RU2746340C2 - Система наведения управляемого реактивного снаряда - Google Patents
Система наведения управляемого реактивного снаряда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746340C2 RU2746340C2 RU2019108825A RU2019108825A RU2746340C2 RU 2746340 C2 RU2746340 C2 RU 2746340C2 RU 2019108825 A RU2019108825 A RU 2019108825A RU 2019108825 A RU2019108825 A RU 2019108825A RU 2746340 C2 RU2746340 C2 RU 2746340C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- projectile
- range
- ground
- optical system
- density
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
- F42B15/01—Arrangements thereon for guidance or control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области техники вооружения, в частности к стрельбе управляемыми реактивными снарядами по наземным объектам. Изобретение может быть использовано при проектировании систем телеориентации управляемых снарядов в луче лазера. Технический результат – повышение точности наведения реактивных снарядов на цель за счет обеспечения постоянства размера сечения луча наведения на текущей дальности управляемого снаряда. Система наведения содержит систему визирования цели и систему наведения, включающую в себя источник лазерного излучения, модулятор и оптическую систему с переменным фокусным расстоянием. При этом система содержит бортовой компьютер. В его память занесены функции изменения дальности снаряда во времени для каждого значения плотности наземного воздуха в диапазоне от 1,5 до 1,1 кг/м3 с шагом 0,1 кг/м3, а также измеренные за 30 мин до стрельбы данные метеоинформации - температуры и давления наземного воздуха. Бортовой компьютер обеспечен возможностью расчета плотности наземного воздуха на основании введенной метеоинформации, выбора из его памяти функции изменения дальности снаряда во времени, соответствующей рассчитанной плотности наземного воздуха, и формирования команды управления оптической системой. Оптическая система включает в себя усилитель, электромотор и редуктор для перемещения ее элементов в соответствии с выбранным законом изменения дальности снаряда. Кроме того, система наведения содержит алфавитно-цифровую клавиатуру для введения в компьютер значений температуры и давления наземного воздуха, контроллер и цифроаналоговый преобразователь. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области техники вооружения, в частности, к стрельбе управляемыми реактивными снарядами по наземным объектам. Изобретение может быть использовано в системах телеориентации управляемых снарядов в луче лазера.
Применение предлагаемого изобретения позволит повысить точность наведения реактивных снарядов на цель за счет обеспечения постоянства размера сечения луча наведения на текущей дальности управляемого снаряда.
Решение технической задачи достигается тем, что в систему наведения, состоящую из канала визирования цели и канала наведения, включающего в себя источник лазерного излучения, модулятор, формирующую оптическую систему с переменным фокусным расстоянием и схему управления оптической системой, введен бортовой компьютер, в памяти которого находятся функции изменения дальности во времени, определяемые плотностью воздуха, выход которого через цифроаналоговый преобразователь и усилитель соединен со схемой управления оптической системой с переменным фокусным расстоянием. Причем в бортовой компьютер вводятся измеренные значения наземного давления атмосферы и наземной температуры воздуха. В соответствии с выбранным законом изменения дальности снаряда бортовой компьютер формирует команду управления для схемы управления оптической системой, соответствующую метеопараметрам атмосферы. В соответствии с данной командой элементы оптической системы перемещаются таким образом, чтобы размера сечения луча наведения на дальности снаряда оставался постоянным.
В настоящее время известны системы наведения, использующие принцип наведения снарядов луче лазера, состоящие из снаряда, снабженного приемником лазерного излучения и прицела, состоящего из канала визирования цели и канала наведения, включающего в себя источник лазерного излучения, модулятор и формирующую оптическую систему с переменным фокусным расстоянием [1], [2]. Данные системы наведения обеспечивают постоянство размера сечения луча наведения на текущей дальности управляемого снаряда, за счет чего достигается постоянство энергетического потенциала и точности канала наведения на всей траектории полета снаряда.
Недостатками данных технических решений является то, что в них не представлена возможность выбора временного закона изменения фокусного расстояния оптической системы в зависимости от изменения силы лобового сопротивления управляемого снаряда, которое зависит от плотности воздуха.
Известна также система оружия [3] с оптическим прицелом, включающим в себя канал визирования цели и канал наведения, содержащий источник лазерного излучения, модулятор и оптическую систему с переменным фокусным расстоянием. Модулятор обеспечивает кодирование информационного поля луча наведения, постоянство линейного размера сечения которого на текущей дальности управляемого снаряда обеспечивается формирующей оптикой с переменным фокусным расстоянием за счет перемещения по определенному закону подвижных компонент оптической схемы. Данная система оружия также обладает указанным выше недостатком.
Известен также способ наведения управляемого снаряда и система наведения для его осуществления [4], сущность которого заключается в том, что на первой фазе управления, начинающейся с момента схода снаряда и продолжающейся до окончания переходных процессов, в аппаратуре управления прибора наведения формируют на его выходе сигнал, эквивалентный нулевой команде. Одновременно создают на выходном валу рулей рулевого привода снаряда дополнительный момент, противодействующий отклонению рулей от их нулевого положения. Управление рулями привода снаряда в соответствии с координатами его отклонения от линии визирования производят на второй фазе до конца полета.
Данный способ не учитывает влияние изменяющейся плотности воздуха на лобовое сопротивление снаряда.
Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является система наведения управляемого снаряда [5]. Решение технической задачи в данном изобретении достигается тем, что в оптический прицел системы наведения, состоящий из визирного канала и канала наведения, включающего в себя источник лазерного излучения, модулятор и формирующую оптическую систему с переменным фокусным расстоянием, введена схема управления оптической системой, а в управляемый снаряд введен формирователь признака снаряда по типу баллистических характеристик. Данная система обладает тем достоинством, что позволяет унифицировать систему наведения для управляемых снарядов с различными баллистическими характеристиками. Однако, данная система, как и выше описанные, не позволяет выбирать временной закон изменения фокусного расстояния оптической системы в зависимости от изменения силы лобового сопротивления управляемого снаряда, которое зависит от плотности воздуха.
Таким образом, можно сделать вывод, что в известных системах наведения управляемых снарядов фокусное расстояние оптической системы изменяется по жесткой программе, определяемой баллистическими характеристиками снаряда. При этом не учитывается изменение плотности воздуха в зависимости от температуры и давления. В то же время плотность воздуха оказывает существенное влияние на лобовое сопротивление снаряда [6, с. 37] и, соответственно, на его скорость. Следовательно, для одного и того же снаряда при разных метеорологических условиях закон изменения дальности во времени будет различным, что при использовании жесткой программы изменения фокусного расстояния оптической системы приведет к ошибкам фокусировки и, следовательно, к ухудшению качества изображения.
Для оценки степени влияния метеорологических условий на закон движения снаряда рассмотрим выражение для силы сопротивления воздуха [6, с. 37]:
где i - эмпирический коэффициент, учитывающий форму снаряда; S - площадь поперечного сечения снаряда; ρV 2/2 - скоростной напор; ρ - плотность воздуха; 
- функция отношения скорости снаряда V к скорости звука а
Отклонение плотности воздуха от табличной записывается [6, с. 121]:
где ∆П% - отклонение плотности в процентах; h - давление атмосферы; t V - виртуальная температура
Виртуальная температура - это температура, приведенная к сухому воздуху. Разница между виртуальной и настоящей температурами равноценна влажности по ее влиянию на плотность воздуха. Понятие виртуальной температуры вводится для учета влияния влажности воздуха на его плотность.
Поскольку отклонение плотности воздуха от табличной определяется:
где П N - нормальная (артиллерийская) плотность воздуха, равная 1,206 кг/м3 [6, с. 117],
то из выражений (2, 3) получаем величину действительной плотности воздуха:
Ускорение силы лобового сопротивления определяется [6, с. 39]:
Для одного и того же снаряда, находящегося в разных метеорологических условиях, в данной формуле изменяется плотность воздуха П, остальные параметры остаются постоянными, определяемыми баллистическими характеристиками снаряда. Поэтому ускорение силы лобового сопротивления J изменится во столько раз, во сколько изменится плотность воздуха П. На графике (фиг. 1) показаны зависимости наземной плотности воздуха от наземной температуры воздуха при различных наземных давлениях атмосферы, построенные по выражению (4).
Как видно из данного рисунка, при изменении температуры от - 40 до +40°С и давлении воздуха 750 мм рт. ст. плотность воздуха изменяется от 1,5 до 1,1 кг/м3, т.е. в 1,36 раз. Таким образом, ускорение силы лобового сопротивления J в данном диапазоне температур изменится в 1,36 раз, т.е. на 36%. При этом закон изменения дальности от времени одного и того же снаряда будет существенно отличаться при изменении наземной температуры воздуха.
На фиг. 2 приведен пример расчетного движения снаряда (зависимости горизонтальной дальности х от времени) на активном и пассивном участках для двух значениях температуры воздуха (−40 и + 40°С) при давлении воздуха 750 мм рт. ст.
Данные зависимости получены путем решения систем дифференциальных уравнений на активном [7, уравнения (3.76)] и пассивном участках траектории [7, уравнения (5.8)].
Как видно из данного рисунка, неучет изменения температуры воздуха может привести к отклонению дальности до снаряда относительно расчетной в конце активного участка до 200 м, а в конце пассивного участка до 300 м, что приводит к непостоянству размера сечения луча наведения на текущей дальности управляемого снаряда.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 3 приведена структурная схема системы наведения снарядом.
Система наведения (фиг. 3) состоит из канала визирования цели и канала наведения, включающего в себя бортовой компьютер, в память которого занесены функции изменения дальности снаряда во времени для различных значений плотности наземного воздуха, алфавитно-цифровую клавиатуру, с помощью которой в компьютер вводятся значениях температуры и давления наземного воздуха, контроллер, цифро-аналоговый преобразователь (АЦП), схему управления оптической системой, состоящую из усилителя, электромотора и редуктора, перемещающие подвижные элементы оптической системы, источник лазерного излучения, модулятор и формирующую оптическую систему с переменным фокусным расстоянием.
Данная система работает следующим образом.
Заблаговременно производят испытательные стрельбы управляемым реактивным снарядом на максимальную дальность при различных значениях температуры и давления наземного воздуха, при этом рассчитывают плотность наземного воздуха. Одновременно при проведении испытательных стрельб производят измерение закона изменения дальности снаряда во времени для каждого значения плотности наземного воздуха в диапазоне от 1,5 до 1,1 кг/м3 с шагом 0,1 кг/м3 и записывают в память компьютера.
Накануне предполагаемой стрельбы измеряют температуру наземного воздуха, например, термометром психрометрическим ртутным ТМ-4 [8, с. 231] и наземное давление, например, барометром-анероидом МД-49-2 [8, с. 259]. Метеорологические параметры вводят в память бортового компьютера с помощью алфавитно-цифровой клавиатуры.
Время от момента метеоизмерений до начала стрельбы не должно превышать 30 мин. В противном случае необходимо повторно произвести метеоизмерения.
На основании введенной метеоинформации бортовой компьютер рассчитывает плотность наземного воздуха и выбирает из памяти функцию изменения дальности снаряда во времени, соответствующий рассчитанной плотности наземного воздуха.
Затем оператор наводит канал визирования на цель и после принятия решения на обстрел цели производит пуск снаряда, одновременно сопровождая цель в оптический визир.
В соответствии с выбранным законом изменения дальности снаряда бортовой компьютер формирует команду управления для схемы управления оптической системой, соответствующую метеопараметрам атмосферы. Команда управления поступает на контроллер, далее - в ЦАП, где преобразуется в аналоговый сигнал, усиливается усилителем и подается на электромотор. Электромотор, вращая редуктор, передвигает элементы оптической системы в соответствии с выбранным законом изменения дальности снаряда. При этом обеспечивается постоянство размера сечения луча наведения на текущей дальности управляемого снаряда, что и является задачей предлагаемого технического решения.
Источники информации
1. Laser beam rider guidance utilizing beam quadrature detection. Патент США № 5427328, U.S. Cl 244/3.13, Feb. 12, 1985.
2. Laser beam rider guidance system. Патент США № 4111385, U.S. Cl 244/3.13, Sep. 5 1978.
3. Waffensystem mit in das hauptzielfernrohr integriertem laser-entfernungsmesser. Патент ФРГ № DE 4137843 А1, МКИ F41G 7/263, 1993-05-19.
4. Способ наведения управляемого снаряда и система наведения для его осуществления. Патент РФ № 2179296.
5. Способ наведения управляемого снаряда и система наведения для его осуществления. Патент РФ № 2179296.
6. Курс артиллерии. Книга 3. Внешняя баллистика. Метеорология в артиллерии. Полная подготовка данных для стрельбы. Под общей редакцией Блинова А.Д. Военное издательство. -М:. 1948. 288 с.
7. Внешняя баллистика. Дмитриевский А.А. - М:. «Машиностроение». 1972, 584 с.
8. Основы метеорологии, климатологии. Метеорологические приборы и методы наблюдений: Учебник/В.К.Моргунов. - Ростов-Д.: Феникс. - Новосибирск: Сибирское соглашение, 2005. - 331 с. - с ил. (Высшее образование).
Claims (1)
- Система наведения управляемого реактивного снаряда, содержащая систему визирования цели и систему наведения, включающую в себя источник лазерного излучения, модулятор и оптическую систему с переменным фокусным расстоянием, отличающаяся тем, что она содержит бортовой компьютер, в память которого занесены функции изменения дальности снаряда во времени для каждого значения плотности наземного воздуха в диапазоне от 1,5 до 1,1 кг/м3 с шагом 0,1 кг/м3, а также измеренные за 30 мин до стрельбы данные метеоинформации - температуры и давления наземного воздуха, причем компьютер обеспечен возможностью расчета плотности наземного воздуха на основании введенной метеоинформации, выбора из его памяти функции изменения дальности снаряда во времени, соответствующей рассчитанной плотности наземного воздуха, и формирования команды управления оптической системой, которая включает в себя усилитель, электромотор и редуктор для перемещения ее элементов в соответствии с выбранным законом изменения дальности снаряда, также система наведения содержит алфавитно-цифровую клавиатуру для введения в компьютер значений температуры и давления наземного воздуха, контроллер и цифроаналоговый преобразователь.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108825A RU2746340C2 (ru) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Система наведения управляемого реактивного снаряда |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108825A RU2746340C2 (ru) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Система наведения управляемого реактивного снаряда |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019108825A3 RU2019108825A3 (ru) | 2020-09-28 |
| RU2019108825A RU2019108825A (ru) | 2020-09-28 |
| RU2746340C2 true RU2746340C2 (ru) | 2021-04-12 |
Family
ID=72946920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019108825A RU2746340C2 (ru) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Система наведения управляемого реактивного снаряда |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2746340C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4111385A (en) * | 1976-04-16 | 1978-09-05 | Texas Instruments Incorporated | Laser beam rider guidance system |
| RU2179296C2 (ru) * | 2000-03-14 | 2002-02-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Способ наведения управляемого снаряда и система наведения для его осуществления |
| RU2442102C1 (ru) * | 2010-09-07 | 2012-02-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Управляемый снаряд |
| RU2477445C1 (ru) * | 2012-02-09 | 2013-03-10 | Николай Борисович Болотин | Зенитная ракета |
| RU2498191C1 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-11-10 | Сергей Фёдорович Брылёв | Система управления огнем нескольких снайперов |
| RU185766U1 (ru) * | 2017-09-28 | 2018-12-18 | Сергей Александрович Мосиенко | Боевая разведывательно-ударная машина |
-
2019
- 2019-03-26 RU RU2019108825A patent/RU2746340C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4111385A (en) * | 1976-04-16 | 1978-09-05 | Texas Instruments Incorporated | Laser beam rider guidance system |
| RU2179296C2 (ru) * | 2000-03-14 | 2002-02-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Способ наведения управляемого снаряда и система наведения для его осуществления |
| RU2442102C1 (ru) * | 2010-09-07 | 2012-02-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Управляемый снаряд |
| RU2498191C1 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-11-10 | Сергей Фёдорович Брылёв | Система управления огнем нескольких снайперов |
| RU2477445C1 (ru) * | 2012-02-09 | 2013-03-10 | Николай Борисович Болотин | Зенитная ракета |
| RU185766U1 (ru) * | 2017-09-28 | 2018-12-18 | Сергей Александрович Мосиенко | Боевая разведывательно-ударная машина |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2019108825A3 (ru) | 2020-09-28 |
| RU2019108825A (ru) | 2020-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2659622C1 (ru) | Способ вывода вращающейся по углу крена ракеты с гироскопом направления в зону захвата цели головкой самонаведения и система для его осуществления | |
| KR102339273B1 (ko) | 레이트 기반 자동조종을 위한 gbias | |
| RU2746340C2 (ru) | Система наведения управляемого реактивного снаряда | |
| KR102069327B1 (ko) | 무인 비행체를 이용한 사격 제어 시스템 및 그 방법 | |
| RU2583347C1 (ru) | Способ вывода дальнобойной ракеты в зону захвата цели головкой самонаведения и система наведения дальнобойной ракеты | |
| US3206143A (en) | Controller for guiding a missile carrier on the location curve of ballistic firing positions | |
| RU2324134C1 (ru) | Автоматизированная система управления вооружением | |
| RU2613016C1 (ru) | Способ вывода ракеты в зону захвата цели головкой самонаведения и устройство для его осуществления | |
| RU2310152C1 (ru) | Способ стрельбы боевой машины по цели и система для его реализации | |
| CN109459583B (zh) | 一种基于激光测风的轻武器弹道偏离预测方法 | |
| RU2719802C1 (ru) | Способ управления пулей и управляемая пуля | |
| RU2529241C2 (ru) | Способ стрельбы комплекса вооружения боевой машины по цели и система для его осуществления, способ определения экспериментальной зависимости угловой скорости линии визирования | |
| US3497161A (en) | Method for compensating a ballistic missile for atmospheric perturbations | |
| Grzyb et al. | Turbulence impact on the control of guided bomb unit | |
| US3249324A (en) | Method and system for inertial guidance | |
| RU2801294C1 (ru) | Способ наведения управляемого боеприпаса | |
| RU2345312C1 (ru) | Комплекс вооружения | |
| Rao et al. | Modeling and simulation of IIR seeker for an aerospace vehicle | |
| US6901864B2 (en) | Method for speed compensation of a shaped charge jet, and missile | |
| RU2124688C1 (ru) | Способ комбинированного управления летательным аппаратом | |
| RU2188381C2 (ru) | Способ командного телеуправления ракетой | |
| RU2539825C1 (ru) | Система наведения управляемых ракет | |
| RU2298759C1 (ru) | Способ управления вооружением | |
| RU2213323C1 (ru) | Способ управления ракетой на маршевом участке полета | |
| RU2816131C1 (ru) | Способ выполнения огневых задач с составлением индивидуальных таблиц стрельбы орудия |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210327 |