Способ маневрирования высокоскоростного беспилотного летательного аппарата в зоне возможного действия средств противоракетной и противовоздушной обороны



Способ маневрирования высокоскоростного беспилотного летательного аппарата в зоне возможного действия средств противоракетной и противовоздушной обороны
Способ маневрирования высокоскоростного беспилотного летательного аппарата в зоне возможного действия средств противоракетной и противовоздушной обороны

 


Владельцы патента RU 2634659:

Захаров Евгений Николаевич (RU)

Изобретение относится к способу маневрирования высокоскоростного беспилотного летательного аппарата (ВБЛА) в зоне действия противоракетной и противовоздушной обороны. Для осуществления способа задают траекторию обязательного маневрирования в виде последовательности отдельных участков, соответствующих определенной длительности, определенному расстоянию и направлению ухода ВБЛА от поражения, вычисленному определенным образом. Обеспечивается труднопрогнозируемость и малоуязвимость траекторий ВБЛА в зоне их возможного поражения средствами противоракетной и противовоздушной обороны. 1 ил.

 

Изобретение относится к области задания траекторий высокоскоростных беспилотных летательных аппаратов (ВБЛА).

Известен «Способ адаптивно-маршрутного управления летательным аппаратом» (ЛА) (патент RU №2568161) для снижения вероятности поражения ЛА в априорно известных зонах возможного поражения зенитно-ракетными средствами противовоздушной обороны (ПВО) за счет их обхода.

Недостатком данного способа является то, что обход зон ПВО увеличивает, как правило, время и дальность полета за счет нескольких необходимых обходных маневров. Кроме того, расположение зон ПВО может меняться, в том числе - в процессе полета ЛА (особенно применительно к мобильным комплексам ПВО).

Известны способы снижения эффективности средств ПВО путем использования маневров ЛА для срыва режима наведения и увеличения промаха зенитных управляемых ракет (ЗУР). Так, одним из таких способов является способ использования горизонтального маневра беспилотного ЛА (БЛА) с целью нарушения устойчивости самонаведения и увеличения промаха управляемого средства поражения (УСП) (ракеты) на ЛА для заданных условий сближения этих объектов («Способ уклонения ЛА от управляемых средств поражения». Заявка на изобретение №2002124531/11 от 16.09.2002. В64С 13/18, F44B 15/01, G05D 1/08, G05D 1/10).

Недостатком данного способа является то, что его реализация по заявке затруднена ввиду необходимости оперативного обнаружения старта ЗУР, выявления ее типа, а также цели, обстрел которой ведется в данный момент, и расчета параметров уклонения. Кроме того, требования к маневру уклонения от ЗУР в этих условиях по ускорению и его длительности не всегда могут быть выполнены ЛА, тем более - пилотируемым ЛА.

Известен также «Способ уменьшения вероятности поражения ЛА средствами ПВО» (Заявка на изобретение №95101418/02 от 25.01.1995. F41H 13/00) путем реализации специального маневра, исключающего возможность экстраполяции параметров траектории ЛА. Предложенный маневр представляет собой траекторию, объединяющую в себе совокупность взаимно перемещающихся в узлах восьмерок, при этом ЛА совершает полет по виткам спирали в плоскости, перпендикулярной направлению полета. Переход с одной восьмерки на другую осуществляется случайным образом.

Недостатком данного способа является ограничение направления витков спирали плоскостью, перпендикулярной направлению полета, что практически не снижает точность экстраполяции траектории полета. Также недостатком является отсутствие требований к качественным параметрам витков, что при слишком большом радиусе витка может позволить обеспечить системе поражения ЛА точность экстраполяции траектории ЛА, достаточную для наведения на ЛА соответствующих средств поражения, а при слишком малом радиусе витка такой маневр может не мешать поражению ЛА средствами непрямого поражения.

Известен также комплексный способ снижения уязвимости ВБЛА. Он так же, как и способ по патенту RU №2568161, предполагает для снижения вероятности поражения ВБЛА обход летательным аппаратом априорно известных зон поражения зенитно-ракетных средств ПВО и (или) противоракетной обороны (ПРО) (далее - зон ПРО-ПВО). Внутри же зон ПРО-ПВО, если не удается спланировать их обход полностью, предлагается маневрирование в виде одного из нескольких стандартных маневров, в том числе и в соответствии с заявкой №95101418/02, которые, предположительно, не должны позволить произвести целеуказание противоракеты (ПР) на ВБЛА или выход УСП ПР на режим самонаведения на ВБЛА.

Недостатками данного способа являются, во-первых, недостатки, связанные с обходом зон ПРО-ПВО, а именно: увеличение времени и дальности полета за счет маневров обхода, непредсказуемость координат зон ПРО-ПВО применительно к их мобильным комплексам. Во-вторых, это недостатки, связанные с маневрированием ЛА в зоне ПРО-ПВО, а именно: отсутствие качественных требований к параметрам маневрирования (время начала и конца маневрирования, количество отдельных маневров и требования к маневрам по перегрузкам и длительности), что не позволяет в целом (качественно) определить возможность уменьшения вследствие таких действий уязвимости ВБЛА. Параметры возможных маневров при этом не связаны с параметрами систем ПРО-ПВО и УСП по целеуказанию на объект поражения.

Для обеспечения надежного преодоления зон ПРО-ПВО надо связать временные и дистанционные (величина пролета) параметры маневрирования ВБЛА с временными возможностями РЛС систем ПРО-ПВО и УСП по наведению на маневрирующую цель и с возможностями компенсировать УСП величину возможного пролета.

Техническим результатом предлагаемого способа является задание труднопрогнозируемых и малоуязвимых траекторий ВБЛА в зоне их возможного поражения системами ПРО-ПВО.

Поставленная цель достигается тем, что при задании отдельного маневра ВБЛА соблюдаются предлагаемые новые параметры отдельного маневра, а именно:

1) Критическое время маневра (КВМ), ТКВМ, под которым понимается максимально допустимое время между отдельными маневрами, при соблюдении которого система ПРО-ПВО и УСП не способны произвести (подготовить, рассчитать) целеуказание (ЦУ) на ВБЛА с достаточной для поражения ВБЛА точностью.

КВМ должно быть, соответственно, меньше минимального время целеуказания на ВБЛА от РЛС систем ПРО-ПВО и системы самонаведения УСП.

2) Критическое расстояние ухода (КРУ) за КВМ - минимальный «уход» ВБЛА (расстояние между линией вектора скорости ВБЛА в начале маневра и точкой местонахождения ВБЛА в конце маневра), который уже не может компенсировать («выбрать») УСП в случае самонаведения на ВБЛА.

КРУ должно быть, соответственно, больше максимального «пролета» УСП (т.е. больше максимального расстояния между линией вектора скорости УСП и точкой местонахождения ВБЛА в момент начала самонаведения УСП), который УСП сможет компенсировать («выбрать»).

Величина КВМ должна быть определена исходя из наилучших на момент применения ВБЛА характеристик системы ПРО-ПВО по целеуказанию на ВБЛА:

где ТЦУ РЛС, ТЦУ УСП - минимальное время целеуказания на ВБЛА от РЛС систем ПРО-ПВО и системы самонаведения УСП. Величина КРУ за время КВМ:

где Вкомп.пр. УСП - величина пролета УСП, которую оно способно компенсировать («выбрать») при длительности маневра ТМ, равной КВМ.

Поставленная цель достигается также тем, что при задании траекторий ВБЛА соблюдается новый подход к планированию траекторий - КВРМ-подход (критическое время-расстояние маневрирования), суть которого в следующем:

1. Точное месторасположение РЛС системы ПРО-ПВО для задания траекторий ВБЛА не важно, важен район их возможного расположения относительно цели, чтобы задать для ВБЛА свои зоны обязательного маневрирования (ЗОМ).

2. Время между отдельными маневрами должно быть не более КВМ, а количество маневров определяется протяженностью ЗОМ и скоростью ВБЛА.

3. «Уход» ВБЛА при очередном маневре от первоначального направления должен быть не менее КРУ, что определяет требование к кривизне траектории маневра и, соответственно, к перегрузке ВБЛА при маневре.

4. Направление очередного маневра должно быть стохастическим (в определенных пространственных границах).

Требование по КВМ делает траекторию ВБЛА труднопрогнозируемой и малоуязвимой.

Требование по КРУ позволяет достичь неуязвимости ЛА в случае, когда к моменту начала отдельного маневра управляемому средству поражения системы ПРО-ПВО, запущенному в зону возможного нахождения ВБЛА в отсутствии достаточно точного целеуказания, удалось по отношению к ВБЛА перейти на режим самонаведения.

При КВРМ-подходе нет необходимости затрачивать энергию на обходы зон действия ПРО-ПВО, достаточно квазистохастических изменений траектории, обеспечивающих невозможность целеуказания и компенсации пролета УСП при его самонаведении на ЛА.

Траектории, реализующие КВРМ-подход, являются КВРМ-траекториями.

Способ поясняется при помощи чертежа.

На фиг. 1 показан участок отдельного маневра КВРМ-траектории ВБЛА на участке маневрирования.

Заявленный способ реализуется следующим образом.

При задании траекторий ВБЛА на участке маневрирования точное месторасположение РЛС системы ПРО-ПВО не важно, учитывается район их расположения, в котором задается ЗОМ ВБЛА. Частота маневрирования в ЗОМ определяется протяженностью ЗОМ и параметрами отдельного маневра - векторами скорости и ускорения ВБЛА, КВМ и КРУ. Временной интервал между отдельными маневрами составляет не более КВМ. В точке начала отдельного маневра НОМ стохастически выбирается (в определенных пространственных границах, которые определяются требуемым временем достижения цели и запасом характеристической скорости ВБЛА) направление очередного маневра. Параметры движения ВБЛА должны обеспечить выполнение КРУ за КВМ к точке окончания отдельного маневра КОМ.

Таким образом, при использовании заявленного способа достигается труднопрогнозируемость и малоуязвимость траекторий ВБЛА в зоне их возможного поражения, т.е., практически, инвариантность ВБЛА к воздействию систем ПРО-ПВО.

Способ маневрирования высокоскоростного беспилотного летательного аппарата в зоне возможного действия средств противоракетной и противовоздушной обороны, заключающийся в том, что в такой зоне задают траекторию обязательного маневрирования, включающую последовательность отдельных участков маневрирования, длительность каждого из которых не должна превышать критического времени маневра, равного максимально допустимому времени маневра, при котором невозможно целеуказание на высокоскоростной беспилотный летательный аппарат от радиолокационных станций систем противоракетной и (или) противовоздушной обороны и системы самонаведения управляемого средства поражения этих систем, а расстояние между линией вектора скорости высокоскоростного беспилотного летательного аппарата в начале маневра и точкой его местонахождения в конце маневра должно быть не менее критического расстояния ухода высокоскоростного беспилотного летательного аппарата, равного минимальному расстоянию, которое не может компенсировать управляемое средство поражения в случае его самонаведения на высокоскоростной беспилотный летательный аппарат за критическое время маневра высокоскоростного беспилотного летательного аппарата, направление отдельных маневров выбирается стохастически в пространственных границах, которые определяются требуемым временем достижения цели и запасом характеристической скорости высокоскоростного беспилотного летательного аппарата.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к системе и способу автоматического пилотирования, способам разработки и обслуживания системы автоматического пилотирования летательного аппарата (ЛА).

Изобретение относится к способу вывода самолета в точку начала посадки. Для вывода самолета в точку начала посадки измеряют текущие координаты самолета, предварительно строят участок маршрута в виде прямой линии заданного пути, являющейся касательной к дуге предпосадочного разворота самолета для выхода на ось взлетно-посадочной полосы в точке начала посадки с курсом в направлении ее центра, доопределяют маршрут из пункта возврата дугой предварительного разворота заданного радиуса для выхода по касательной к ней прямой линией заданного пути, строят четыре возможных маршрута комбинаций право- и левостороннего предварительного и предпосадочного разворота, рассчитывают длину их пути, осуществляют полет по маршруту с минимальной длиной пути до точки начала посадки.

Группа изобретений относится к системам автопилота (варианты) и автопилоту для использования с вертолетом. Система автопилота для управления полетом вертолета содержит ручку циклического управления, процессорное устройство, приводное устройство, устройство ввода данных на ручке циклического управления.

Система автоматического управления самолетом при наборе и стабилизации заданной высоты полета содержит датчики заданной и текущей скорости самолета, семь сумматоров, шесть масштабных блоков, интегратор, рулевой привод, руль высоты, датчик продольной перегрузки, датчик нормальной перегрузки, датчик угла атаки, датчик вертикальной скорости самолета, датчики заданной и текущей высоты полета, блок вычисления тригонометрической функции, два блока перемножения сигналов, два блока формирования сигнала заданной перегрузки, блок ограничения сигнала по величине, блок логики, коммутатор, блок формирования сигнала отработки заданной перегрузки, два фильтра, дополнительный блок ограничения сигнала по величине, соединенные определенным образом.

Автопилот // 2619675
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам управления вертолетами. Система автопилота вертолета включает в себя внутренний контур для поддержания пространственного положения для полета вертолета, включающая в себя заданный уровень резервирования, приложенный к внутреннему контуру.

Группа изобретений относится к способу и системе грубого управления пространственным движением самолета. Для управления пространственным движением самолета формируют сигналы задания по углу крена и рысканья, измеряют углы крена, рысканья и тангажа, формируют сигналы управления по углу крена и рысканья, при этом формируют сигналы разности между эталонными сигналами крена и рысканья и измеренными сигналами по углу крена и рысканья соответственно, полученные сигналы разности отдельно интегрируют, дифференцируют, масштабируют и суммируют первый сигнал разности с сигналом управления по углу крена, второй сигнал разности с сигналом управления по углу тангажа.

Система автоматического управления углом тангажа и ограничения предельных значений параметров летательного аппарата содержит задатчик угла тангажа, вычислитель автопилота угла тангажа, алгебраический селектор, сервопривод руля высоты, датчик угла тангажа, задатчик максимального угла атаки, вычислитель автомата ограничения угла атаки, датчик угла атаки, задатчик максимальной нормальной перегрузки, вычислитель автомата ограничения нормальной перегрузки, датчик нормальной перегрузки.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам управления летательными аппаратами. Способ управления летательным аппаратом (1) с вращающейся несущей поверхностью с высокой скоростью движения, содержащим фюзеляж (2), по меньшей мере, один несущий винт (3), по меньшей мере, один тяговый винт (4) изменяемого шага, по меньшей мере, два полукрыла (11, 11'), расположенные с одной и другой стороны фюзеляжа (2), по меньшей мере, одно горизонтальное оперение (20), оборудованное подвижной поверхностью (21, 21'), и, по меньшей мере, одну силовую установку (2), приводящую во вращение упомянутый несущий винт (3) и каждый тяговый винт (4), включает определение общей подъемной силы летательного аппарата, регулирование подъемной силы каждого полукрыла (11, 11'), воздействуя на привод закрылков (12) таким образом, чтобы подъемная сила полукрыльев была равна первой заранее определенной процентной части общей подъемной силы.

Система автоматического управления самолетом при снижении содержит навигационно-измерительный комплекс, первый и второй масштабные блоки, четыре сумматора, два нелинейных блока, интегратор, блок перемножения сигналов, перегрузочный автомат продольного управления (АПУ), руль высоты, рулевой привод.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам автоматического управления полетом. Устройство (10) автоматического пилотирования летательного аппарата (1) с несущим винтом, содержащего, по меньшей мере, один толкающий винт (2), при этом упомянутый несущий винт содержит, по меньшей мере, один винт (3), оборудованный множеством лопастей (3'), содержит блок (15) обработки, взаимодействующий, по меньшей мере, с общей цепью (7) управления общим шагом упомянутых лопастей (3').

Изобретение относится к способу маневрирования высокоскоростного беспилотного летательного аппарата (ВБЛА) в зоне возможного действия средств противоракетной и противовоздушной обороны. Для осуществления способа задают траекторию обязательного маневрирования ВБЛА, состоящую из последовательности отдельных маневров с определенной длительностью, выбирают стохастически в определенных пространственных границах плоскости векторов отдельных маневров, рассчитанных определенным образом, при этом параметры вектора ускорения очередного маневра ограничивают конструктивными особенностями ВБЛА. Обеспечивается труднопрогнозируемость и малоуязвимость траекторий ВБЛА в зоне их возможного поражения. 1 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям систем управления летательным аппаратом. Гидромеханическая система управления содержит гидроусилители, расположенные с трех сторон от автомата перекоса, рулевые исполнительные механизмы с тягами, механическую проводку управления, состоящую из тяг и качалок. Рулевые исполнительные механизмы установлены параллельно механической проводке управления, выполненной с применением гибких тяг. При действующем ручном управлении система улучшения устойчивости через рулевые механизмы управляет положением опор гибких тяг. Достигается возможность компактно разместить рулевые исполнительные механизмы в системе управления, исключая отдачу его перемещений на ручку управления. 3 ил.
Наверх