Мобильный комплекс обеспечения испытаний и оценки эффективности функционирования систем защиты объектов от поражения высокоточным оружием
MOBILE COMPLEX OF PROVIDING TESTS AND EVALUATING EFFICIENCY OF PROTECTION SYSTEMS FUNCTIONING OF OBJECTS AGAINST HAZARDOUS WEAPONS

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к области испытания вооружения, и может быть использовано при разработке и создании средств испытаний и оценки эффективности функционирования систем защиты объектов от поражения высокоточным оружием (ВТО).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является испытательный стенд [см., например, патент RU 2263869 С1, F41G 3/26, G09B 9/08, опубл. 10.11.2005 г., бюл. №31], содержащий блок управления, головку наведения, установленную на опорно-поворотное устройство, и имитатор цели (фоно-целевой обстановки). Принцип работы испытательного стенда заключается в том, что имитатор цели моделирует различные ситуации, сигналы в соответствии с заданными параметрами и излучает их в направлении головки самонаведения, которая включает реальную аппаратуру бортового комплекса управления. Головка самонаведения принимает сигналы от имитатора и отслеживает их. Блок управления по сигналам головки самонаведения управляет перемещением имитатора цели относительно головки самонаведения. Этим моделируется наведение ВТО на цель, то есть изменение углов визирования имитатора цели при уменьшении дальности между имитатором цели и головкой самонаведения.
Недостатком известного стенда является неадекватность процессов моделирования реальным условиям функционирования систем защиты объектов от поражения ВТО и оценки их эффективности, обусловленная применением головок самонаведения отечественного ВТО, характеристики и параметры контуров самонаведения которого не соответствуют характеристикам и параметрам контуров наведения ракет и бомб противника. К недостаткам относится также необходимость моделирования фоно-целевой обстановки (ФЦО), соответствующей реальным условиям, характеристикам объектов и систем их защиты.
Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков.
Указанный технический результат достигается тем, что в мобильном комплексе обеспечения испытаний и оценки эффективности функционирования систем защиты объектов от поражения ВТО, содержащем блок управления, опорно-поворотное устройство и имитатор фоно-целевой обстановки, согласно изобретению, опорно-поворотное устройство снабжено подъемной платформой и на нем установлены блок измерения дальности, приемное устройство аппаратуры глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) и N - канальный измерительно-регистрирующий блок, каждый из каналов которого содержит последовательно соединенные приемник сигналов и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а также введены накопитель информации, имеющий N+3 входа, блок ввода данных, последовательно соединенные блок моделирования контура наведения ВТО и блок оценки эффективности защиты объекта от поражения ВТО, при этом выход каждого n-го канала измерительно-регистрирующего блока, где n=1…N, соединен с соответствующим входом накопителя информации, выход которого соединен со входом имитатора фоно-целевой обстановки, выход блока измерения дальности и выход приемного устройства аппаратуры глобальной навигационной спутниковой системы соединены, соответственно, с N+1 и N+2 входами накопителя информации; первый, второй и третий выходы блока управления соединены, соответственно, с N+3-им входом накопителя информации, первым входом опорно-поворотного устройства и вторым входом блока моделирования контура наведения ВТО, а первый, второй и третий выходы блока ввода данных соединены, соответственно, со вторым входом опорно-поворотного устройства, третьим входом блока моделирования контура наведения ВТО и вторым входом блок оценки эффективности защиты объекта от поражения ВТО, выход имитатора фоно-целевой обстановки соединен с первым входом блока моделирования контура наведения ВТО.
Сущность изобретения заключается в том, что опорно-поворотное устройство снабжено подъемной платформой и на нем установлены блок измерения дальности, приемное устройство аппаратуры глобальной навигационной спутниковой системы и N - канальный измерительно-регистрирующий блок, каждый из каналов которого содержит последовательно соединенные приемник сигналов и АЦП, а также введены накопитель информации, имеющий N+3 входа, блок ввода данных, последовательно соединенные блок моделирования контура наведения ВТО и блок оценки эффективности защиты объекта от поражения ВТО, при этом выход каждого n-го канала измерительно-регистрирующего блока, где n=1…N, соединен с соответствующим входом накопителя информации, выход которого соединен со входом имитатора фоно-целевой обстановки, выход блока измерения дальности и выход приемного устройства аппаратуры глобальной навигационной спутниковой системы соединены, соответственно, с N+1 и N+2 входами накопителя информации; первый, второй и третий выходы блока управления соединены, соответственно, с N+3-им входом накопителя информации, первым входом опорно-поворотного устройства и вторым входом блока моделирования контура наведения ВТО, а первый, второй и третий выходы блока ввода данных соединены, соответственно, со вторым входом опорно-поворотного устройства, третьим входом блока моделирования контура наведения ВТО и вторым входом блока оценки эффективности защиты объекта от поражения ВТО, выход имитатора фоно-целевой обстановки соединен с первым входом блока моделирования контура наведения ВТО.
В ходе проведения испытаний систем защиты объектов от поражения ВТО мобильным комплексом обеспечения испытаний решаются две основные задачи:
получение и накопление информации об излучениях объекта и отражениях сигналов от него, в том числе в условиях применения систем защиты и наличии мешающих излучений путем проведения измерений и (или) фиксации характеристик ФЦО в динамике ее развития (подготовительная работа);
оценка эффективности функционирования систем защиты объектов от поражения ВТО.
Подготовительная работа осуществляется на местности в районе расположения объекта, подлежащего защите от поражения ВТО (объект защиты). При этом элементы системы защиты размещаются в районе расположения объекта защиты в соответствии с эксплуатационными требованиями и работают штатном режиме. Для проведения измерений мобильный комплекс обеспечения испытаний размещают на заданном расстоянии от объекта защиты, а измерительно-регистрирующий блок поднимают на заданную высоту. Расстояние и высоту задают в соответствии с условиями проведения испытаний, которые определяются, например, типом ВТО и его тактико-техническими характеристиками, дальностью применения, углами подхода боеприпаса к цели и другими особенностями применения, а также рельефом местности и условиями метеорологической обстановки. Результаты измерений хранятся в накопителе информации.
В связи с тем, что измерения проводятся в реальных условиях, полученная информация об объекте (как при функционировании систем защиты, так и без них) будет совпадать с информацией на входе головки самонаведения ВТО противника, если бы она находилась в точке проведения измерений. При необходимости измерения проводятся неоднократно для различных углов наблюдения и направлений возможных атак на объект.
В дальнейшем по информации, полученной в ходе подготовительной работы, в имитаторе фоно-целевой обстановки осуществляется пролонгация значений экспериментально полученных параметров сигналов в точках измерений для моделирования работы контура наведения ВТО в необходимом диапазоне условий его применения. Пересчет осуществляется с учетом влияния условий распространения сигналов, диапазона возможных параметров окружающей среды (влажности, температуры, освещенности, прозрачности атмосферы) и других факторов. Контур наведения ВТО моделируется с параметрами, соответствующими параметрам контура наведения конкретного типа ВТО противника. По результатам моделирования оценивается промах ВТО и эффективность защиты объекта от поражения.
Таким образом, обеспечивается достижение адекватности процессов моделирования и оценки эффективности реальным условиям функционирования систем защиты объектов от поражения ВТО и, соответственно, достижение указанного в изобретении технического результата.
Структурная схема мобильного комплекса обеспечения испытаний и оценки эффективности функционирования систем защиты объектов от поражения высокоточным оружием показана на фигуре 1, где обозначено:
1 - опорно-поворотное устройство; 2 - N-канальный измерительно-регистрирующий блок; 3.1,…3.N - приемники сигналов; 4.1,…4.N - аналого-цифровые преобразователи; 5 - приемное устройство аппаратуры ГНСС; 6 - блок измерения дальности; 7 - накопитель информации; 8 - блок ввода данных, 9 - имитатор фоно-целевой обстановки, 10 - блок управления, 11 - блок моделирования контура наведения ВТО; 12 - блок оценки эффективности защиты объекта от поражения ВТО.
Измерительно-регистрирующий блок 2 предназначен для получения информации об излучениях объекта, подлежащего защите от поражения ВТО, в условиях применения систем и средств защиты, а также преобразования результатов измерений в цифровой код. Фиксируются излучения объекта и отражения сигналов от него в динамике работы систем защиты в диапазонах работы головок самонаведения ВТО.
Приемники сигналов 3.1,…3.N измерительно-регистрирующего блока 2 в радиодиапазоне могут быть выполнены, например, по типовым схемам построения приемно-анализирующей аппаратуры [см., например, Дудник П.И., Ильчук А.Р., Татарский Б.Г. Многофункциональные радиолокационные системы. - М.: «Дрофа», 2007, с. 41-55]. В инфракрасном и видимом диапазонах применимы известные алгоритмы обнаружения и сопровождения объектов [см., например, Алпатов Б.А., Бабаян П.В., Балашов О.Е., Степашкин А.И. Методы автоматического обнаружения и сопровождения объектов. Обработка изображений и управление. - М.: «Радиотехника», 2008, с. 73-135]. Приемники сигналов могут быть выполнены для различных частотных поддиапазонов. Полученная информация переводится в цифровой вид с использованием типовых АЦП.
Накопитель информации 7 предназначен для хранения информации, полученной N- канальным измерительно-регистрирующим блоком 2. Для его выполнения могут быть использованы, например, цифровые устройства записи и воспроизведения сигналов [см., например, Добыкин В.Д., Куприянов А.И., Пономарев В.Г., Шустов Л.Н. Радиоэлектронная борьба. Цифровое запоминание и воспроизведение радиосигналов и электромагнитных волн. - М.: «Вузовская книга», 2009, с. 221-263].
Имитатор фоно-целевой обстановки 9 предназначен для пересчета данных из накопителя информации 7, полученных в точках измерений, на другие дальности траектории движения ВТО для моделирования работы контура наведения. Расчеты в радиодиапазоне могут быть выполнены, например, по известным методикам расчета распространения радиоволн [см., например, Долуханов М.П. Распространение радиоволн. Учебник для вузов.- М.: «Связь», 1972, с. 19-24]. Пересчет на другие условия наблюдения в инфракрасном и видимом диапазонах может быть выполнен, например, по методикам, изложенным в [Алпатов Б.А., Бабаян П.В., Балашов О.Е., Степашкин А.И. Методы автоматического обнаружения и сопровождения объектов. Обработка изображений и управление. - М.: «Радиотехника», 2008, с. 66-73, 75-76, 95-101].
Блок моделирования контура наведения ВТО 11 может быть выполнен по типовых схемам моделирования контуров наведения, содержащим модель головки самонаведения, формирователь команд, контур стабилизации и кинематическое звено, аналогично приведенным в известной литературе [см., например, Карпухин В.И., Козлов С.В., Лазаренков С.М. Модели конфликта авиационных систем радиоэлектронной борьбы и противовоздушной обороны / Монография. - Воронеж: ВУНЦ ВВС ВВА, 2013, с. 221-358]. Параметры для моделирования функционирования конкретного типа ВТО поступают из блока ввода данных 8, в который они вводятся на основе моделей ВТО противника. Выходными параметрами блока 11 являются значения промахов ВТО.
В блоке оценки эффективности защиты объекта от поражения ВТО 12 проводятся типовые расчеты значений вероятности поражения объекта по исходным данным о характеристиках ВТО, параметрах уязвимости объекта, получаемым из блока ввода исходных данных 8, и значениях промахов ВТО. Такие расчеты могут быть выполнены по типовым методикам [см., например, Карпухин В.И., Козлов С.В., Лазаренков С.М. Модели конфликта авиационных систем радиоэлектронной борьбы и противовоздушной обороны / Монография. - Воронеж: ВУНЦ ВВС ВВА, 2013, с. 295-299].
Блок управления 10 может быть реализован на основе ЭВМ. Он посредством опорно-поворотного устройства 1 задает пространственную ориентацию N-канальному измерительно-регистрирующему блоку 2 и обеспечивает работу всего мобильного комплекса обеспечения испытаний и оценки эффективности функционирования систем защиты объектов от поражения ВТО.
Мобильный комплекс обеспечения испытаний работает следующим образом. На подготовительном этапе комплекс размещают в районе нахождения объекта защиты на дальности, в пределах протяженности конечного участка наведения ВТО (десятки - сотни метров, единицы километров). По данным блока 8 применительно к характеристикам конкретного типа ВТО осуществляется подъем и ориентация в пространстве N-канального измерительно-регистрирующего блока 2. С помощью блока измерения дальности 6 и приемного устройства аппаратуры ГНСС 5 определяются и заносятся в накопитель информации 7 пространственные характеристики взаимного расположения измерительно-регистрирующего блока 2 и объекта защиты. Проводятся измерения и (или) фиксация на цифровых носителях излучающих и отражающих параметров объекта в динамике функционирования системы защиты в реальных условиях ФЦО. Измерения могут проводиться в нескольких точках конечного участка трассы наведения ВТО. Результаты помещаются в накопитель информации 7.
На втором этапе на основе полученных результатов натурных испытаний, содержащих информацию о параметрах ФЦО, в блоке 11 проводится моделирование контура наведения ВТО. При этом воспроизведение динамики функционирования контура наведения ВТО осуществляется на основе применения методов «статистических эквивалентов» и дискретной аппроксимации передаточных функций динамических звеньев контура, позволяющих использовать для расчета величины промаха ВТО рекуррентные разностные алгоритмы, описание которых приведено в [Карпухин В.И., Козлов С.В., Лазаренков С.М. Модели конфликта авиационных систем радиоэлектронной борьбы и противовоздушной обороны / Монография. - Воронеж: ВУНЦ ВВС ВВА, 2013, с. 221-358]. Полученные по результатам моделирования значения промаха ВТО с учетом исходных данных о характеристиках его боевой части и параметрах, характеризующих уязвимость объекта защиты, поступающих из блока 8, используются в блоке 12 для расчета значений вероятности поражения объекта, анализ которых позволяет сделать вывод о степени его защищенности от ВТО.
Предлагаемое построение комплекса позволяет адекватно оценить эффективность защиты объектов, поскольку испытания проводятся в реальных условиях ФЦО и функционирования систем защиты объектов, а моделирование осуществляется применительно к параметрам ВТО противника. При этом комплекс позволяет проводить оценки для разнотипных боеприпасов с различными головками самонаведения, в том числе комбинированного и комплексированного типов.