Способ наведения управляемой ракеты

 

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к способу наведения управляемых ракет. Способ наведения заключается в формировании линии прицеливания и совмещении ее с целью, измерении системой наведения отклонения управляемой ракеты от линии прицеливания, автоматическом формировании и передаче на ракету команды управления, соответствующей этому отклонению, автоматической выработке и подаче на органы управления ракетой сигнала, соответствующего этой команде. Начиная с дальности вывода управляемой ракеты на линию прицеливания, фиксируют ее отклонения от линии прицеливания на всей дальности последующего управляемого полета, выделяют из сигнала отклонения его низкочастотную составляющую. Последовательно определяют и запоминают математическое ожидание этой составляющей на элементарных участках траектории с отклонениями одного знака, а при наведении последующей ракеты на этих же участках команду управления суммируют с дополнительно сформированной командой, пропорциональной по величине и противоположной по направлению полученному при наведении предыдущей ракеты математическому ожиданию низкочастотной составляющей на соответствующих элементарных участках. Технический результат - повышение точности стрельбы управляемыми ракетами.

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к способам наведения управляемых ракет, в частности, устанавливаемых в составе комплексов управляемого ракетного вооружения как на наземных пусковых установках, так и на различных объектах, таких, например, как танки, боевые машины пехоты, самоходные пусковые установки и др.

Наведение снарядов и управляемых ракет в процессе их полета позволяет существенно повысить точность комплексов вооружения сухопутных войск, устанавливаемых как на земле, так и на различных подвижных объектах: танках, боевых машинах пехоты, самоходных пусковых установках и др. Существенно возрастает огневая мощь таких машин и за счет дополнения обычного вооружения (артиллерийского или стрелкового) управляемым ракетным вооружением.

В настоящее время известны различные способы наведения управляемых ракет и снарядов. От эффективности способа наведения зависит и эффективность комплекса вооружения в целом.

Известен способ наведения управляемых ракет первого поколения, заключающийся в наведении наводчиком (оператором) на цель линии прицеливания, глазомерном измерении отклонения от нее управляемой ракеты, воздействии на органы управления ракетой в соответствии с этими отклонениями до совмещения управляемой ракеты с целью (см., например, А.Н. Латухин "Противотанковое вооружение", М., Воениздат, 1974, с.192-236). К первому поколению относятся управляемые (противотанковые) ракеты с ручными системами наведения: французские SS-10, SS-11, SS-12, "Энтак", английские "Виджилент", "Малкара", западногерманская "Кобра", шведская "Бантам", швейцарская "Москито-64", отечественные "Шмель", "Фаланга", "Малютка" и др.

ПТУР первого поколения и способы их наведения имеют очевидные недостатки: невысокая скорость движения ракеты, реализуемая в них, а следовательно, и очень большое время полета (20-25 с), наличие непоражаемой зоны перед огневой позицией глубиной 300-600 м, малая скорострельность по сравнению с другими противотанковыми средствами и др. Обучение личного состава правилам стрельбы и практическим навыкам очень дорого и сложно, так как ручное управление требует строгого отбора и тщательного обучения операторов. Низкая скорость полета ракеты требует от оператора непрерывного визуального слежения за ракетой и целью и управления ракетой на всей траектории. Поэтому к наводчикам (операторам) ПТУР предъявляются строгие требования. Для обучения и периодических тренировок наводчиков управляемых ракет с ручной системой наведения требуются сложные электронно-оптические тренажеры. Кроме того, при таком способе управления практически невозможно устранить один из основных недостатков: низкую скорость полета управляемой ракеты. Дело в том, что при увеличении скорости полета ракеты работа наводчика сильно усложняется, поскольку управление обычно осуществляется с помощью команд, основанных на учете взаимного положения ракеты и цели. Наводчик физически не успевает своевременно реагировать на изменения направления полета скоростной ракеты. Отсутствует объективная информация о текущем удалении управляемой ракеты от цели и моменте достижения управляемой ракетой плоскости цели, что вызывает напряженность оператора. Оператор испытывает также значительные трудности при выводе ракеты на линию прицеливания. Во избежание клевка ракеты о землю вблизи пусковой установки (стреляющего объекта) последней придают значительный угол возвышения. В результате и образуется (см. выше) необстреливаемая зона, размеры которой достигают 600-700 м.

Известен также способ наведения управляемой ракеты комплекса управляемого ракетного вооружения 9К112-1 "Кобра" (см., например, "Комплекс вооружения танка Т-64Б. Материалы учебного пособия, М., ВАБТВ, 1977, с. 8-51). Этот способ по технической сущности и существенным признакам является наиболее близким к заявляемому и принят за его прототип. Одновременно он является и базовым объектом предлагаемого способа. Способ наведения управляемой ракеты комплекса 9К112-1 "Кобра" заключается в формировании линии прицеливания и совмещении ее с целью, измерении системой наведения отклонения управляемой ракеты в процессе ее полета от линии прицеливания, автоматическом формировании и передаче на ракету команды управления, соответствующей этому отклонению, автоматической выработке и подаче на органы управления ракетой сигнала, соответствующего этой команде.

Этот способ от предшествующего отличается тем, что непрерывное слежение за целью, совмещая с нею линию прицеливания, ведет наводчик (оператор), а слежение за ракетой, измерение ее отклонения от линии прицеливания, выработка и передача команд на борт летящей ракеты, а затем на ее органы управления производятся системой наведения автоматически. Этот способ по сравнению с предшествующим обеспечивает (см. там же): увеличение скорости полета ракеты до 220-500 м/с; уменьшение времени полета ракеты на предельную дальность; уменьшение "мертвой зоны" до 75 м и менее от огневой позиции; более высокую эффективность и стабильность результатов стрельбы в разнообразных ситуациях противотанкового боя; упрощение работы оператора (его функции сводятся лишь к совмещению линии прицеливания с целью, а команды управления вырабатываются и передаются на ракету автоматически), что повышает точность стрельбы и уменьшает влияние на ее результаты индивидуальных данных оператора; облегчение отбора операторов, упрощение процесса и уменьшение стоимости обучения.

Однако этому способу также свойственны недостатки. Необходимость относительно продолжительного по времени удержания линии прицеливания на цели, отсутствие объективной информации о моменте подлета к ней управляемой ракеты приводят к возникновению напряженности оператора и опасности потери управляемой ракеты, особенно при появлении в поле зрения оператора световых или пыледымовых помех, при действии на управляемую ракету в полете воздушных потоков (бокового ветра, восходящих потоков воздуха), при отсутствии или несовершенстве алгоритма компенсации веса ракеты и др. Наличие на борту ракеты источника излучения, необходимого для образования световой обратной связи и замкнутого контура управления, затрудняют наводчику слежение за целью, создавая ему световую помеху. В результате всего этого остаются значительными ошибки совмещения линии прицеливания с целью, что приводит к промаху или потере ракеты и постоянной напряженности оператора. Если же передача команд управления на борт ракеты происходит по радиоканалу, то со стороны противника возможно противодействие путем применения по стреляющему комплексу противорадиолокационных управляемых ракет, что еще больше увеличивает напряженность оператора.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности наведения управляемой ракеты путем компенсации внешних низкочастотных возмущений, которые повторяются от выстрела к выстрелу и вызываются действием воздушных потоков на управляемую ракету и неточностью компенсации (или отсутствием) ее веса.

Указанная цель достигается тем, что, начиная с дальности вывода управляемой ракеты на линию прицеливания, фиксируют ее отклонения от линии прицеливания на всей дальности последующего управляемого полета, выделяют из сигнала отклонения его низкочастотную составляющую, последовательно определяют и запоминают математическое ожидание этой составляющей на элементарных участках траектории с отклонениями одного знака, а при наведении последующей ракеты на этих же участках команду управления суммируют с дополнительно сформированной командой, пропорциональной по величине и противоположной по направлению полученному при наведении предыдущей ракеты математическому ожиданию низкочастотной составляющей на соответствующих элементарных участках.

Введение новых существенных признаков обеспечивает выработку поправок на боковой ветер, вертикальный восходящий (нисходящий) потоки воздуха, погрешности компенсации веса управляемой ракеты.

Реализация предлагаемого способа может быть осуществлена следующим образом. Получив команду на поражение цели в заданном секторе (направлении), наводчик комплекса ПТУР (ТУР) совмещает линию прицеливания своего прицела с целью, воздействуя на органы управления системы наведения. Одновременно с движением линии прицеливания двигается и пусковая установка с размещенной на ней управляемой ракетой. Совместив линию прицеливания с целью, наводчик нажимает на кнопку стрельбы, расположенную на пульте управления наводчика, и подает тем самым сигнал для производства запуска управляемой ракеты. После запуска управляемой ракеты происходит ее захват системой наведения и вывод на линию прицеливания. Вывод управляемой ракеты на линию прицеливания, как правило, производится автономно, по определенной программе, и в выработке дополнительной команды управления на этом участке практической необходимости нет. Захват управляемой ракеты в прототипе осуществляется благодаря установке на ракету источника светового излучения.

В соответствии с направлением и величиной отклонений управляемой ракеты от линии прицеливания ее системой наведения вырабатываются команды управления и передаются на ракету, отрабатывая которые она совмещается с линией прицеливания. При отсутствии внешних возмущений (воздушных потоков, погрешностей компенсации веса ракеты) управляемая ракета в процессе полета к цели совершает близкие к синусоидальным колебания с небольшой амплитудой 5-15 см относительно линии прицеливания и значительной частотой (высокочастотные). Математическое ожидание (МОЖ) отклонения управляемой ракеты от линии прицеливания равно нулю (или близко к нулю).

Если же на определенном участке траектории на ракету действует определенное возмущение, например боковой ветер, то траектория управляемой ракеты отклоняется от линии прицеливания. И если на этом участке (на участке действия бокового ветр) окажется цель, то в прототипе вероятность промаха существенно увеличится. В предлагаемом же решении обеспечивается определение математического ожидания низкочастотной составляющей отклонений управляемой ракеты от линии прицеливания. При появлении участков (элементарные участки), на которых отклонения управляемой ракеты от линии прицеливания продолжительное время не меняют знак, то есть становятся низкочастотными и их МОЖ существенно отлично от нуля, в аппаратуре системы наведения вырабатывается поправка для каждого такого участка (для каждого промежутка времени) и запоминается с помощью аппаратуры системы наведения для использования в последующем пуске.

При последующем пуске реализация способа происходит аналогично, но дополнительно аппаратурой системы наведения на определенных ранее участках траектории (промежутках времени) полета ракеты подается дополнительный сигнал на ее органы управления. Под действием суммарного сигнала управляемая ракета выводится на линию прицеливания, независимо от наличия внешних возмущений (бокового ветра).

Применение предлагаемого способа наведения управляемых ракет позволяет практически без существенного изменения его характеристик осуществить возможность компенсации внешних низкочастотных (медленно изменяющихся) возмущений, каким, например, является боковой ветер. Это позволяет существенно повысить точность стрельбы управляемыми ракетами. Так, например, компенсация действия бокового ветра скоростью 15 км/ч позволяет на 15-20% повысить вероятность попадания управляемой ракеты при стрельбе по танку типа "Леопард". Предварительные расчеты показывают, что повышение точности стрельбы за счет выработки поправок на ветер позволяет сэкономить в танковом полку в процессе армейской операции более 300 тыс. рублей.

Формула изобретения

Способ наведения управляемой ракеты на цель, заключающийся в формировании линии прицеливания и совмещении ее с целью, измерении системой наведения отклонения управляемой ракеты от линии прицеливания в процессе ее полета, автоматическом формировании и передаче на ракету команды управления, соответствующей этому отклонению, автоматической выработке и подаче на органы управления ракетой сигнала, соответствующего этой команде, отличающийся тем, что, начиная с дальности вывода управляемой ракеты на линию прицеливания, фиксируют ее отклонения от линии прицеливания на всей дальности последующего управляемого полета, выделяют из сигнала отклонения его низкочастотную составляющую, последовательно определяют и запоминают математическое ожидание этой составляющей на элементарных участках траектории с отклонениями одного знака, а при наведении последующей ракеты на этих же участках команду управления суммируют с дополнительно сформированной командой, пропорциональной по величине и противоположной по направлению полученному при наведении предыдущей ракеты математическому ожиданию низкочастотной составляющей на соответствующих элементарных участках.