Устройство для формирования каталога результатов моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности
DEVICE FOR FORMING A CATALOG OF THE RESULTS OF MODELING THE FLIGHT PROCESS OF LONG-RANGE CRUISE MISSILES

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для исследования возможностей использования крылатых ракет большой дальности для поражения подвижных объектов ракетного соединения, а также для моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности и последующего формирования каталога с результатами моделирования.
Известны своим практическим использованием устройства моделирования барометрической высоты полета содержащие: интегратор, три сумматора, датчик текущего уровня местности, ключ, блок памяти, датчик атмосферного давления на текущем уровне местности, блок вычисления поправки на изменение атмосферного давления, датчик наружной температуры на текущем уровне местности и блок вычисления поправки на изменение наружной температуры.
Недостатками данного типа устройств, являются:
невозможность представления данных с результатами моделирования в формализованном виде;
отсутствие возможности оформления каталога для проведения последующих исследований;
Наиболее близким по технической сущности является (RU №2728947 2019 г.) устройство для моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности содержащее: блок ввода исходных данных; генератор случайных чисел; блок моделирования терминального маневра; блок определения расстояния; блок определения направления; блок определения координат; блок проверки начала маневра; блок определения района; блок моделирования уничтожения цели; блок проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности.
Применение подобных устройств ограничивается функциональными возможностями, а именно отсутствием интерфейса, позволяющего пользователю обрабатывать и анализировать данные полученные в ходе работы устройства.
Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего формировать каталог с выходными данными, а также позволяющего пользователю взаимодействовать с данными, полученными в результате работы устройства.
Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее: блок ввода исходных данных; генератор случайных чисел; блок моделирования терминального маневра; блок определения расстояния; блок определения направления; блок определения координат; блок проверки начала маневра; блок определения района; блок моделирования уничтожения цели; блок проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности, введены: блок индикации результатов моделирования; блок подсчета временных показателей цикла; блок обработки результата моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности; регистр при этом первый выход блока ввода исходных данных (1) соединен с первым входом блока моделирования терминального маневра (3), второй выход блока ввода исходных данных (1) соединен с первым входом блока определения расстояния (4), третий выход блока ввода исходных данных (1) соединен с первым входом блока определения направления (6), четвертый выход блока ввода исходных данных (1) соединен с первым входом блока определения координат (7), пятый выход блока ввода исходных данных (1) соединен с первым входом блока проверки начала маневра (8), шестой выход блока ввода исходных данных (1) соединен с первым входом блока определения района (9), первый выход генератора случайных чисел (2) соединен со вторым входом блока определения расстояния (4), второй выход генератора случайных чисел (2) соединен со вторым входом блока моделирования терминального маневра (3), второй выход которого соединен с третьим входом блока проверки начала маневра (8), первый выход блока моделирования терминального маневра (3) соединен с четвертым входом блока определения расстояния (4),первый выход блока проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности (5) соединен с входом блока ввода исходных данных (1), третий выход генератора случайных чисел (2) соединен с четвертым входом блока определения района (9), выход блока определения расстояния (4) соединен с входом блока проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности (5), второй выход которого соединен со вторым входом блока определения направления (6), выход, которого соединен со вторым входом блока определения координат (7), третий выход блока проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности (5) соединен со вторым входом блока индикации результатов моделирования (11), второй выход блока определения координат (7) соединен с третьим входом блока определения района (9), второй выход которого соединен с третьим входом блока определения расстояния (4), первый выход блока определения координат (7) соединен со вторым входом блока проверки начала маневра (8), выход, которого соединен со вторым входом блока определения района (9), первый выход блока определения района (9) соединен с входом блока моделирования уничтожения цели (10), первый выход, которого соединен с четвертым входом блока проверки начала маневра (8), второй выход блока моделирования уничтожения цели (10) соединен с первым входом блока индикации результатов моделирования (11), третий выход блока моделирования уничтожения цели (10) соединен с входом блока подсчета временных показателей цикла (12), выход, которого соединен с входом блока обработки результата моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности (13), выход блока обработки результата моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности (13) соединен с входом регистра (14).
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен возможный вариант построения устройства для формирования каталога результатов моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности, который содержит:
1. блок ввода исходных данных;
2. генератор случайных чисел;
3. блок моделирования терминального маневра;
4. блок определения расстояния;
5. блок проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности.
6. блок определения направления;
7. блок определения координат;
8. блок проверки начала маневра;
9. блок определения района;
10. блок моделирования уничтожения цели.
11. блок индикации результатов моделирования;
12. блок подсчета временных показателей цикла;
13. блок обработки результата моделирования процесса полета:рылатых ракет большой дальности;
14. регистр.
0
0
ц
ц
utКР
utКР
htКР
htКР
Vкр
Vкр
hкр
hКР
КР
max
Работает устройство для формирования каталога результатов моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности следующим образом: в блок ввода исходных данных, вводят следующие параметры: х - координаты крылатой ракеты большой дальности на момент начала моделирования, по оси абсцисс; у - координаты крылатой ракеты большой дальности на момент начала моделирования, по оси ординат; х - координаты заранее назначенной цели, по оси абсцисс; у - координаты заранее назначенной цели, по оси ординат; m - математическое ожидание угла набора высоты крылатой ракеты большой дальности в начале терминального маневра; σ - среднеквадратическое отклонение угла набора высоты крылатой ракеты большой дальности в начале терминального маневра; m - математическое ожидание высоты полета крылатой ракеты большой дальности в начале терминального маневра; σ - среднеквадратическое отклонение высоты полета крылатой ракеты большой дальности в начале терминального маневра; m - математическое ожидание скорости полета крылатой ракеты большой дальности на участке маршрута σ - среднеквадратическое отклонение скорости полета крылатой ракеты большой дальности на участке маршрута; m - математическое ожидание высоты полета крылатой ракеты большой дальности на участке маршрута; σ - среднеквадратическое отклонение высоты полета крылатой ракеты большой дальности на участке маршрута; σ - среднеквадратическое отклонение попадания крылатой ракеты большой дальности в цель; L - дальность полета крылатых ракет большой дальности, Н - высота поражения цели.
1
2
3
4
После, генератором случайных чисел, генерируются четыре случайных числа Rnd, Rnd Rnd, Rnd, равномерно распределенных на интервале [0;1].
0
0
1
2
В блоке моделирования терминального маневра определяются координаты (х,у) на момент времени начала моделирования i=0, моделируется расстояние начала терминального маневра, путем определения случайного числа ξ, равномерно распределенного на интервале от n до n по формуле:
после чего определяется высота подъема и угол набора высоты в начале терминального маневра, в соответствии со следующими выражениями:
В блоке определения расстояния рассчитывается расстояние между крылатой ракеты большой дальности и целью () в соответствии с выражением:
После, в блоке проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности происходит определение поражения крылатой ракеты большой дальности, в соответствии с правилом
в случае выполнения условия, моделирование прекращается, крылатой ракеты большой дальности считается уничтоженной, а цель не пораженной, подается сигнал в блок индикации результатов моделирования, передаются временные показатели в блок подсчета временных показателей цикла, после чего осуществляется возврат в блок ввода исходных данных и алгоритм повторяется для остальных крылатых ракет большой дальности, в случае невыполнения, происходит переход в блок определения направления.
i
i
ц
ц
В блоке определения направления, путем вычисления угла между прямой проведенной через координаты крылатой ракеты большой дальности (x,y) и координаты цели (х,у), определяется угол направления на цель (ϕ), в соответствии с выражением:
В блоке определения координат рассчитывается средняя скорость и высота полета крылатой ракеты большой дальности за единицу модельного времени, в соответствии с выражением:
вычисляется расстояние, пройденное в плоскости полета крылатой ракеты большой дальности за единицу модельного времени:
после чего определяются координаты крылатой ракеты большой дальности в момент времени i, путем вычисления приращения координат по х и по у, в соответствии с выражением:
1
2
в соответствии с выражением, приведенным ниже, вычисляются коэффициенты γ и γ, определяющие направления изменения координат крылатой ракеты большой дальности:
после чего, в соответствии с выражениями, вычисляются координаты крылатой ракеты большой дальности:
В блоке проверки начала маневра происходит проверка следующего условия:
если расстояние до цели меньше расстояния начала терминального маневра , то происходит проверка условия нахождения в районе атаки цели, если расстояние больше, рассчитывается высота полета крылатой ракеты большой дальности на текущий момент модельного времени, в соответствии с выражением:
после чего проверяется выполнение условия достаточности набранной высоты:
в случае невыполнения условия, остается ранее присвоенное значение, а в случае выполнения условия, высоте присваивается новое значение, в соответствии с выражением:
После, в блоке определения района происходит проверка выполнения условия нахождения в районе атаки цели, в соответствии с правилом:
i
i
если расстояние до цели меньше расстояния начала маневра крылатой ракеты большой дальности возвращаемся в блок определения расстояния, а если расстояние до цели меньше расстояния начала маневра крылатой ракеты большой дальности, координаты (х, у) крылатой ракеты большой дальности определяются в соответствии с приведенными ниже выражениями, путем приравнивания математического ожидания к координатам цели, уменьшение высоты на величину, пройденную за единицу модельного времени и вычисления скорости полета крылатой ракеты большой дальности:
В блоке моделирования уничтожения цели происходит проверка выполнения следующего условия:
в случае невыполнения условия возвращаемся в блок проверки начала маневра, а в случае выполнения условия, моделируется поражение цели, и осуществляется переход в блок подсчета временных показателей цикла, подается сигнал в блок индикации результатов моделирования.
В блоке индикации результатов моделирования происходит подача сигнала на индикаторы: зеленого цвета - цель поражена; красного цвета - цель не поражена; и оранжевого цвета - крылатая ракета уничтожена, и цель не поражена.
В блоке подсчета временных показателей цикла происходит суммирование времени выполнения всех блоков по следующей формуле:
где n - номер блока.
В блоке обработки результата моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности, происходит формирование каталога результатов моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности.
После, в регистре осуществляется процесс записи сформированного каталога результатов моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности.
В устройстве для формирования каталога результатов моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности, при построении модели применяется следующее допущение:
- осуществляется массированный пуск по заранее разведанным целям в короткое время.
0
0
ц
ц
utКР
utКР
htкр
htКР
Vкр
vkp
hКР
hКР
КР
max
utKP
utKP
htКР
htКР
0
0
ц
ц
max
ц
ц
VKP
VKP
hKP
hKP
KP
ц
ц
1
2
3
4
1
2
3
4
htKP
htKP
tKP
tКР
i
i
1
2
3
4
5
6
max
i
i
i
i
i
i
ц
ц
VKP
KP
Указанная последовательность формирования каталога результатов моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности реализуется следующим образом. При запуске устройства от внешнего источника, не показанного на чертеже, в блок ввода исходных данных (1), вводят следующие параметры: х - координаты крылатой ракеты большой дальности на момент начала моделирования, по оси абсцисс; у - координаты крылатой ракеты большой дальности на момент начала моделирования, по оси ординат; х - координаты заранее назначенной цели, по оси абсцисс; у - координаты заранее назначенной цели, по оси ординат; m - математическое ожидание угла набора высоты крылатых ракет большой дальности в начале терминального маневра; σ - среднеквадратическое отклонение угла набора высоты крылатых ракет большой дальности в начале терминального маневра; m - математическое ожидание высоты полета крылатых ракет большой дальности в начале терминального маневра; σ - среднеквадратическое отклонение высоты полета крылатых ракет большой дальности в начале терминального маневра; m - математическое ожидание скорости полета крылатых ракет большой дальности на участке маршрута; σ - среднеквадратическое отклонение скорости полета крылатых ракет большой дальности на участке маршрута; m - математическое ожидание высоты полета крылатых ракет большой дальности на участке маршрута; σ - среднеквадратическое отклонение высоты полета крылатых ракет большой дальности на участке маршрута; σ - среднеквадратическое отклонение попадания крылатых ракет большой дальности в цель; L - дальность полета крылатых ракет большой дальности, Н - высота поражения цели. Из первого выхода блока ввода исходных данных (1) на первый вход блока моделирования терминального маневра (3), подается 6 параметров: m; σ; m; σ; х; у. Из второго выхода блока ввода исходных данных (1) на первый вход блока определения расстояния (4), подается 3 параметра: х; у; L. Из третьего выхода блока ввода исходных данных (1) на первый вход блока определения направления (6), подается 2 параметра: х; у. Из четвертого выход блока ввода исходных данных (1) на первый вход блока определения координат (7), подается 5 параметров: m; σ; m; σ⋅σ. Из пятого выхода блока ввода исходных данных (1) на первый вход блока проверки начала маневра (8), подается 1 параметр: Н. Из шестого выхода блока ввода исходных данных (1) на первый вход блока определения района (9), подается 2 параметра: x; y. Из первого выхода генератора случайных чисел (2) на второй вход блока определения расстояния (4), подается 4 параметра: Rnd; Rnd; Rnd; Rnd. Из второго выхода генератора случайных чисел (2) на второй вход блока моделирования терминального маневра (3), подается 4 параметра: Rnd; Rnd; Rnd; Rnd. Из второго выхода блока моделирования терминального маневра (3) на третий вход блока проверки начала маневра (8), подается 5 параметров: m; σ; h; U; ξ. Из первого выход блока моделирования терминального маневра (3) соединен с четвертым входом блока определения расстояния (4), подается 2 параметра: x; y. Из третьего выхода генератора случайных чисел (2) на четвертый вход блока определения района (9), подается 6 параметров: Rnd; Rnd; Rnd; Rnd; Rnd; Rnd. Из выхода блока определения расстояния (4) на вход блока проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности (5) подается 4 параметра: L; х; у; . Из второго выхода блока проверки уничтожения крылатой ракеты большой дальности (5) на второй входом блока определения направления (6), подается 3 параметра: х; у; . Из блока определения направления (6) на второй вход блока определения координат (7), подается 6 параметров:; ϕ; х; у; х; у. Из второго выхода блока определения координат (7) на третий вход блока определения района (9), подается 2 параметра: σ; σ. Из первого выхода блока определения координат (7) на второй вход блока проверки начала маневра (8), подается 2 параметра: . Из блока проверки начала маневра (8), на второй вход блока определения района (9), подается 4 параметра: Н; ; . Из блока определения района (9) на вход блока моделирования уничтожения цели (10), подается 3 параметра: Н. Из третьего выхода блока моделирования уничтожения цели (10) на вход блока подсчета временных показателей цикла (12), подается 3 параметра:  Н. Из выхода блока подсчета временных показателей цикла (12) на вход блока обработки результата моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности (13), подается 4 параметра:  H; Т. Из выхода блока обработки результата моделирования процесса полета крылатых ракет большой дальности (13) на вход регистра (14), подается 4 параметра:  H; Т.
Таким образом, благодаря введению новых элементов и связей достигается требуемый технический результат - расширение функциональных возможностей за счет формирования каталога с выходными данными, позволяющего пользователю взаимодействовать с формализованными данными, полученными в результате работы устройства и создания интерфейса.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. RU №2042200 1991 г.
2. RU №2338992 2007 г.