Способ функционирования информационно-вычислительной системы ракеты и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области авиационных управляемых ракет (АУР) и может использоваться для информационного обеспечения функционирования боевого снаряжения ракеты. Технический результат - повышение эффективности боевого применения АУР за счет управления пространственными и энергетическими характеристиками поля поражения в зависимости от типа цели и направления ее нахождения относительно продольной оси ракеты. Сущность изобретения заключается в подготовке ракеты на борту самолета-носителя к работе, измерении параметров движения цели и собственного движения ракеты, формировании оценки необходимых параметров относительного движения цели и абсолютного движения ракеты, выбора метода наведения ракеты на цель. Формируют сигнал подготовки и управления для радиовзрывателя. Определяют на основе текущих значений углового положения и дальности до цели, скорости сближения ракеты с целью модуль промаха ракеты, геометрические размеры и ракурс цели. Формируют команду на подрыв боевой части ракеты с учетом этих данных и начальной скорости разлета осколков боевой части ракеты. Осуществляют управление полем поражения боевой части ракеты в зависимости от местонахождения цели относительно продольной оси ракеты. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Способ функционирования информационно-вычислительной системы ракеты, включающий подготовку ракеты на борту самолета-носителя к работе, измерение параметров движения цели и собственного движения ракеты, формирование оценки необходимых параметров относительного движения цели и абсолютного движения ракеты, выбор метода наведения ракеты на цель, наилучшего по какому-либо критерию для данных условий применения, вычисление для выбранного метода параметров рассогласования, характеризующих степень несоответствия действительных параметров движения ракеты их требуемым значениям, анализ помеховой обстановки и включение в зависимости от помеховой обстановки средств помехозащиты и нерадиотехнических измерителей, перенацеливание ракеты на постановщик помех, формирование сигнала подготовки и управления для радиовзрывателя, определение на основе текущих значений углового положения и дальности до цели скорости сближения ракеты с целью, модуля промаха ракеты, геометрических размеров и ракурса цели, формирование команды на подрыв боевой части ракеты с учетом этих данных и начальной скорости разлета осколков боевой части ракеты, отличающийся тем, что формируют команду на управление пространственно-энергетическими характеристиками поля поражения боевой части ракеты в зависимости от типа цели и местонахождения ее относительно продольной оси ракеты и формируют поле поражения боевой части ракеты с заданными пространственно-энергетическими характеристиками.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют подготовку ракеты к работе на борту самолета-носителя путем подачи питающих напряжений из аппаратуры самолета-носителя, настройки приемников синхронизации и отраженного сигнала на частоту подсвета цели, тестирования работоспособности всей аппаратуры ракеты, определения готовности информационно-вычислительной системы ракеты к работе по сигналам контроля, поступающим из аппаратуры самолета-носителя, подготовки измерителей и вычислителя к сопровождению цели, выбранной для поражения по командам целеуказаний.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что подготовку измерителей и вычислителя к сопровождению цели, выбранной для поражения по командам целеуказаний, осуществляют путем поворота антенны головки самонаведения в направлении на цель либо в упрежденную точку, в которой будет находиться цель в момент взятия ее на автосопровождение, выполнения команд целеуказания по дальности и скорости сближения.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что команды целеуказаний по дальности формируют в зависимости от используемого метода наведения и сигнала подсвета цели, при этом если в радиолокационной головке самонаведения используют непрерывный сигнал подсвета цели, то формируют команду целеуказания по скорости сближения, в соответствии с которой селектируют радиосигналы только той цели, скорость сближения с которой соответствует скорости целеуказания, если в радиолокационной головке самонаведения используют импульсный сигнал подсвета цели, то в модуль обработки подают команду целеуказания по дальности, в соответствии с которой приемник отраженного сигнала отпирают только на время прихода сигналов, отраженных от цели, отстоящей от самолета-носителя на дальность целеуказания, при квазинепрерывном сигнале подсвета цели формируют команды целеуказания и по дальности, и по скорости, при этом команды целеуказания по дальности, скорости сближения и угловым скоростям линии визирования подают в качестве начальных условий в вычислители, экстраполирующие параметры относительного движения ракеты и цели в автономном режиме работы информационно-вычислительной системы ракеты, предшествующем захвату цели на траектории, и в случае воздействия на нее радиопомех.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что анализ помеховой обстановки осуществляют по энергетическим и частотным различиям сигналов, излучаемых постановщиком помех и отраженных от земли либо от цели, при принятии решения о принадлежности анализируемого сигнала к перехватываемой цели измерители радиолокационной головки самонаведения переходят к его автоматическому сопровождению по доплеровской частоте, выполняемому автоселектором скорости, и по направлению, осуществляемому угломером, а радиолокационную головку самонаведения переводят в режим самонаведения.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют скорость сближения ракеты с целью в непосредственной близости от цели в момент прохода целью второго и третьего фиксированных расстояний по математическому выражению

где V_сбл - скорость сближения ракеты с целью, м/с;
Z₂, Z₃ - второе и третье фиксированные расстояния до цели, м;
τ - временной интервал при проходе данных фиксированных расстояний, с.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют ракурс цели по математическому выражению

где q - ракурс цели, град;
V_r, V_ц - модули вектора скорости ракеты и цели, м/с;
β - угол между составляющими вектора цели, град;
Δφ₁ - угловой размер между двумя фиксированными точками относительно ракеты, град;
r_n, r_n+1 - текущие значения дальности до цели, м.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на основе анализа значений ракурса цели и скорости сближения ракеты с целью формируют команду на подрыв боевой части ракеты в виде следующих алгоритмов:
если ракурс цели q>q_п, то по математическому выражению

где Т_зад - время задержки, с;
q_п - пороговое значение ракурса цели, град,
V₀ - начальная скорость разлета осколков, м/с;
L_ц - геометрические размеры цели, м;
r₄ - промах ракеты относительно цели, м;
если q<q_п и V_сбл<V_п, то по математическому выражению

где V_п - пороговое значение скорости сближения ракеты с целью, м/с;
если q<q_п и V_сбл.>V_п, то по математическому выражению

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют команду на управление полем поражения боевой части ракеты в зависимости от нахождения цели в плоскости, перпендикулярной продольной оси ракеты, определяют положение цели на основе сравнения полярности сигналов, поступающих с датчиков угла места и азимута привода антенны, по математическому выражению
N(a,b)=2sgn(a)+sgn(b),
где N - сектор нахождения цели относительно продольной оси ракеты,
sgn - определитель знака:

а - сигнал от датчика угла места привода антенны;
b - сигнал от датчика угла азимута привода антенны,
осуществляют формирование поля поражения боевой части ракеты в направлении на цель путем подачи сигнала в одну из точек многоточечной системы инициирования боевой части.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют направленное поле поражения боевой части ракеты за счет срабатывания одной из восьми точек инициирования многоточечной системы инициирования боевой части ракеты, выполненных в виде детонаторов, формирования детонационной волны по всей длине заряда в заданном секторе боевой части ракеты за счет формирования кумулятивной струи для «одновременного» подрыва заданной части взрывчатого вещества по всей длине, формируют заданную энергетическую характеристику поля поражения за счет срабатывания одной из точек инициирования, расположенных на разных радиусах торцевой поверхности боевой части ракеты.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют тип цели на основе сравнения текущих геометрических размеров цели, полученных с учетом ракурса подхода ракеты к цели с заданными, в случае определения типа цели - крылатая ракета выдают команду на снижение энергетических характеристик поля поражения.

12. Информационно-вычислительная система ракеты, содержащая последовательно соединенные антенну и приемник сигнала синхронизации, антенну и приемник отраженного сигнала, модуль обработки информации, вычислитель параметров рассогласования, систему автономных датчиков, усилитель мощности и привод антенны, первый ключ и вычислитель формирования команды на подрыв боевой части ракеты, причем модуль обработки информации состоит из устройства поиска, обнаружения, селекции и анализа сигналов, канала оценки дальности и скорости сближения, канала управления антенной, при этом первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой входы модуля обработки информации соединены соответственно с выходом приемника отраженного сигнала, первым выходом приемника сигналов синхронизации, первым и вторым выходами системы автономных датчиков, с выходом команд подготовки и целеуказания из аппаратуры самолета-носителя, которые одновременно соединены с третьим входом вычислителя параметров рассогласования, с выходом вычислителя автономной системы, вторым и третьим выходами усилителя мощности и привода антенны, первый выход которого механически соединен с антенной отраженного сигнала, первый, второй, третий выходы модуля обработки информации соединены соответственно с входом сигналов контроля и обратной связи аппаратуры самолета-носителя, первыми и вторыми входами вычислителя параметров рассогласования и вычислителя формирования команды на подрыв боевой части ракеты, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом приемника отраженного сигнала, со вторым выходом системы автономных датчиков, первый, второй выходы вычислителя формирования команды на подрыв боевой части ракеты соединены соответственно со вторым входом первого ключа, вторым входом усилителя мощности и привода антенны, первый вход которого через первый ключ соединен с четвертым выходом модуля обработки информации, второй выход приемника синхронизации соединен с входом приемника отраженного сигнала, отличающаяся тем, что дополнительно имеет блок формирования команды на управление полем поражения боевой части ракеты, блок определения типа цели и боевую часть ракеты, причем первый, второй, третий и четвертый входы блока формирования команды на управление полем поражения боевой части ракеты соединены соответственно с вторым и третьим выходами усилителя мощности и привода антенны, выходом блока определения типа цели и пятым выходом вычислителя формирования команды на подрыв боевой части ракеты, третий и четвертый выходы которого соединены с первым и вторым входами блока определения типа цели, первый, второй, третий, четвертые, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы блока формирования команды управления полем поражения соединены соответственно с третьим, четвертым, первым, вторым, седьмым, восьмым, пятым и шестым входами схемы инициирования боевой части ракеты.

13. Система по п.12, отличающаяся тем, что вычислитель формирования команды на подрыв боевой части ракеты состоит из блока фиксации текущих параметров движения цели, блока определения промаха ракеты, блока определения геометрических размеров цели, блока определения ракурса цели и блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты, причем первый, второй, третий и четвертый входы вычислителя формирования команды на подрыв боевой части ракеты являются соответственно первыми и вторыми входами блока фиксации текущих параметров движения цели, блока определения геометрических размеров цели, блока определения ракурса цели, пятым входом блока определения геометрических размеров цели и четвертым входом блока определения ракурса цели, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока фиксации текущих параметров цели соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими входами блока определения промаха ракеты, вторым входом блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты, третьим входом блока определения геометрических размеров цели, третьим входом блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты и одновременно четвертым входом блока определения геометрических размеров цели, выход блока определения промаха ракеты соединен с первым входом блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты, второй и третий выходы блока определения геометрических размеров цели соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты, кроме того, второй выход блока определения геометрических размеров цели соединен с третьим входом блока определения ракурса цели, выход которого соединен с шестым входом блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты, пятый выход блока фиксации текущих параметров движения цели, первый и третий выходы блока определения геометрических размеров цели, выход блока определения ракурса цели, выход блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами вычислителя формирования команды на подрыв боевой части ракеты.

14. Система по п.12, отличающаяся тем, что блок фиксации текущих параметров движения цели состоит из первого функционального преобразователя, первого умножителя, первого, второго и третьего сравнивающих устройств, первого, второго и третьего запоминающих устройств, а также первого задатчика постоянных сигналов, причем первый и второй входы блока фиксации текущих параметров движения цели являются соответственно входом первого функционального преобразователя, первым входом первого умножителя и одновременно вторыми входами первого, второго, третьего запоминающих устройств, второй вход первого умножителя соединен с выходом первого функционального преобразователя, а выход соединен с первыми входами первого, второго и третьего сравнивающих устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим выходами первого задатчика постоянных сигналов, а выходы первого, второго и третьего сравнивающих устройств соединены с первыми входами первого, второго и третьего запоминающих устройств, выходы которых, а также выходы второго и третьего сравнивающих устройств и четвертый выход первого задатчика постоянных сигналов являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами блока фиксации текущих параметров движения цели.

15. Система по п.12, отличающаяся, тем, что блок определения промаха ракеты состоит из первого, второго и третьего квадраторов, второго, третьего и четвертого умножителей, первого вычитающего и первого суммирующего устройств, второго функционального преобразователя, а также из второго задатчика постоянного сигнала, причем первый, второй и третий входы блока определения промаха ракеты являются соответственно входами первого, второго и третьего квадраторов, выходы которых соединены соответственно с первыми входами второго, третьего и четвертого умножителей, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами второго задатчика постоянных сигналов, выходы второго, третьего и четвертого умножителей соединены соответственно с первым и вторым входами первого вычитающего устройства и вторым входом первого суммирующего устройства, первый вход которого соединен с выходом первого вычитающего устройства, а выход с входом второго функционального преобразователя, выход которого является выходом блока определения промаха ракеты.

16. Система по п.12, отличающаяся тем, что блок определения геометрических размеров цели состоит из первого элемента И, первого элемента И-НЕ, первого генератора импульсов, счетчика импульсов и последовательно соединенных первого сдвигового регистра, цифроаналогового преобразователя, а также из четвертого, пятого, шестого и седьмого запоминающих устройств, четвертого и пятого квадраторов, второго суммирующего устройства, второго и третьего вычитающих устройств, третьего и четвертого функциональных преобразователей, пятого умножителя, третьего задатчика постоянных сигналов, причем первый, второй, третий, четвертый и пятый входы блока определения геометрических размеров цели являются соответственно первыми входами четвертого и пятого, шестого и седьмого запоминающих устройств, вторым входом первого элемента И, вторым входом счетчика импульсов, первым входом первого элемента И и входом первого элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соединен со вторым входом первого сдвигового регистра и одновременно со вторыми входами пятого и седьмого запоминающих устройств, выход первого элемента И соединен со входом первого генератора импульсов и одновременно со вторыми входами четвертого и шестого запоминающих устройств, выход первого генератора импульсов соединен с первым входом первого сдвигового регистра и одновременно с первым входом счетчика импульсов, выходы четвертого, пятого, шестого и седьмого запоминающих устройств соединены соответственно со входами четвертого и пятого квадраторов, первым и вторым входами третьего вычитающего устройства, кроме того, выходы четвертого и пятого запоминающих устройств соединены с первым и вторым входами пятого умножителя, выходы четвертого и пятого квадраторов соединены с первым и вторым входами второго сумматора, выход которого соединен с первым входом второго вычитающего устройства, выход третьего вычитающего устройства соединен со входом третьего функционального преобразователя, выход которого соединен с третьим входом пятого умножителя, четвертый вход которого соединен с выходом третьего задатчика постоянных сигналов, а выход соединен со вторым входом второго вычитающего устройства, выход которого соединен со входом четвертого функционального преобразователя, выходы цифроаналогового преобразователя, счетчика и четвертого функционального преобразователя являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока определения геометрических размеров цели.

17. Система по п.12, отличающаяся тем, что блок определения ракурса цели состоит из интегратора, шестого, седьмого и восьмого умножителей, первого и второго делителей, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого функциональных преобразователей, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого вычитающих устройств, второго, третьего, четвертого и пятого ключей, второго сдвигового регистра и второго генератора импульсов, причем первый, второй, третий и четвертый входы блока определения ракурса цели являются соответственно первыми входами второго и третьего, четвертого и пятого ключей, первым входом пятого вычитающего устройства и входом интегратора, выход которого соединен с первыми входами шестого умножителя и вторым входом пятого вычитающего устройства, выход которого соединен со вторым входом первого делителя, первый вход которого соединен с выходом шестого умножителя, второй вход которого соединен с выходом шестого функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом шестого вычитающего устройства, выход первого делителя соединен с входом пятого функционального преобразователя, выход которого соединен с первым входом четвертого вычитающего устройства, второй вход которого соединен с выходом восьмого функционального преобразователя, выход которого, кроме того, соединен со вторым входом шестого вычитающего устройства, выход четвертого вычитающего устройства соединен с входом седьмого функционального преобразователя, выходы второго, третьего, четвертого и пятого ключей соединены соответственно с первыми входами седьмого вычитающего устройства, седьмого и одновременно восьмого умножителей, первыми входом восьмого и одновременно шестого вычитающих устройств и вторым входом восьмого вычитающего устройства, выход которого соединен с входами девятого и одновременно десятого функциональных преобразователей, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами седьмого и восьмого умножителей, выходы седьмого и восьмого умножителей соединены соответственно со вторыми входами седьмого вычитающего устройства и второго делителя, первый вход которого соединен с выходом седьмого вычитающего устройства, а выход с входом восьмого функционального преобразователя, выход второго генератора импульсов соединен с входом второго сдвигового регистра, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторыми входами четвертого и второго, пятого и третьего ключей, выход седьмого функционального преобразователя является выходом блока определения ракурса цели.

18. Система по п.12, отличающаяся тем, что блок формирования команды на подрыв боевой части ракеты состоит из третьего, четвертого и пятого делителей, девятого умножителя, девятого вычитающего устройства, четвертого и пятого суммирующих устройств, четвертого и пятого сравнивающих устройств, второго и третьего элементов И-НЕ, второго и третьего элементов И, шестого, седьмого и восьмого ключей, четвертого задатчика постоянных сигналов причем первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты являются соответственно первыми и вторыми входами четвертого, третьего делителей, первым входом пятого делителя, вторым входом пятого сравнивающего устройства, кроме того, второй вход третьего делителя соединен со вторыми входами пятого делителя и четвертого сравнивающего устройства, выходы третьего, четвертого и пятого делителей соединены соответственно с первым, вторым входами девятого вычитающего устройства и первым входом девятого умножителя, первый, второй, третий, четвертый, пятый выходы четвертого задатчика постоянных сигналов соединены соответственно с первыми входами пятого и четвертого сравнивающих устройств, вторыми входами шестого, седьмого и восьмого ключей, выходы четвертого и пятого сравнивающих устройств соединены соответственно с первым входом второго элемента И и входом третьего элемента И-НЕ, первым входом шестого ключа и входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, выходы второго, третьего элементов И соединены соответственно с первыми входами седьмого и восьмого ключей, выходы которых соединены соответственно со вторым входом четвертого суммирующего устройства и вторым входом пятого суммирующего устройства, первый вход которого соединен с выходом шестого ключа, а выход со вторым входом девятого умножителя, выход которого соединен с третьим входом девятого вычитающего устройства, выход которого соединен с первым входом четвертого суммирующего устройства, выход которого является выходом блока формирования команды на подрыв боевой части ракеты.

19. Система по п.12, отличающаяся тем, что блок формирования команды управление полем поражения боевой части ракеты состоит из первого, второго, третьего и четвертого диодов, при этом первый и третий диоды соединены по схеме прямого включения, второй и четвертый диоды по схеме обратного включения, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого элементов И, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И-НЕ, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, шестнадцатого ключей, пятого задатчика постоянных сигналов, причем первый, второй, третий и четвертый входы блока формирования команды на управления полем поражения боевой части ракеты являются соответственно третьими входами восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов И, входами первого и второго диодов, входами третьего и четвертого диодов и вторыми входами двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого элементов И, выход первого диода соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход второго диода соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, выход третьего диода соединен со вторыми входами четвертого и седьмого элементов И, выход четвертого диода соединен со вторыми входами пятого и шестого элементов И, выход четвертого элемента И соединен с первым входом восьмого элемента И и через четвертый элемент И-НЕ со вторым входом десятого элемента И, выход пятого элемента И соединен с первым входом девятого элемента И и через пятый элемент И-НЕ со вторым входом одиннадцатого элемента И, выход шестого элемента И соединен с первым входом десятого элемента И и через шестой элемент И-НЕ со вторым входом восьмого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и через седьмой элемент И-НЕ со вторым входом девятого элемента И, выходы восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов И соединены соответственно с первыми входами девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого ключей, вторые входы которых соединены с выходом пятого задатчика постоянных сигналов, кроме того, выходы восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов И соединены соответственно через двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый элементы И с первыми входами тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, шестнадцатого ключей, вторые входы которых соединены с выходом пятого задатчика постоянных сигналов, выходы девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого ключей являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым выходами блока формирования команды на управления полем поражения боевой части ракеты.

20. Система по п.12, отличающаяся тем, что блок определения типа цели состоит из десятого, одиннадцатого, двенадцатого умножителей, шестого, седьмого, восьмого сравнивающих устройств, шестого, седьмого элементов И-НЕ, элемента ИЛИ, двенадцатого элемента И, а также шестого задатчика постоянных сигналов, причем первый и второй входы блока определения типа цели являются соответственно вторыми входами шестого, седьмого, восьмого сравнивающих устройств и первыми входами десятого, одиннадцатого, двенадцатого умножителей, вторые входы которых соединены с выходами шестого задатчика постоянных сигналов, выходы десятого, одиннадцатого, двенадцатого умножителей соединены с первыми входами шестого, седьмого и восьмого сравнивающих устройств, выход шестого сравнивающего устройства соединены с первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен через элемент ИЛИ, шестой и седьмой элементы И-НЕ с выходами седьмого и восьмого элементов И-НЕ, выход двенадцатого элемента И является выходом блока определения типа цели.

21. Система по п.12, отличающаяся тем, что боевая часть управляемой авиационной ракеты состоит из несущей оболочки цилиндрической формы, внутри которой размещен основной заряд взрывчатого вещества (ВВ), и двух крышек, размещенных на концах несущей оболочки, при этом одна из крышек имеет восемь отверстий, размещенных на разных радиусах относительно продольной оси боевой части ракеты, к которым прикреплена многоточечная система инициирования ВВ в виде восьми конусов крепления и восьми стаканов цилиндрической формы, в которых размещено промежуточное ВВ, имеющее цилиндрическую полость с облицовкой из легкого металла, линзу из инертного материала, детонатор, конус крепления обеспечивает также разнесения основного и промежуточного зарядов ВВ с обеспечением оптимального фокусного расстояния между ними.