PL224971B1

PL224971B1 - System of active defense

Info

Publication number: PL224971B1
Application number: PL408555A
Authority: PL
Inventors: Robert Panowicz
Original assignee: Wojskowa Akad Tech
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2017-02-28
Also published as: PL408555A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest system obrony aktywnej przeznaczony do niszczenia lub neutralizacji zagrożenia w postaci pocisków podkalibrowych, odłamkowo-burzących oraz kierowanych i niekierowanych pocisków z głowicami kumulacyjnymi.The subject of the invention is an active defense system designed to destroy or neutralize a threat in the form of subcaliber, high-explosive, and guided and unguided missiles with HEAT warheads.

Pociski podkalibrowe stanowią zagrożenie, przed którym nie są w stanie obronić się żadne pojazdy wojskowe, w tym czołgi. Pociski odłamkowo-burzące zawierające materiał wybuchowy są groźne dla lżejszych pojazdów, na które oddziaływują falą ciśnienia pochodzącą z detonacji materiału wybuchowego oraz odłamkami. Ze względu na asymetryczny charakter działań na współczesnym polu walki duże zagrożenie oprócz improwizowanych ładunków wybuchowych stanowią również pociski z głowicami kumulacyjnymi, a w szczególności niekierowane pociski rakietowe wystrzeliwane z ręcznych granatników przeciwpancernych.The sub-caliber shells pose a threat that no military vehicle, including tanks, can defend itself against. High-explosive shells containing an explosive are dangerous to lighter vehicles, which are subjected to a pressure wave from the detonation of the explosive and debris. Due to the asymmetric nature of operations on the modern battlefield, apart from improvised explosives, a great threat is also represented by HEAT warhead missiles, in particular unguided missiles fired from anti-tank grenade launchers.

Sposoby ochrony przed wymienionymi zagrożeniami można podzielić na bierne i aktywne. Wśród biernych rozwiązań oprócz pancerza właściwego najbardziej popularne są pancerze reaktywne oraz prętowe. Zwiększają one ochronę przed pociskami z głowicami kumulacyjnymi, ale nie przed innego rodzaju zagrożeniami. Pancerze reaktywne mają za zadanie osłabić działanie strumienia kumulacyjnego. Z kolei celem stosowania pancerzy prętowych jest uszkodzić ładunek kumulacyjny lub zewrzeć obwód zapalnika. Drugą grupą rozwiązań stanowią aktywne systemy ochrony, które wystrzeliwują w kierunku zagrożenia efektor, który ma za zadanie wywołania przedwczesnej detonacji atakującego pocisku lub jego neutralizację.The methods of protection against the above-mentioned threats can be divided into passive and active. Among the passive solutions, apart from the actual armor, the most popular are reactive armor and rod armor. They increase protection against HEAT warhead missiles, but not against any other type of threat. Reactive armor is designed to weaken the effect of the cumulative stream. On the other hand, the purpose of using bar armor is to damage the shaped charge or short the circuit of the fuse. The second group of solutions are active protection systems that fire an effector towards the threat, which is designed to cause premature detonation of the attacking projectile or its neutralization.

Z amerykańskiego opisu zgłoszeniowego US 20090173250 znany jest system ochrony przed pociskami. System jest przeznaczony do niszczenia wrogich pocisków oraz rakiet, w szczególności granatów przeciwpancernych. System w pierwszym kroku identyfikuje strzał przy użyciu czujników, które określają położenie i odległość lecącego pocisku. Detekcja może się odbywać przy użyciu czujników podczerwieni, radaru lub kamer. Następnie wystrzeliwana jest chmura nieśmiercionośnego śrutu w kierunku zagrożenia z ochranianego obiektu, którym może być budynek lub pojazd.From the US application description US 20090173250 a missile protection system is known. The system is designed to destroy enemy missiles and rockets, in particular anti-tank grenades. In the first step, the system identifies the shot using sensors that determine the position and distance of the flying projectile. Detection can be done using infrared sensors, radar or cameras. Then a cloud of non-lethal shot is fired towards the threat from the protected object, which may be a building or a vehicle.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 5661254 znany jest system do ochrony pojazdów opancerzonych oraz schronów przed pociskami. System składa się z wyrzutni z przynajmniej jedną lufą przystosowaną do miotania pocisków odłamkowych zamocowanej na nastawnej podstawie. Układ czujników jest przeznaczony do wykrycia pocisku oraz skierowania wyrzutni w jego kierunku. Każdy pocisk zawiera specjalne odłamki, materiał wybuchowy oraz zapalnik kontrolujący moment inicjacji detonacji. Przykładowym czujnikiem detekcji oraz śledzenia atakującego pocisku jest wysokiej ro zdzielczości impulsowy radar dopplerowski.A system for the protection of armored vehicles and shelters against missiles is known from the US patent description US 5,661,254. The system consists of a launcher with at least one barrel adapted to firing fragmentation projectiles, mounted on an adjustable base. The sensor system is designed to detect the missile and direct the launcher towards it. Each projectile contains special fragments, an explosive and a fuse that controls the moment of detonation initiation. An exemplary sensor for detecting and tracking an attacking missile is a high-resolution pulse Doppler radar.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 7114428 znany jest system czujników do zastosowania w pancerzach aktywnych. System składa się z sensora podczerwieni wykrywającego obecność pocisku, laserowego czujnika zbliżeniowego ustalającego jego położenie oraz radaru dopplerowskiego pozwalającego na identyfikacje zagrożenia poprzez pomiar prędkości. System czujników znajduje się w obudowie posiadającej segmentowe sferyczne okno, którego segmenty mają charakterystyki filtrowania odpowiadające poszczególnym czujnikom.From the US patent description US 7114428 a sensor system for use in active armor is known. The system consists of an infrared sensor that detects the presence of a missile, a laser proximity sensor that determines its position, and a Doppler radar that allows you to identify the threat by measuring speed. The sensor system is housed in a housing having a segmented spherical window, the segments of which have filtering characteristics corresponding to the individual sensors.

Celem wynalazku jest przedstawienie systemu obrony aktywnej potrafiącego zniszczyć lub znacząco zmniejszyć skuteczność pocisków podkalibrowych, odłamkowo-burzących oraz pocisków z głowicami kumulacyjnymi.The aim of the invention is to present an active defense system capable of destroying or significantly reducing the effectiveness of subcaliber, high-explosive and high-explosive warheads.

System obrony aktywnej przed pociskami podkalibrowymi, odłamkowo-burzącymi oraz pociskami z głowicami kumulacyjnymi, według wynalazku, składa się z modułu detekcji, modułu decyzyjnego oraz modułu destruktorów, charakteryzuje się tym, że w skład modułu destruktorów wchodzą kasety zawierające od 1 do 20 liniowych ładunków niszczących składających się z obudowy, materiału wybuchowego, wkładki oraz zapalników.The active defense system against sub-caliber, high-explosive and high-explosive warhead missiles, according to the invention, consists of a detection module, a decision module and a destructor module, characterized by the fact that the destructors module includes cassettes containing from 1 to 20 linear destructive charges consisting of a housing, an explosive, an insert and fuses.

Korzystnie, liniowe ładunki niszczące wchodzące w skład kasety umieszczone są pod kątem od 0 do 30° względem obudowy kasety.Preferably, the linear destruction charges included in the cassette are positioned at an angle of 0 to 30 ° with respect to the cassette housing.

System obrony aktywnej składa się z modułu detekcji, modułu decyzyjnego oraz modułu destruktorów. Moduł detekcji dostarcza informacji o potencjalnym zagrożeniu do układu decyzyjnego, który przetwarzając dane identyfikuje cel oraz ustala moment zadziałania destruktorów. Po ustaleniu, że wykryte zagrożenie stanowi pocisk podkalibrowy, odłamkowo-burzący czy też pocisk z głowicą kumulacyjną moduł decyzyjny przesyła sygnał do uruchomienia modułu destruktorów, który ma za zadania zneutralizować zagrożenie. Detekcja pocisku może się odbywać za pomocą dookólnej pasywnej głowicy optoelektronicznej podczerwieni, która ustala obecność pocisku oraz jego położenieThe active defense system consists of a detection module, a decision module and a destructors module. The detection module provides information about a potential threat to the decision-making system, which, by processing data, identifies the target and determines the moment of the destructors' operation. After determining that the detected threat is an sub-caliber, high-impact high-impact missile or a missile with a cumulative warhead, the decision module sends a signal to activate the destructors module, which is to neutralize the threat. Projectile detection can be performed using an omnidirectional passive infrared optoelectronic head that determines the presence of the missile and its position

PL 224 971 B1 na podstawie promieniowania podczerwonego emitowanego przez poruszający się pocisk ogrzany na skutek oporów ruchu. Sygnał z modułu detekcji trafia do modułu decyzyjnego, który na podstawie prędkości obiektu oraz mocy emitowanego przez niego promieniowania określa czy dany obiekt może być pociskiem podkalibrowym, odłamkowo-burzącym, czy też kumulacyjnym wypracowując ewentualnie decyzje o uruchomieniu modułu destruktorów. Zapalniki są odbezpieczane przez moduł decyzyjny po ustaleniu obecności zagrożenia przez moduł detekcji, co chroni przed przypadkowym uruchomieniem kaset zawierających liniowe ładunki niszczące. Kaseta składa się z obudowy, liniowych ładunków niszczących wyposażonych w zapalniki umieszczonych na odpowiednio dobranych elementach montażowych zapewniających odpowiedni dystans od obudowy oraz kąt α względem obudowy. Liniowy ładunek niszcząc składa się z obudowy, materiału wybuchowego, oraz wkładki. Wkładka może mieć przekrój tworzących stożka lub hemisferyczny.On the basis of infrared radiation emitted by a moving projectile heated due to resistance to motion. The signal from the detection module goes to the decision module, which, based on the speed of the object and the power of the radiation it emits, determines whether a given object can be a sub-caliber, high-explosive or cumulative missile, possibly working out a decision to start the destructors module. The detonators are released by the decision module after the presence of a hazard has been determined by the detection module, which protects against accidental activation of cassettes containing linear destructive charges. The cassette consists of a housing, linear destructive charges equipped with detonators placed on appropriately selected mounting elements ensuring an appropriate distance from the housing and the angle α in relation to the housing. The linear destroying charge consists of a housing, an explosive, and an insert. The insert may have a conical or hemispherical cross-section.

Przekazanie sygnału do zapalnika powoduje inicjacje detonacji materiału wybuchowego liniowych ładunków niszczących i uformowanie strumienia kumulacyjnego, który ma za zadanie zniszczyć lub zneutralizować zagrożenie. Zastosowanie kilku liniowych ładunków niszczących zwiększa prawdopodobieństwo trafienia w zagrożenie, a w przypadku kilku trafień - stopień jego zniszczenia. Liniowe ładunki niszczące są wyposażone w kilka zapalników. O wyborze danego zapalnika decyduje porównanie mocy sygnałów docierających do poszczególnych detektorów głowicy optoelektronicznej. Wyzwalany jest ten zapalnik, który jest najbliżej maksymalnego sygnału.Transmission of a signal to the fuse initiates the detonation of the explosive of linear destructive charges and the formation of a cumulative stream, which is to destroy or neutralize the threat. The use of several linear destructive charges increases the probability of hitting a threat, and in the case of several hits - the degree of its destruction. Linear destructive charges are equipped with several detonators. The choice of a given fuse is determined by the comparison of the strength of the signals reaching the individual detectors of the optoelectronic head. The fuse closest to the maximum signal is fired.

Umieszczenie liniowych ładunków niszczących pod kątem od 0 do 30° względem obudowy k asety powoduje, że generowane strumienie kumulacyjne nie są równoległe. Zwiększa to strefę oddziaływania na zagrożenie przy równocześnie kompaktowej budowie kasety z liniowymi ładunkami nis zczącymi zapewniając duże prawdopodobieństwo trafienia w pocisk i jego zniszczenie w całej chronionej strefie.Placing the linear destructive charges at an angle of 0 to 30 ° in relation to the casing of the casing causes that the generated cumulative streams are not parallel. This increases the zone of impact on the threat while at the same time the compact construction of the cassette with linear low-terminal charges, ensuring a high probability of hitting the projectile and its destruction in the entire protected zone.

Rozwiązanie według wynalazku, w którym zastosowano kasety zawierające liniowe ładunki niszczące powoduje wytworzenie strumieni kumulacyjnych poruszających się z prędkościami nie mniejszymi niż 6700 m/s, które są w stanie zniszczyć lub zneutralizować pocisk podkalibrowy, odłamkowo-burzący czy też pocisk z głowicą kumulacyjną.The solution according to the invention, which uses cassettes containing linear destructive charges, produces cumulative streams moving at speeds not lower than 6700 m / s, which are capable of destroying or neutralizing a sub-caliber, high-impact missile or a projectile with a HEAT warhead.

Wynalazek został przedstawiony w przykładach wykonania, na których fig. 1 przedstawia schemat blokowy systemu obrony aktywnej, fig. 2 przedstawia system ochrony aktywnej zainstalowany na czołgu, fig. 3 przedstawia moduł destruktorów, fig. 4 przedstawia liniowy ładunek niszczący.The invention has been presented in the embodiments, in which Fig. 1 shows a block diagram of an active defense system, Fig. 2 shows an active protection system installed on a tank, Fig. 3 shows a destructor module, Fig. 4 shows a linear destructive charge.

System obrony aktywnej składa się z modułu detekcji, modułu decyzyjnego, modułu destruktorów oraz pulpitu sterowania. Moduł detekcji składa się z dookólnej pasywnej głowicy optoelektronicznej podczerwieni 20 oraz elementu odpowiedzialnego za detekcję startu zagrożenia. Moduł detekcji odpowiada za wykrycie zagrożenia. Na podstawie informacji zebranych przez moduł detekcji moduł decyzyjny wypracowuje komendę do ewentualnego uruchomienia modułu destruktorów. Pulpit sterowania pozwala włączyć i wyłączyć system, wybrać tryb jego pracy oraz dokonać autotestu poszczególnych układów. Autotest poszczególnych układów odbywa się również automatycznie po włączeniu systemu. Moduł destruktorów zostaje użyty, kiedy zostanie zidentyfikowane zagrożenie w postaci pocisku podkalibrowego, pocisku odłamkowo-burzącego, czy też pocisku z głowicą kumulacyjną.The active defense system consists of a detection module, a decision module, a destructors module and a control panel. The detection module consists of an omnidirectional passive infrared optoelectronic head 20 and an element responsible for the detection of the start of a threat. The detection module is responsible for detecting the threat. Based on the information collected by the detection module, the decision module develops a command for the eventual launch of the destructors module. The control panel allows you to turn the system on and off, select its operating mode and perform a self-test of individual systems. The self-test of individual systems is also performed automatically when the system is turned on. The destructors module is used when a threat is identified in the form of a sub-caliber shell, high-explosive shell, or a shell with a HEAT warhead.

Wykrycie pocisku oraz określenie jego położenia odbywa się przy użyciu pasywnej dookólnej głowicy optoelektronicznej podczerwieni 20. Jeżeli prędkość obiektu oraz moc jego promieniowania jest charakterystyczna dla pocisku podkalibrowego, pocisku odłamkowo-burzącego, czy też pocisku z głowicą kumulacyjną wówczas do układu decyzyjnego przekazywana jest informacja.The projectile is detected and its position is determined using a passive omnidirectional infrared optoelectronic head 20. If the object's speed and its radiation power are characteristic of a sub-caliber projectile, high-impact high-explosive missile or a projectile with a cumulative warhead, information is transferred to the decision-making system.

Moduł decyzyjny na podstawie informacji o wykryciu zagrożenia z odpowiednim opóźnieniem wynikającym z prędkości lecącego pocisku przesyła sygnał do uruchomienia modułu destruktorów umieszczonych na pojeździe 30.The decision module, based on the information on the detection of the threat, with the appropriate delay resulting from the speed of the flying projectile, sends a signal to activate the module of the destructors located on the vehicle 30.

Układ decyzyjny przekazuje sygnał do kasety 10, której zadaniem jest niszczenie pocisków podkalibrowych, odłamkowo-burzących, czy też pocisków z głowicą kumulacyjną.The decision-making system transmits a signal to the cartridge 10, the task of which is to destroy sub-caliber, high-explosive shells, or shells with a HEAT warhead.

Kaseta 10 składa się z obudowy 11, czterech liniowych ładunków niszczących 12, wyposażonych w zapalniki 13 umieszczonych na odpowiednio dobranych elementach montażowych 14. Liniowe ładunki niszczące są umieszczone odpowiednio pod kątem 10°, 5°, 2°, 0° względem obudowy kasety. Liniowy ładunek niszcząc 12 składa się z obudowy 16, materiału wybuchowego 17, oraz wkładki 18. Przekazanie sygnału do zapalnika 13 powoduje inicjacje detonacji materiału wybuchowego 17 liniowych ładunków niszczących 12 oraz uformowanie strumienia kumulacyjnego z wkładki 18, który ma za zadanie zniszczyć lub zneutralizować zagrożenie.The cassette 10 consists of a housing 11, four linear destructive charges 12, equipped with detonators 13 placed on appropriately selected mounting elements 14. The linear destructive charges are positioned at an angle of 10 °, 5 °, 2 °, 0 ° with respect to the cassette housing, respectively. The linear destructive charge 12 consists of a housing 16, an explosive 17, and an insert 18. Transmitting a signal to the detonator 13 causes the initiation of detonation of the explosive 17 of linear destructive charges 12 and the formation of a cumulative stream from the insert 18, which is to destroy or neutralize the threat.

PL 224 971 B1PL 224 971 B1

Elementy rażące liniowych ładunków niszczących neutralizują zagrożenie poprzez uszkodzenie atakującego pocisku podkalibrowego, odłamkowo-burzącego, czy też pocisku z głowicą kumulacyjną powodując ich zniszczenie lub przedwczesną detonację w zależności od rodzaju pocisku.The striking elements of linear destructive charges neutralize the threat by damaging the attacking subcaliber or high-explosive shell or a projectile with a HEAT warhead, causing their destruction or premature detonation, depending on the type of the projectile.

System obrony aktywnej, według wynalazku, może być stosowany do ochrony obiektów stacjonarnych i niestacjonarnych przed pociskami podkalibrowymi, odłamkowo-burzącymi, czy też pociskami z głowicami kumulacyjnymi.The active defense system, according to the invention, can be used to protect stationary and non-stationary objects against sub-caliber, high-explosive shells, or missiles with HEAT warheads.

Claims

1. An active defense system designed to destroy sub-caliber, high-explosive shells, or shells with HEAT warheads, consisting of the following modules:

- detection,

- decision making,

- destructors, characterized in that the destructors module includes cassettes (10) with 1 to 20 linear destructive charges (12) consisting of a housing (16), an explosive (17), an insert (18) and fuses (13) .

2. Active defense system according to Claim The method of claim 1, characterized in that the linear destruction charges (12) of the cassette (10) are at an angle of 0 to 30 ° with respect to the casing (11) of the cassette (10).