной обработки дискриминационную характеристику, определяет с помощью этой характеристики угловое смещение текущего телевизионного изображения относительно эталонного, отрабатывает с помощью контура углового автосопровождения цели сигналы рассогласования по угловому смещению текущего телевизионного изображения относительно эталонного, определяет величину размасштабирования между текущим телевизионным изображением и эталонным, при определенной величине размасштабирования перезаписывает текущее телевизионное изображение как новый эталон.

На фиг. 1 изображена функциональная схема бортового комплекса КАБ прототипа SAMP-400; на фиг. 2 функциональная схема предлагаемого бортового комплекса.

Бортовой комплекс прототипа SAMP-400 содержит (фиг. 1): телевизионную камеру 1, состоящую из передающей трубки и оптической системы 1.1, блоков разверток 1.2 и синхронизации 1.3; блок обработки видеосигнала 2, включающего в себя формирователь сигнала 2.1 и компараторы 2.2; вычислитель 3; строб-генератор 4; блок управления гиростабилизатором 5; гиростабилизатор 6; блок автоматики и связи с носителем 7; преобразователь координат 8;
автопилот 9 с рулевым приводом 10;
источник питания 11.

Телевизионная камера бортового комплекса прототипа формирует телевизионное изображение цели и участка местности, окружающего цель.

Оптическая система телевизионной камеры и передающая трубка 1.1 размещены на гиростабилизаторе 6, который позволяет осуществить ориентацию оптической системы в пространстве, поиск цели и стабилизацию требуемого для автосопровождения цели углового положения.

Блок разверток 1.2 и синхронизации 1.3 позволяет сформировать телевизионный растр для телевизионного индикатора самолета-носителя для поиска цели, ее обнаружения и захвата.

Блок обработки видеосигнала 2 предназначен для преобразования видеосигнала, поступающего с передающей трубки в сигнал, обеспечивающий устойчивую работу схем сравнения (компараторов 2.2 с сигналом от строб-генератора 4.

Вычислитель 3 определяет "центр тяжести" распределения контрастов изображения цели относительно центра телевизионного растра. В вычислителе происходит формирование дискриминационной характеристики, выявление сигналов рассогласования для автосопровождения цели.

Формирование дискриминационной характеристики основано на контрастном методе обработки видеосигнала в пределах достаточно узкого электронного "окна".

Строб-генератор 4 вырабатывает сигналы, определяющие размеры электронного "окна" и их привязку к центру телевизионного растра.

Блок управления гиростабилизатором 5 необходим для усиления по мощности управляющих сигналов от вычислителя 3.

Блок автоматики и связи с носителем 7 служит для коммутации и согласования сигналов и команд между самолетом-носителем и бортовым комплексом корректируемого летательного аппарата.

Преобразователь координат 8 предназначен для согласования сигналов управления при переходе от "плюс" -образной системы координат телевизионной камеры в "икс" -образную систему координат управляющих аэродинамических рулей летательного аппарата.

Автопилот 9 и рулевой привод 10 обеспечивают управление движением летательного аппарата по траектории и стабилизацию летательного аппарата по траектории и стабилизацию летательного аппарата вокруг центра масс в зависимости от изменения угловой скорости линии визирования цели и показаний датчиков колебаний летательного аппарата.

Приведенный бортовой комплекс корректируемого летательного аппарата с телевизионной головкой самонаведения, выбранный в качестве прототипа, обладает рядом принципиальных недостатков.

Данный комплекс не в состоянии обеспечить самонаведение летательного аппарата на неконтрастные или малоконтрастные (менее 0,15) цели. При работе с подобными целями пеленгационную характеристику вычислитель 3 сформировать не в состоянии.

При приближении к цели в связи с существенным увеличением масштабов изображения контрастные характеристики цели существенно меняются. Контрастная точка цели (на большом расстоянии) превращается в детализированную картину. Это может привести к смещению точки прицеливания и увеличению промаха.

При работе с протяженными целями, где по одной из координат отсутствует градиент контраста, у приведенного бортового комплекса возможен срыв процесса автосопровождения цели.

У прототипа низкая помехоустойчивость по отношению к организованным оптическим помехам, вызывающим изменение яркостных характеристик цели.

Предлагаемый бортовой комплекс корректируемого летательного аппарата с телевизионной головкой самонаведения представлен на фиг. 2.

Устройство содержит (фиг. 2):
1 телевизионную камеру с передающей телевизионной трубкой, оптической системой, блоками разверток и синхронизации;
2 аналого-цифровой преобразователь;
3 блок запоминающих устройств, состоящий из укрупнителя телевизионных элементов 3.1, запоминающего устройства текущего изображения 3.2, запоминающего устройства эталонного изображения 3.3;
4 корреляционный дискриминатор, состоящий из двух преобразователей код-напряжение 4.1; 4.2. двух полосовых фильтров 4.3; 4.4, двух регулируемых усилителей 4.5; 4.6; двух СR-фильтров дифференцирующего типа 4.7; 4.8; двух перемножителей 4.9; 4.10; двух RC-фильтров интегрирующего типа 4.11; 4.12. порогового устройства 4.13; аналого-цифрового преобразователя с двойным интегрированием 4.14; интегратора 4.15; двух цифроаналоговых преобразователей 4.16; 4.17; пяти регистров 4.18; 4.19; 4.21; 4.22; 4;24. сумматора 4.23. формирователя разности 4.20, дешифратора 4.25, пяти счетчиков импульсов 4.26; 4.27; 4.28; 4.29; 4.31; логической схемы U (4,30).

5 гиростабилизатор;
6 блок автоматики и связи с носителем, состоящий из двух интеграторов 6.1; 6.2, двух сумматоров 6.3; 6.4. шести усилителей 6.5; 6.6; 6.7; 6.8; 6.9; 6.10 логической схемы ИЛИ 6.11, двух пороговых устройств 6.12; 6.13. двух логических схем U 6.14; 6.15;
7 блок преобразования координат;
8 блок бортовой автоматики, состоящий из усилителя 8.1. шести логических схем U (8.2; 8.4; 8.5; 8.6; 8.7; 8.12, ограничителя 8.3; трех логических схем НЕ (8.8; 8.9; 8.10, логической схемы ИЛИ 8.11.

9 источник питания, состоящий из порогового устройства 9.1, логической схемы U 9,2; турбогенератора 9.3; выпрямителя источника питания 9.4;
10 фильтр низкой частоты;
11 автопилот, состоящий из блока управления автопилота 11.1, блока управления движением и стабилизации летательного аппарата 11.2; при этом блок управления автопилота 11.1 включает в себя три логических схемы U 11.1.1; 11.1.2; 11.1.4. вторичный источник питания 11.1.3, реле времени 11.1.5, а блок управления движением и стабилизации летательного аппарата 11.2 включает в себя арретир гироскопического датчика 11.2.1, гироскопический датчик 11.2.2. блок стабилизации канала крена 11.2.3, блок управления движением и стабилизации первого канала летательного аппарата 11.2.4, блок управления движением и стабилизации второго канала летательного аппарата 11.2.5;
12 рулевой привод, состоящий из четырех сумматоров 12.1; 12.2; 12.3; 12.4; четырех усилителей 12.5; 12.6; 12.7; 12.8. четырех рулевых механизмов 12.9; 12.10; 12.11; 12.12.

Предлагаемое устройство функционирует в двух режимах:
работы под носителем; режим автономного полета.

В первом режиме при выходе в район цели с носителя на устройство подается команда "Атака" (А_с-н).

По данной команде гиростабилизатор 5 разарретируется по осям тангажа и курса. Подключаются цепи связи гиростабилизатора 5 через 6.1; 6.3, 6.7; 6.2, 6.4, 6.8 и контакты первого переключателя К1.1, К1.2 к прицельно-навигационному комплексу носителя (ПРНК) для углового отслеживания положения оптической оси прицела носителя по сигналам целеуказания ω_y; ω_z, вырабатываемым БЦВМ ПРНК.

После обнаружения цели и прицеливания летчиком (штурманом) на устройство подается команда "Цель" (Ц_с-н), по которой гиростабилизатор 5 разарретируется по креновой оси. При этом на самолетный телевизионный экран поступает изображение цели, формируемое телевизионной камерой 1 устройства. Одновременно через 6.9, 6.10 и контакты К_3.1, К_3.2 третьего переключателя на вход 6.3, 6.4 поступают сигналы от ручного органа управления оператора (кнюппеля) ρ_y, ρ_z.

Заставляя сигналами ρ_y, ρ_z прецессировать гиростабилизатор 5 с телевизионной камерой 1, оператор совмещает электронное перекрестие (ЭП) в центре телевизионного растра с выбранной целью. По совмещению ЭП с целью оператор отпускает кнюппель. При этом в 6.14 формируется команда, переводящая телевизионную камеру 1 в режим автосопровождения цели. При этом цепи целеуказания ω_y ω_z и ручной коррекции ρ_y, ρ_z размыкаются (контакты К_1.1, К_1.2, К_3.1, К_3.2).

Замыкается через контакты К_2.1, К_2.2 второго переключателя контур автосопровождения цели, включающий цепи блоков 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Формируемое телевизионной камерой 1 изображение цели в виде аналогового электрического видеосигнала подается на вход аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 2. На выходе АЦП 2 формируется цифровой сигнал. Это "цифровое" телевизионное изображение цели достаточно детализированное подготавливается для логической цифровой обработки. Для уменьшения массива обрабатываемых чисел "цифровое" изображение с выхода 2 укрупняется в укрупнителе телевизионных элементов 3.1. Затем с выхода 3.1 "укрупненное" изображение" цели, отфильтровыванное от мелких деталей подается на запоминающее устройство текущего (3.2) и эталонного 3.3 изображения. Это "укрупненное" цифровое изображение цели подается с частотой 50 Гц (с частотой телевизионных полей, длительностью 20 мс). Два телевизионных поля образуют телевизионный кадр, частота которого 25 Гц. Таким обpазом, в 3.2 текущее цифровое изображение цели перезаписывается и запоминается каждые 20 мс.

Эталонное цифровое изображение цели, с которым должно сравниваться текущее цифровое изображение цели, перезаписывается в запоминающем устройстве 3.3 только с приходом команды "Перезапись", формируемое в корреляционном дискриминаторе 4. Корреляционный дискриминатор 4 должен определить, сместилась ли оптическая ось телевизионной камеры 1 с цели по углам тангажа и курса, а также насколько сильно изменился масштаб текущего изображения цели (за счет сокращения дальности до цели) по сравнению с записанным (на какой-то фиксированной дистанции) эталонным изображением этой цели.

Для этого из обоих запоминающих устройств 3.2, 3.3. синхронно считывают запомненные сигналы. Эти сигналы поступают на входы корреляционного дискриминатора 4.1, 4.2. В каждом полукадре (телевизионном поле) выявляется величина сдвигов Δ Z и Δ Y между эталонным и текущим изображениями по двум координатам Z. Y.

Эти выявленные сдвиги текущего изображения относительно эталонного в виде электрических сигналов, пропорциональных величинам сдвига, через цифроаналоговые преобразователи 4.16, 4.17 поступают в блок автоматики 6 и далее отрабатываются гиростабилизатором 5, который совмещает центр телевизионного растра с выбранной оператором целью.

Угловой контур автосопровождения, реализуемый приборами 1, 2, 3, 4, 5, 6, устойчиво работает только в том случае, если масштаб текущего телевизионного изображения цели не отличается от масштаба эталонного телевизионного изображения цели более чем на 10.15% Для этого в корреляционном дискриминаторе 4 производится также вычисление рассогласования масштабов текущего и эталонного изображений цели. По достижении заданного порогового значения рассогласования масштаба в корреляционном дискриминаторе вырабатывается команда "Перезапись", при которой текущее изображение цели записывается в 3.3 как очередное эталонное изображение цели.

В аналого-цифровом преобразователе 2 осуществляется квантование видеосигнала по времени и по уровню. С выхода АЦП 2 сигнал поступает на укрупнитель телевизионных эталонов 3.1. Необходимость укрупнителя телевизионных элементов связана с тем, что квантование видеосигнала в 2 образует весьма большой массив чисел, запоминание которых не реализуемо из-за неприемлемых массогабаритных показателей. Поэтому в блоке укрупнения элементов 3.1 формируется телевизионное изображение цели из "укрупненных элементов", организующих матрицу размерности 32х32 элементов, которая и запоминается в ЗУ текущего и эталонного изображения 3.2, 3.3.

Считывание информации начинается одновременно из буферного ЗУ (3.2) и эталонного ЗУ (3.3), начиная от ячеек, соответствующих элементами изображения в середине растра к ячейкам, соответствующим элементам изображения в левой (правой) части растра, соответственно, верхней (нижней) части растра.

На выходах преобразователей код-напряжение 4.1 и 4.2 формируется построчный аналоговый сигнал текущего и эталонного изображения для каждой половины исходного изображения (левого правого и верхнего нижнего частей растра).

Указанные аналоговые сигналы подвергаются фильтрации в полосовых фильтрах 4.3, 4.4.

Учитывая многообразие возможных сюжетов, на фоне которых находится цель, значительный диапазон изменения контрастов цели и окружающих цель ориентиров, в корреляционном дискриминаторе последовательно с полосовыми фильтрами 4.3, 4.4 включены регулируемые усилители 4.5, 4.6.

Система автоматической регулировки крутизны включает в себя перемножитель 4.9, два CR-фильтра с одинаковыми постоянными времени 4,7, 4.8, интегратор 4.15, выход которого подключен к регулируемым усилителям 4.5, 4.6.

Сигнал с выхода перемножителя 4.9 подается на фильтр интегрирующего типа 4.12 и при превышении заданного порога, формируемого пороговым устройством 4,13, вырабатывает команду "Логический захват", переводящую с помощью логической схемы 6.14 ТГСН в режим автосопровождения цели.

Перемножитель 4.10, аналого-цифровой преобразователь с двойным интегрированием 4.14, дешифратор 4.25, регистры 4.21, 4.18, 4.19 и формирователь разности 4.20 осуществляют синтез дискриминационной характеристики по сдвигу (управление по углу) в направлении координат Z и Y.

При этом исходят из того, что при смещении текущего телевизионного изображения цели и значимых ориентиров относительно эталонного, например, по курсу, указанное смещение относительно эталона возникает в одном направлении как для левой, так и для правой части обрабатываемого растра.

При смещении по тангажу возникает одновременно смещение цели и значимых ориентиров относительно эталона как для верхней так и для нижней части обрабатываемого растра.

Выявленное угловое смещение как разность кодов Z_N=Z_N^л -Z_N^п Y_N=Z_NВ -Y_N^Н через цифроаналоговые преобразователи 4.16, 4.17, усилители 6.5, 6.6, сумматоры 6.3, 6.4 и интеграторы 6.1, 6.2. воздействуют на гиростабилизатор 5, заставляя его прецессировать по каналам курса, тангажа, отрабатывая сигнал рассогласования и совмещая текущее телевизионное изображение цели и местности ее окружающей с запомненным эталонным изображением.

При изменении масштаба телевизионного изображения местности, связанного с сокращением расстояния до цели, значимые ориентиры в обрабатываемой части растра одновременно сдвигаются к внешней стороне растра как в левой, так и в правой (нижней верхней) половине растра.

Дискриминационная характеристика по масштабу в направлении координаты Z вычисляется как сумма кодов для левой и правой частей изображения, а в направлении координаты Y как сумма для верхней и нижней частей изображения.

M(Z)_N=Z_N^п + Z_N^п
M(Y)_N=Y_N^в+Y_N^н
При превышении кодами M(Z) и M(Y) пороговых значений разномасштабирования текущего и эталонного изображений формируется команда на перезапись эталона.

Дискриминационная характеристика по масштабу формируется сумматором 4.23, дешифратором 4.25, регистрами 4.24, 4.22.

Интеграторы 6.1 и 6.2 формируют выходные сигналы Uω _y, U ω_z в плюс-образной системе координат (в системе координат мишени преобразователя свет-сигнал ТГСН).

Эти сигналы в преобразователе координат 7 переводятся в "кис" образную систему координат управляемого летательного аппарата, в которой расположены его несущие поверхности и четыре аэродинамических руля, управляемых рулевыми механизмами 12.9, 12.10, 12.11, 12.12.

Преобразование сигналов осуществляется по формулам, обычным для летательных аппаратов подобного класса
U _ΩI λ₁ (U ω_z cos γ U ω_y sin γ)
U _ΩII λ₂ (U ω_y cos γ -U ω_y sin γ), где γ угол относительного разворота по крену,
λ₁, λ₂ коэффициенты пропорциональности.

Управляющие движением центра масс летательного аппарата сигналы U _ΩI U _ΩII через фильтр низкой частоты 10, сглаживающий пульсации, поступают на первый и второй каналы автопилота летательного аппарата 11.2.4, 11.2.5 через контакты реле времени 11.1.5 (Кл 1.1, Кл 1.2). Задержка в наведении летательного аппарата на цель на время 2,5 с необходима для обеспечения безопасности носителя. За 2,5 с управляемый летательный аппарат удалится от носителя на безопасное расстояние и не ударит в процессе наведения на цель по носителю. Управление аэродинамическими рулями выполняется с помощью рулевого привода, состоящего из четырех сумматоров 12.1-12.4, четырех усилителей 12.5-12.8 и четырех рулевых механизмов 12.9-12.12.

Блок автоматики и связи с носителем 6 обеспечивает целеуказание в автоматическом и рулевом управлении и автосопровождение цели.

По команде "Атака", подаваемой летчиком (штурманом), ТГСН отрабатывает сигналы ω_y, ω_z самолетного бортового комплекса.

Сигналы ω_y, ω_z при этом поступают через усилители 6.7, 6.8, контакты К 1.1, К 1.2, сумматоры 6.3, 6.4 и усилители 6.1, 6.2 на гиростабилизатор ТГСН 5. Оптическая ось видикона телевизионной камеры 1 следит за оптической осью телевизионного прицела самолета-носителя.

После прихода на устройство команды "Цель", подаваемой также летчиком (штурманом), через усилители 6.9.6.10 устройством начинают восприниматься сигналы ρ_y, ρ_z кнюппеля (органа ручного управления летчика), которые корректируют ось визирования ТГСН, суммируясь в сумматорах 6.3, 6.4 с сигналами ω_y, ω_z.

После ручной корректировки оператор отпускает кнюппель. Сигналы ρ_y, ρ_z уменьшаются до уровня шума (ниже порогового уровня, определяемого 6.12, 6.13).

Логика работы 6.11 и 6.14 вырабатывает по отпусканию кнюппеля, при наличии сигнала на выходе 4.13, команду, переводящую ТГСН из режима целеуказания в режим автосопровождения цели. Этот режим автосопровождения сохраняется и при автономном полете летательного аппарата.

Блок бортовой автоматики (ББА) 8 реализует коммутацию и согласование команд и сигналов, обеспечивающих циклограмму работы корректируемого летательного аппарата. Функционально блок бортовой автоматики включает усилитель 8.1, шесть логических схем "И" (8.2, 8.4 8.7, 8.12), ограничитель 8.3, три логических схемы "НЕ" (8.8-8.10), логическую схему "ИЛИ" (8.11).

Блок 8 формирует сигнал готовности источника питания 9, сигнал готовности автопилота, команду разарретирования гиродатчика угла крена автопилота, сигнал готовности ББА, команду "Сброс", команду стабилизации каналов управления по отрыву БШР, команду разрешения наведения.

Время сброса летательного аппарата определяется прицельно навигационным комплексом (ПРНК) самолета-носителя. За 2,5 с до расчетного времени в устройство из ПРНК поступает команда "Подготовка", усиливаемая 8.1. По этой команде через 8.2, 8.3 происходит запуск бортового источника питания устройства 9. В качестве подобного источника питания в устройство применен турбогенераторный источник питания ТГИП.

После выхода на режим ТГИП выдает сигнал готовности. По готовности ТГИП и блока бортовой автоматики с 8.4 на самолет- носитель выдается сигнал готовности корректируемого летательного аппарата. Самолетная система управления оружием выдает по получении сигнала готовности команду на сброс аппарата.

На этом заканчивается режим работы устройства под носителем и начинается режим автономного полета летательного аппарата.

При отделении аппарата от носителя с помощью автопилота 11 происходит стабилизация аппарата по каналам крена, тангажа и рысканья (курса). По истечении времени задержки 2.5 с в автопилоте 11 вырабатывается в 11.1.5 команда разрешения наведения центра масс аппарата на цель.

Самонаведение осуществляется по методу пропорционального сближения, при котором U _ΩI U _ΩII равны нулю на "попадающей" траектории.

Для обеспечения быстродействия контура слежения ТГСН (особенно при отделении от носителя, когда на аппарат действуют наиболее сильные внешние возмущения, в том числе и от толкателя), в корреляционном дискриминаторе реализуется электронный контур помимо контура слежения, замкнутого через гиростабилизатор. Электронный контур слежения за целью включает в себя 4.26, 4.27, 4.28, 4.29, 4.30, 4.31. В нем формируются сигналы U U обеспечивающие слежение за целью по строкам и кодам в пределах достаточно узких границ относительно центра растра.

Предлагаемое устройство обеспечило высокую точность самонаведения КАБ равную 3.5 м по широкому классу целей, в том числе и обладающих достаточно малым контрастом 0,15.

Высокая точность самонаведения реализована в условиях существенного разброса высот и скоростей сброса КАБ, а также освещенности целей в диапазоне 100.100000 л.

Формула изобретения

БОРТОВОЙ КОМПЛЕКС КОРРЕКТИРУЕМОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПО КРЕНУ, С ТЕЛЕВИЗИОННОЙ ГОЛОВКОЙ САМОНАВЕДЕНИЯ, содержащий установленную на трехосном гиростабилизаторе телевизионную камеру, включающую преобразователь свет-сигнал с видеоусилителем, блок разверток и блок синхронизации, а также блок автоматики и связи с носителем, включающий четыре усилителя, два сумматора, два интегратора и два переключателя, а также блок преобразования координат, источник питания и автопилот, включающий три блока стабилизации, соединенные с рулевыми приводами тангажа, рыскания, крена, при этом выходы первого и второго интеграторов блока автоматики и связи с носителем соединены соответственно с первыми и вторыми входами трехосного гиростабилизатора и блока преобразования координат, отличающийся тем, что в него введены корреляционный дискриминатор, включающий последовательно соединенные первый преобразователь код-напряжение, первый полосовой фильтр, первый усилитель с саморегулируемым коэффициентом усиления, первый RC-фильтр, первую схему умножения, второй RC-фильтр и пороговое устройство, последовательно соединенные второй преобразователь код-напряжение, второй полосовой фильтр, второй усилитель с саморегулируемым коэффициентом усиления, третий RC-фильтр, последовательно соединенные четвертый RC-фильтр, вторая схема умножения, аналого-цифровой преобразователь, второй регистр, сумматор, первый регистр и первый цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные пятый регистр, схема вычитания и четвертый регистр, последовательно соединенные первый счетчик импульсов, логический элемент И и третий счетчик-дешифратор, третий регистр и второй цифроаналоговый преобразователь, интегратор и второй счетчик, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и блок запоминающих устройств, включающий схему укрупнения телевизионных элементов, запоминающее устройство текущего изображения и запоминающее устройство эталонного изображения, блок бортовой автоматики, включающий четыре логических элемента U, первый логический элемент НЕ и последовательно соединенные второй логический элемент НЕ, логический элемент ИЛИ и пятый логический элемент И в блок автоматики и связи с носителем введены пятый и шестой усилители, две пороговые схемы, два логических элемента И, логический элемент ИЛИ и третий переключатель, а в автопилот введены три логических элемента U, реле времени и переключатель, при этом выход телевизионной камеры соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом блока укрупнения телевизионного изображения, выход которого соединен с входом запоминающего устройства текущего изображения и первым входом запоминающего устройства эталонного изображения, второй вход которого соединен с первым выходом четвертого регистра, второй выход которого соединен с входом блока разверток телевизионной камеры, выход запоминающего устройства текущего изображения соединен с первым входом первого преобразователя код напряжение, второй вход которого соединен с четвертым выходом дешифратора, первым входом интегратора и вторым входом преобразователя код напряжение, первый вход которого соединен с выходом запоминающего устройства эталонного изображения, выход первой схемы умножения соединен с вторым входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого и второго усилителей с саморегулируемым коэффициентом усиления, выход второго регулируемого усилителя соединен с входом четвертого RC-фильтра, выход первого RC-фильтра соединен с вторым входом второй схемы умножения, выход третьего RC-фильтра соединен с вторым входом первой схемы умножения, выход аналого-цифрового преобразователя корреляционного дискриминатора соединен с первым входом пятого регистра, выход которого соединен с вторыми входами сумматора и схемы вычитания, первый вход которой соединен с выходом второго регистра, второй вход третьего регистра соединен с выходом сумматора, второй вход первого регистра соединен с вторым выходом дешифратора, третий выход которого соединен с вторым входом четвертого регистра, пятый и шестой выходы дешифратора соединены с вторыми входами соответственно второго и пятого регистров, а седьмой выход дешифратора соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя корреляционного дискриминатора, выход первого регистра соединен с первым входом первого счетчика импульсов, второй вход которого соединен с вторым входом второго счетчика импульсов и первым выходом блока синхронизации телевизионной камеры, второй выход которой соединен с третьим входом первого счетчика импульсов, а третий выход соединен с третьим входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с первым стробирующим входом видеоусилителя телевизионной камеры, выход первого счетчика импульсов соединен с вторым входом логического элемента И и вторым стробирующим входом видеоусилителя телевизионной камеры, выход порогового устройства корреляционного дискриминатора соединен с первыми входами первого и второго логических элементов И блока автоматики и связи с носителем, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей соединены с входами соответственно третьего и четвертого усилителей блока автоматики и связи с носителем, выходы которых соответственно через первый и второй ключи второго переключателя соединены с первыми входами соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго интеграторов, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами гиростабилизатора и блока преобразования координат, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами фильтра низких частот, первый и второй выходы которого соединены соответственно через первый и второй ключи переключателя автопилота с входами второго и третьего блоков стабилизации автопилота, выходы первого и второго усилителей блока автоматики и связи с носителем соединены соответственно через первый и второй ключи первого переключателя с вторыми входами соответственно первого и второго сумматоров, третьи входы которых соединены с входами соответственно первой и второй пороговых схем и соответственно через первый и второй ключи третьего переключателя с выходами соответственно пятого и шестого усилителей, выходы первой и второй пороговых схем блока автоматики и связи с носителем соединены с соответствующими входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И, выход которого соединен с управляющими входами первого, второго и третьего переключателей, второй вход второго логического элемента И блока автоматики и связи с носителем соединен с выходом третьего логического элемента И блока бортовой автоматики, первый вход которого соединен с вторым выходом источника питания и первым входом первого логического элемента НЕ и вторым входом пятого логического элемента И блока бортовой автоматики, выход которого соединен с входом реле времени, первый выход которого соединен с вторым входом третьего логического элемента И блока бортовой автоматики, а второй выход реле времени с управляющим входом переключателя автопилота, выход второго логического элемента И блока автоматики и связи с носителем соединен с первыми входами первого и второго логических элементов И блока бортовой автоматики, вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго логических элементов И автопилота, вторые входы которых соединены с первым входом третьего логического элемента И и выходом вторичного источника питания, вход которого соединен с третьим выходом источника питания, первый выход которого соединен с первым входом четвертого логического элемента И блока бортовой автоматики, выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И автопилота, выход первого логического элемента НЕ блока бортовой автоматики соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ, выход второго логического элемента И блока бортовой автоматики соединен с первым входом второго логического элемента И автопилота, выход которого соединен с входом первого блока стабилизации автопилота, выход которого соединен с первым входом третьего логического элемента И автопилота.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2