RU2685282C1

RU2685282C1 - Method of formation of spatial large-scale imitation-target situation formation

Info

Publication number: RU2685282C1
Application number: RU2018132386A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Вагин; Владимир Валентинович Колтунов; Владимир Александрович Пырьев; Илья Александрович Бахурин
Original assignee: Федеральное казенное предприятие "Научно-исследовательский институт "Геодезия" (ФКП "НИИ "Геодезия")
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2019-04-17

Abstract

FIELD: military equipment.SUBSTANCE: invention relates to weapons and military equipment and specifically to target environments, methods of protecting objects and can be used in testing new samples of rocket and artillery weapons and aircraft damage means, as well as for solving tasks in wartime to create false targets. To form a spatial large-scale imitation-target environment, its time image is created by placing in the air space of a plurality of separate imitation devices physical characteristics of the real object. At that, the simulator devices are placed in the air space in the form of corresponding separately transported devices on the set of unmanned aerial vehicles, for example, quadcopters, which are in layers different from the height, width and depth in accordance with the structure of the simulated real object.EFFECT: high degree of imitation of the real object, longer time of functioning of the target environment, provision of mobile control of its imitation characteristics, elimination of environmental contamination.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к вооружению и военной технике, а именно к мишенным обстановкам, способам защиты объектов и может быть использовано при проведении испытаний новых образцов ракетно-артиллерийского вооружения и авиационных средств поражения, а также для решения задач в военное время для создания ложных целей.The invention relates to weapons and military equipment, namely to target situations, methods of protecting objects and can be used when testing new types of missile-artillery weapons and aircraft weapons, as well as to solve problems in wartime to create false targets.

Известен способ формирования пространственной крупногабаритной мишени, например, многофункциональной модульной морской мишенной установки /1/, заключающийся в монтаже на унифицированной платформе множества пластиковых корпусных элементов кубической формы, а также различных устройств и средств имитации - бортовой проекции корабля, радиолокационного, фонового теплового и акустического полей и т.п.A known method of forming a spatial large-sized target, for example, a multifunctional modular marine target installation / 1 /, consists in mounting on a unified platform a variety of plastic cube-shaped body elements, as well as various devices and means of simulation - onboard ship projection, radar, background thermal and acoustic fields etc.

К недостаткам данного способа, а также устройства для его осуществления можно отнести следующие:The disadvantages of this method, as well as devices for its implementation include the following:

1 - в случае использования на земной поверхности - отсутствие мобильности, т.е. фактическая привязка мишени к некой точке с конкретными географическими координатами.1 - in the case of use on the earth's surface - lack of mobility, i.e. the actual binding of the target to a certain point with specific geographic coordinates.

2 - из вышеуказанного п. 1 следуют большие временные затраты на монтаж/демонтаж и передислокацию мишени.2 - from the above paragraph 1, there is a large time cost for installation / disassembly and redeployment of the target.

3 - отсутствие универсальности, заключающееся в стационарности формы мишени, - конкретная форма имитируемого объекта в соответствии со способом задается без возможности быстрой трансформации.3 - lack of universality, consisting in the stationarity of the target shape, - the specific shape of the simulated object in accordance with the method is set without the possibility of rapid transformation.

Также известен способ формирования пространственной крупногабаритной мишени 121, заключающийся в размещении в воздушном пространстве одного или нескольких взаимно соединенных надувных элементов, снабженных средствами имитации радиолокационного и теплового полей реального объекта, с использованием в качестве средства их доставки в заданную точку воздушного пространства беспилотных летающих аппаратов (БПЛА).Also known is a method of forming a spatial large-sized target 121, which consists in placing in the air space one or more mutually connected inflatable elements equipped with means of imitating the radar and thermal fields of a real object, using unmanned aerial vehicles (UAVs) as a means of delivering them to a given point. ).

Этот способ также не лишен недостатков:This method is also not without drawbacks:

1 - необходимость для осуществления крупногабаритных надувных элементов и соответствующего насосно-компрессорного оборудования.1 - the need for the implementation of large-sized inflatable elements and the corresponding pump-compressor equipment.

2 - сложность стабилизации в воздушном пространстве средств имитации цели вследствие большой парусности надувных элементов.2 - the difficulty of stabilization in airspace of means for imitating a target due to the large sail of the inflatable elements.

4 - сложность реализации визуального облика мишени, соответствующего реальному объекту, и т.д.4 - the complexity of the implementation of the visual appearance of the target corresponding to the real object, etc.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ формирования пространственной крупногабаритной имитационно-мишенной обстановки (ложной цели) /3/ путем создания ее временного изображения, в котором создание временного изображения осуществляется посредством размещения в воздушном пространстве множества отдельных устройств-имитаторов физических характеристик реального объекта.The closest to the proposed invention to the technical essence and the achieved result is a method of forming a spatial large-sized simulation target environment (false target) / 3 / by creating its temporary image in which the creation of a temporary image is carried out by placing in the air space of many individual devices simulating physical characteristics of the real object.

В соответствии с описанием изобретения /3/, «указанный способ включает стадии подготовки множества снарядов в каждом канале ствола одной или нескольких сборок стволов,… указанные снаряды включают материал, формирующий изображение для имитации конкретных характеристик цели, по которым осуществляется наведение ракеты на цель, при этом производится выстрел предопределенного числа снарядов из выбранной сборки стволов и развертывание материала, формирующего временное изображение и отводящего приближающуюся ракету от цели».In accordance with the description of the invention / 3 /, “this method includes the stages of preparing a plurality of projectiles in each bore of one or more barrel assemblies, ... these projectiles include material that forms an image to simulate the specific characteristics of the target for which the missile is aimed at the target, with this produces a shot of a predetermined number of projectiles from the selected barrel assembly and the deployment of material that forms a temporary image and deflects the approaching rocket from the target. "

Наряду с рядом достоинств по сравнению со способом-аналогом, данный способ также не лишен и ряда недостатков:Along with a number of advantages compared with the method-analogue, this method is also not deprived of several disadvantages:

1 - Использование способа не обеспечивает визуального облика реального объекта, а преимущественно дает имитацию только тепловой и радиолокационной его сигнатур.1 - Using the method does not provide the visual appearance of a real object, but mainly gives imitation only of its thermal and radar signatures.

2 - Способ требует больших материальных затрат на применение, обусловленных потребностью в большом количестве специальных боеприпасов, несущих устройства-имитаторы, фактически предназначенных для однократного применения.2 - The method requires high material costs for use, due to the need for a large number of special ammunition, carrying devices, simulators, actually intended for a single use.

3 - Сложность синхронизации большого количества выстрелов из сборок стволов.3 - The difficulty of synchronizing a large number of shots from barrel assemblies.

4 - Сложность обеспечения "попадания" множества снарядов в заданную область воздушного пространства и срабатывания их в заданный момент времени, и, как следствие, низкая степень имитации реального объекта.4 - The difficulty of ensuring the "hit" of a multitude of projectiles in a given area of airspace and their operation at a given point in time, and, as a result, a low degree of imitation of a real object.

5 - Кратковременность действия и экологическое загрязнение окружающей среды, вследствие быстрого падения снарядов на землю (водную поверхность) под действием силы тяжести.5 - The short duration of action and environmental pollution, due to the rapid fall of shells on the ground (water surface) under the action of gravity.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение высокой степени имитации реального объекта, увеличение времени функционирования мишенной обстановки и обеспечение мобильного управления ее имитационными характеристиками, исключение экологического загрязнения окружающей среды, а также относительное снижение эксплуатационных расходов.The technical task of the invention is the provision of a high degree of imitation of a real object, an increase in the operating time of the target situation and the provision of mobile management of its imitation characteristics, the elimination of environmental pollution, as well as a relative decrease in operating costs.

Решение задачи достигается тем, что в известном способе формирования пространственной крупногабаритной имитационно-мишенной обстановки путем создания ее временного изображения посредством размещения в воздушном пространстве множества отдельных устройств-имитаторов физических характеристик реального объекта, в соответствии с изобретением устройства-имитаторы размещаются в воздушном пространстве в виде соответствующих раздельно транспортируемых устройств на совокупности беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), например квадракоптеров, эшелонированных по высоте, ширине и глубине фронта в соответствии со структурой имитируемого реального объекта.The solution of the problem is achieved by the fact that in the known method of forming a spatial large-sized simulation target environment by creating its temporary image by placing in the air space of a number of separate devices-simulators of physical characteristics of a real object, in accordance with the invention, devices-simulators are placed in the air space in the form of separately transported devices on a combination of unmanned aerial vehicles (UAVs), for example, a quadra Copters echeloned in height, width and depth of the front in accordance with the structure of the simulated real object.

Высокая степень имитации реального объекта при реализации предложенного способа достигается за счет соответствующего пространственного построения БПЛА и размещения на них устройств-имитаторов.A high degree of imitation of a real object in the implementation of the proposed method is achieved by the corresponding spatial construction of the UAV and the placement of simulator devices on them.

Так, например, часть БПЛА, расположенных в вертикальной плоскости, могут нести отдельные фрагменты визуального изображения имитируемого объекта, образуя, таким образом, его "растровое" изображение, с определенной дистанции воспринимаемое системами наведения (самонаведения) испытуемого образца ракетно-артиллерийского вооружения или атакующего вражеского боеприпаса, как целое.So, for example, a part of a UAV located in a vertical plane can carry separate fragments of a visual image of a simulated object, thus forming its “raster” image, perceived from a certain distance by the guidance (self-guided) systems of a test sample of missile-artillery weapons or attacking enemy ammunition as a whole.

На еще одной части БПЛА, также расположенной в вертикальной плоскости на небольшом расстоянии за группой БПЛА визуальной имитации, могут транспортироваться устройства-имитаторы радиолокационного (электромагнитного) облика имитируемого объекта, - различные сочетания уголковых отражателей, устройства-излучатели в радиодиапазоне и т.п., а положение этих БПЛА в пространстве устанавливается в соответствии с расположением, например, наиболее металлоемких элементов конструкции реального объекта.On another part of the UAV, which is also located in a vertical plane at a short distance behind a group of UAVs of visual simulation, simulators of the radar (electromagnetic) appearance of the simulated object can be transported - various combinations of corner reflectors, radiating devices in the radio band, etc. and the position of these UAVs in space is set in accordance with the location, for example, of the most metal-intensive structural elements of a real object.

Наконец, отдельная часть БПЛА, ответственная за имитацию тепловой сигнатуры имитируемого объекта, может располагаться также в вертикальной плоскости перед группой БПЛА визуальной имитации, и транспортировать совокупность тепловыделяющих устройств, -пиротехнических или электрических.Finally, a separate part of the UAV, which is responsible for simulating the thermal signature of the simulated object, can also be located in the vertical plane in front of the UAV group of visual simulation, and transport a combination of heat-generating devices, pyrotechnic or electric.

Кроме вышеуказанных устройств-имитаторов, отдельные БПЛА могут при необходимости транспортировать также имитаторы светового облика объекта, акустического облика и т.п.In addition to the above simulators, individual UAVs can, if necessary, also transport simulators of the light appearance of an object, acoustic appearance, etc.

В случае использования квадракоптеров, расстояния между описанными отдельными группами БПЛА и отдельных БПЛА в группе будут определяться в зависимости от взаимного влияния их винтомоторных устройств.In the case of quadcopters, the distances between the described individual groups of UAVs and individual UAVs in the group will be determined depending on the mutual influence of their screw-motor devices.

Полетное время современных квадракоптеров составляет, в зависимости от конкретной модели и несомого полезного груза, порядка 10…60 минут, поэтому по сравнению со способом-прототипом, предложенный способ обеспечивает как увеличение времени функционирования пространственной крупногабаритной имитационно-мишенной обстановки, так и мобильное управление ее имитационными характеристиками, т.к. в соответствии с полетной программой и с использованием компьютерного управления каждым БПЛА по отдельности возможно их взаимное перестроение в любых комбинациях, а также регулировка работы несомых ими устройств-имитаторов (например, устройств-излучателей в радиодиапазоне, тепловыделяющих устройств с электронагревом и т.п.).The flight time of modern quadcopters is, depending on the specific model and carried payload, of the order of 10 ... 60 minutes, therefore, compared with the prototype method, the proposed method provides both an increase in the operating time of the spatial large-scale simulation target environment and mobile control of its imitation characteristics, because in accordance with the flight program and using computer control of each UAV separately, their mutual rebuilding in any combinations is possible, as well as adjustment of the operation of simulator devices carried by them (for example, radiating devices in the radio frequency range, heat-generating devices with electric heating, etc.) .

Исключение экологического загрязнения окружающей среды, а также относительное снижение эксплуатационных расходов при использовании предложенного способа достигается во-первых за счет возможности многократного применения обеспечивающих его технических устройств, а во вторых за счет малой вероятности поражения при срабатывании по цели испытуемого образца ракетно-артиллерийского вооружения, или атакующего боеприпаса-агрессора, вследствие относительно малых размеров и рассредоточенности отдельных БПЛА в пространстве.The elimination of environmental pollution, as well as the relative reduction in operating costs when using the proposed method is achieved firstly due to the possibility of repeated use of technical devices providing it, and secondly due to the low probability of damage when the target of the test sample of rocket artillery armament is fired, or attacking ammunition aggressor, due to the relatively small size and dispersion of individual UAVs in space.

Изобретение поясняется следующей графической информацией.The invention is illustrated in the following graphic information.

На фиг. 1 представлен пример транспортирования БПЛА (квадракоптером) фрагмента визуального изображения имитируемого объекта - части стеновой конструкции здания.FIG. Figure 1 shows an example of transporting a UAV (quadcopter) of a fragment of a visual image of a simulated object - part of a building wall structure.

На фиг. 2 - транспортирования имитаторов тепловой сигнатуры.FIG. 2 - transportation of thermal signature simulators.

На фиг. 3 - транспортирования имитаторов радиолокационного облика - группы уголковых отражателей.FIG. 3 - transportation of radar appearance simulators - a group of corner reflectors.

Для упрощения изображений конструкции устройств подвеса устройств-имитаторов на фиг. 1…3 условно не показаны.To simplify the images of the construction of the device suspension devices simulators in FIG. 1 ... 3 conventionally not shown.

На фиг.4 схематично представлен фрагмент пространственного построения БПЛА при имитировании промышленного объекта.Figure 4 is a schematic representation of a fragment of the spatial construction of the UAV when imitating an industrial object.

При осуществлении способа отдельные БПЛА 1 в соответствии с полетной программой, обеспечивающей компьютерное управления каждым БПЛА по отдельности, возможность их взаимного перестроения в любых комбинациях и регулировку транспортируемых устройств-имитаторов, транспортируют соответственно фрагменты визуального изображения имитируемого объекта 2 (фиг. 1), имитаторы тепловой сигнатуры 3 (фиг. 2), имитаторы радиолокационного облика 4 (фиг. 3), или иные устройства-имитаторы физических характеристик объекта, например, излучающие сигналы в радио-, акустическом, световом диапазонах.When implementing the method, separate UAVs 1 in accordance with the flight program, providing computer control of each UAV separately, the possibility of their mutual rebuilding in any combinations and adjustment of the simulated devices being transported, respectively, transport the fragments of the visual image of the simulated object 2 (Fig. 1), thermal simulators Signatures 3 (Fig. 2), simulators of a radar appearance 4 (Fig. 3), or other devices that simulate the physical characteristics of an object, for example, emitting signals for -, acoustic, light range.

Группы БПЛА, условно показанные на фиг. 4 знаком

, несущие разные имитаторы, расположены в вертикальных плоскостях, и эшелонированы друг от друга по глубине фронта на дистанции Ь.The UAV groups conventionally shown in FIG. 4 sign

carrying different simulators are located in vertical planes, and are echeloned from each other along the depth of the front at the distance b.

Близкорасположенные (соседствующие) БПЛА, находящиеся в пределах каждой отдельной группы, дистанцированы на расстояниях h и l, - соответственно по высоте и ширине построения. Пространственная координатная сетка возможного построения показана штриховыми линиями.Nearby (neighboring) UAVs that are within each individual group are distanced at distances h and l, respectively, along the height and width of the structure. The spatial coordinate grid of the possible construction is shown by dashed lines.

В случае использования разнотипных групп БПЛА, например по массогабаритным характеристикам и грузоподъемности, расстояния h, l в пределах каждой группы и b между группами могут быть различными, в зависимости от взаимного влияния винтомоторных устройств.In the case of using different types of UAV groups, for example, according to weight and size characteristics and capacity, the distances h, l within each group and b between groups can be different, depending on the mutual influence of rotor motor devices.

Фронтальная группа БПЛА (на иллюстрации обозначена Ф) транспортирует имитаторы тепловой сигнатуры 1, 3, - осуществляется имитация оконных проемов, теплоотводящих воздуховодов, компрессоров кондиционеров и т.п.The frontal group of UAVs (in the illustration is designated F) transports simulators of thermal signature 1, 3, - imitation of window openings, heat-removing air ducts, air conditioner compressors, etc. is carried out.

Средняя группа БПЛА (на иллюстрации обозначена С) транспортирует фрагменты визуального изображения имитируемого объекта 1, 2, - осуществляется имитация внешнего облика объекта (растрового, но с определенной дистанции воспринимаемого как целое).The middle group of UAVs (marked C in the illustration) transports fragments of the visual image of the simulated object 1, 2, - an imitation of the external appearance of the object (raster, but from a certain distance perceived as a whole) is carried out.

Тыловая группа БПЛА (на иллюстрации обозначена Т) транспортирует имитаторы радиолокационного облика (уголковые отражатели) 1, 4, - осуществляется имитация несущих металлических колонн здания, балок перекрытия, крупногабаритного металлоемкого оборудования.The rear UAV group (in the illustration is marked T) transports radar-look simulators (corner reflectors) 1, 4, —the imitation of bearing metal columns of the building, floor beams, large-sized metal-intensive equipment is imitated.

При подлете испытуемого образца ракетно-артиллерийского вооружения 5 (или атакующего вражеского боеприпаса) к сформированной посредством предлагаемого способа пространственной крупногабаритной имитационно-мишенной обстановке, органы его радиолокационного наблюдения, технического зрения, теплового наведения и т.п.воспринимают совокупность имитируемых ею физических характеристик реального объекта. Следствием этого будет изменение изначальной траектории движения приближающегося средства поражения в сторону имитирующей объект мишенной обстановки (ложной цели) с последующим срабатыванием по ней боевой части. А в случае промаха - самоликвидацией или падением.When a test sample of a missile artillery armament 5 (or an attacking enemy ammunition) arrives to a spatial large-size simulated target environment formed by the proposed method, the bodies of its radar observation, technical vision, thermal guidance, etc., take the aggregate of the physical characteristics of the real object simulated by it . The consequence of this will be a change in the initial trajectory of the approaching means of destruction in the direction of the target situation (false target) simulating the object with the subsequent firing of the warhead on it. And in the case of a slip - by self-destruction or fall.

Таким образом, вышеописанный способ формирования пространственной крупногабаритной имитационно-мишенной обстановки имеет высокую степень имитации реальных объектов, обеспечивает достаточно большое время ее функционирования, а также мобильное управление имитационными характеристиками за счет возможности быстрого изменения полетной программы, обеспечивающей компьютерное управления каждым БПЛА по отдельности, возможность их взаимного перестроение в любых комбинациях, и также регулировку работы несомых ими устройств-имитаторов. Способ пригоден для использования в широком диапазоне географических условий, практически полностью исключает экологическое загрязнение окружающей среды, а также сулит некоторое снижение эксплуатационных расходов.Thus, the above described method of forming a spatial large-sized simulation target environment has a high degree of imitation of real objects, provides a sufficiently long time for its operation, as well as mobile management of simulation characteristics due to the possibility of quickly changing the flight program, providing computer control of each UAV separately. mutual rebuilding in any combinations, as well as adjustment of the operation of devices simulators carried by them. The method is suitable for use in a wide range of geographical conditions, almost completely eliminates environmental pollution, and also promises some reduction in operating costs.

При проведении учебных стрельб, а также испытаний новых образцов ракетно-артиллерийского вооружения и авиационных средств поражения по мере набора статистических данных его применение ускорит создание максимально автоматизированных систем сбора и обработки информации с как существующих, так и разрабатываемых многоканальных устройств оптико-электронной индикации, обеспечивающих процесс обработки результатов стрельбы в режиме реального времени.When conducting firing practice as well as testing new types of rocket artillery weapons and aviation weapons, as statistical data is collected, its use will accelerate the creation of the most automated information collection and processing systems from both existing and developed multi-channel optical-electronic display devices ensuring the process processing the results of shooting in real time.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки:Sources of information taken into account when making the application:

1) Патент РФ №2628931, F41J 9/04, 2016 г., Многофункциональная модульная морская мишенная установка - аналог.1) Patent RF №2628931, F41J 9/04, 2016, Multifunctional modular marine target installation - analog.

2) Патент США №2017219319 Al, F41J 9/10, F41J 2/00, F41G 7/22, H01Q 15/14, 2017 г., Towed, autonomous, or remotely controlled airborne mobile system… - аналог.2) US Patent No. 2017219319 Al, F41J 9/10, F41J 2/00, F41G 7/22, H01Q 15/14, 2017, Towed, autonomous, or remotely controlled airborne mobile system ... - analogue.

3) Патент РФ №2247922, F41H 11/02, F41J 2/00, 2000 г., Ложная цель - прототип.3) Patent of the Russian Federation No. 222797922, F41H 11/02, F41J 2/00, 2000, False goal - a prototype.

Claims

The method of forming a spatial large-sized simulation target environment by creating its temporary image by placing in the airspace a number of separate devices-simulators of the physical characteristics of a real object, characterized in that the devices-simulators are placed in the airspace in the form of corresponding separately transportable devices on a combination of unmanned aerial vehicles For example, quadrocopters echeloned in height, width and depth of the front in accordance with the structure of the simulated real object.