РАДИОЛОКАЦИОННО-ПРИБОРНЫЙ КОМПЛЕКС ЗЕНИТНОЙ САМОХОДНОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к области вооружения и может быть использовано в мобильных зенитных комплексах малой дальности, а именно: для поиска, обнаружения, сопровождения цели по угловым координатам и дальности, а также выдачи управляющих сигналов, пропорциональных полным углам наведения, на силовые приводы для наведения зенитных автоматов (пушек) в упрежденную точку для обеспечения поражения движущейся воздушной цели.
Известен радиолокационно-приборный комплекс (РПК) зенитной самоходной установки ЗСУ-23-4 «Шилка» - изделие 2А6 и его модификации (ЗСУ-23-4М. Техническое описание. 2А6М.00.00 ТО), принятый за прототип. При работе РПК антенна радиолокационной станции сопровождения цели (РЛС) и оптический визир постоянно отслеживают направление на цель (линию визирования), а зенитные автоматы (пушки) и прицел-дублер постоянно направлены в упрежденную точку (точку встречи снарядов с движущейся целью), в том числе при движении ЗСУ по пересеченной местности.
На фиг 1 приведена функциональная электромеханическая схема РПК изделия 2А6М (ЗСУ-23-4. Альбом. Рисунки к техническому описанию и инструкции по эксплуатации 2А6М.00.00-Оп).
Данный РПК содержит РЛС 1, счетно-решающий прибор (СРП) 2, первое 3, второе 4, третье 5 устройства суммирования, орудийный преобразователь координат (ОПК) 6, гироазимутгоризонт (ГАГ) 7, визирный преобразователь координат (ВПК) 8, антенну 9, оптический визир 10, гидропривод
горизонтального наведения (ГП ГН) 11, гидропривод вертикального наведения (ГП ВН) 12, погон башни 13, зенитные автоматы 14, прицел-дублер 15.
Выход 1 РЛС является сигналом Д текущей наклонной дальности до цели.
y
Выходы 1 и 2 СРП 2 являются сигналом φ упрежденного угла возвышения, измеряемого от горизонтальной плоскости до линии выстрела и сигналом q упрежденного курсового угла цели, измеряемого от проекции продольной оси ЗСУ на горизонтальную плоскость до проекции линии выстрела на эту же плоскость соответственно.
Выходы 1 и 2 ОПК 2 являются сигналом Q полного угла горизонтального наведения, измеряемого от продольной оси ЗСУ до проекции линии выстрела на плоскость погона ЗСУ и сигналом Ф полного угла вертикального наведения, измеряемого от плоскости погона ЗСУ до линии выстрела соответственно
Выходы 1, 2 и 3 ГАГ 7 являются:
- сигналом К угла курса, который измеряется от ориентированного направления до проекции продольной оси ЗСУ на горизонтальную плоскость, причем возникающее при движении ЗСУ изменение положения ее продольной оси по азимуту относительно ориентированного направления называется «рысканием» ЗСУ и также характеризуется углом курса К;
- сигналом Ψ угла «галопирования», измеряемого от горизонтальной плоскости до продольной оси ЗСУ;
к
- сигналом Q угла «потаптывания», измеряемого от горизонтальной плоскости до поперечной оси ЗСУ.
Вход - выход РЛС 1 является выходом для зондирующих сигналов и входом для отраженных от цели эхо-сигналов.
Механические выходы 1 и 2 РЛС 1 являются сигналом β текущего азимута цели и измеряемого от ориентированного направления до проекции линии визирования на горизонтальную плоскость и сигналом ε текущего угла места цели, измеряемого от горизонтальной плоскости до линии визирования соответственно.
нс
нс
Механические выходы второго 4 и третьего 5 устройств суммирования являются соответственно сигналом q курсового угла нестабилизированного, измеряемого от продольной оси ЗСУ до проекции линии визирования на плоскость погона ЗСУ и сигналом ε угла места нестабилизированного, который измеряется от продольной оси ЗСУ до проекции линии визирования на плоскость погона ЗСУ.
нс
Механический выход первого устройства суммирования 3 является сигналом β курсового угла цели нестабилизированного с учетом положения башни.
Известный РПК изделия 2А6М работает следующим образом.
При работе ЗСУ поиск, обнаружение, захват и автоматическое сопровождение цели осуществляется с помощью РЛС 1, которая автоматически сопровождает цель по угловым координатам ε, β и по дальности Д. В процессе автоматического сопровождения цели РЛС 1 определяет текущие значения ε, β и Д.
y
Задача управления вооружением заключается в том, чтобы по текущим координатам цели и параметрам ее движения непрерывно определять данные для стрельбы, обеспечивающие встречу снаряда с движущейся целью. Эта задача решается в СРП 2. В основу решения задачи заложена гипотеза о прямолинейном и равномерном движении цели в любой плоскости в течение упредительного времени. Входными сигналами СРП 2 являются текущие координаты цели ε, β и Д, поступающие от РЛС 1. В СРП 2 определяются направление и параметры движения цели. В результате решения задачи встречи СРП 2 вырабатывает координаты упрежденной точки φ, q. В следящую систему СРП 2 с ГАГ 7 поступает напряжение пропорциональное углу курса.
y
к
Упрежденные координаты φ, q являются входными сигналами для ВПК 8 и ОПК 6. В ВПК 8 и ОПК 6 из ГАГ 7 вводятся также углы качки Ψ и Q, возникающие при движении ЗСУ.
к
Величины К, Ψ и Q используются для стабилизации линии визирования и выстрела.
В известном РПК принята косвенная система стабилизации, которая обеспечивает пространственную стабилизацию электрической оси антенны, оптической оси визира и осей каналов стволов автоматов путем доворота антенны и автоматов на углы, компенсирующие качки и рыскание, возникающие при движении ЗСУ.
к
По поступившим в ВПК 8 текущим азимуту и углу места β, ε и углам качек К, Ψ и Q рассчитываются и отрабатываются углы рассогласования Δq и Δε, а приводы систем Δq и Δε антенной колонки поворачивают антенну 9 и оптический визир 10, удерживая их электрическую и оптическую оси неподвижными относительно горизонтальной плоскости при качке и рыскании ЗСУ.
нс
нс
Угол Δε суммируется с углом ε, образуя полный угол наведения антенны ε по углу места. Угол Δq суммируется с углом β, а их сумма, в свою очередь, суммируется с полным углом наведения автоматов Q, поступающим через редуктор обкатки башни, образуя полный угол наведения антенны β по азимуту.
Поскольку ГАГ 7 и антенна 9 установлены во вращающейся башне, то для обеспечения независимости ориентированного направления, задаваемого ГАГ, и линии визирования от вращения башни предусмотрена система обкатки. За счет этой обкатки при повороте погона башни 13 на угол Q ГАГ 7, антенна 9 и оптический визир 10 поворачиваются на тот же угол в противоположную сторону, оставаясь неподвижными относительно корпуса ЗСУ, чем обеспечивается стабилизация линии визирования.
y
к
По поступившим в ОПК. 6 углам φ, q и углам качки Ψ и Qрассчитываются полные углы наведения Q и Ф зенитных автоматов 14.
Полные углы наведения Q и Ф поступают на входы силовых гидравлических приводов ГП ГН 11 и ГП ВН 12 соответственно, которые обеспечивают наведение зенитных автоматов 14 в упрежденную точку при качке и рыскании ЗСУ.
Однако РПК изделия 2А6 имеет ряд недостатков, которые заключаются в наличии значительных угловых систематических ошибок наведения зенитных автоматов и линии визирования. Это обусловлено большим количеством механических связей, характеризующихся наличием рассогласований, люфтов, а также тем, что аппаратура выработки полных углов наведения зенитных автоматов и поправок на стабилизацию линии визирования и выстрела (СРП, ВПК, ОПК) выполнена по аналоговому принципу и нестабильна от перепада температуры окружающей среды, прогрева аппаратуры в процессе работы и времени. В результате резко снижается вероятность поражения цели, которая в значительной степени определяется угловыми ошибками РПК. Так систематические угловые ошибки выработки полных углов наведения зенитных автоматов в соответствии с техническими условиями на изделие 2А6 составляют до 21,6 угл. минут. Вероятность поражения цели при этом составляет 0,12-0,3.
Недостатком данного РПК также является отсутствие сопряжения с внешним командным пунктом для обеспечения оперативного управления и получения целеуказания.
Задачей полезной модели является уменьшение угловых систематических ошибок наведения зенитных автоматов и линии визирования и, как следствие увеличение вероятности поражения цели, а также обеспечение приема внешнего целеуказания.
Для достижения указанного технического результата по первому варианту в радиолокационно-приборный комплекс зенитной самоходной установки, содержащий радиолокационную станцию сопровождения цели (РЛС), гироазимутгоризонт (ГАГ), устройство суммирования, антенну, оптический визир, гидропривод горизонтального наведения (ГП ГН), гидропривод вертикального наведения (ГП ВН), погон башни, зенитные автоматы, прицел - дублер, при этом, вход - выход антенны соединен с входом - выходом РЛС, механический выход ГП ГН соединен с механическим входом погона башни, механический выход которой соединен с первым механическим
входом устройства суммирования и механическим входом ГАГ, механический выход устройства суммирования соединен с первым механическим входом оптического визира и с первым механическим входом антенны, механический выход ГП ВН соединен с механическими входами зенитных автоматов и прицела - дублера, введена цифровая вычислительная система (ЦВС), при этом первый, второй, третий выходы ГАГ соединены с первым, вторым, третьим входами ЦВС соответственно, первый, второй, третий выходы РЛС соединены с четвертым, пятым, шестым входами ЦВС соответственно, первый выход которой соединен со входом ГП ГН, второй выход - со входом ГП ВН, третий выход - с первым входом РЛС, первый механический выход которой соединен со вторым механическим входом устройства суммирования, а второй механический выход соединен со вторым механическим входом антенны и со вторым механическим входом оптического визира.
Для достижения указанного технического результата по второму варианту в радиолокационно-приборный комплекс зенитной самоходной установки, содержащий радиолокационную станцию сопровождения цели (РЛС), гироазимутгоризонт (ГАГ), устройство суммирования, антенну, оптический визир, гидропривод горизонтального наведения (ГП ГН), гидропривод вертикального наведения (ГП ВН), погон башни, зенитные автоматы, прицел - дублер, при этом, вход - выход антенны соединен с входом - выходом РЛС, механический выход ГП ГН соединен с механическим входом погона башни, механический выход которой соединен с первым механическим входом устройства суммирования и механическим входом ГАГ, механический выход устройства суммирования соединен с первым механическим входом оптического визира и с первым механическим входом антенны, механический выход ГП ВН соединен с механическими входами зенитных автоматов и прицела - дублера, введены цифровая вычислительная система (ЦВС) и радиостанция внешнего целеуказания, при этом первый, второй, третий выходы ГАГ соединены с первым, вторым, третьим входами ЦВС соответственно, первый, второй, третий выходы РЛС соединены с четвертым, пятым, шестым
входами ЦВС соответственно, первый выход которой соединен со входом ГП ГН, второй выход - со входом ГП ВН, третий выход - с первым входом РЛС, четвертый выход - со вторым входом РЛС, первый механический выход которой соединен со вторым механическим входом устройства суммирования, а второй механический выход соединен со вторым механическим входом антенны и со вторым механическим входом оптического визира, причем выход радиостанции внешнего целеуказания соединен с седьмым входом ЦВС, а ее вход является входом сигнала внешнего целеуказания.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.2 и 3.
На фиг.2 изображена электромеханическая функциональная схема радиолокационно-приборного комплекса зенитной самоходной установки по первому варианту.
На фиг.3 - то же по второму варианту.
По первому варианту РПК содержит РЛС 1, устройство суммирования 3, гироазимутгоризонт (ГАГ) 7, антенну 9, оптический визир 10, гидропривод горизонтального наведения (ГП ГН) 11, гидропривод вертикального наведения (ГП ВН) 12, погон башни 13, зенитные автоматы 14, прицел-дублер 15, цифровую вычислительную систему (ЦВС) 16.
нс
нс
При этом вход - выход антенны соединен с входом - выходом РЛС 1, механический выход ГП ГН 11 соединен с механическим входом погона башни 13, механический выход которой соединен с первым механическим входом устройства суммирования 3 и механическим входом ГАГ 7, механический выход устройства суммирования 3 соединен с первым механическим входом оптического визира 10, первым механическим входом антенны 9 и является сигналом β, механический выход ГП ВН 12 соединен с механическими входами зенитных автоматов 14 и прицела - дублера 15, первый механический выход РЛС 1 соединен со вторым механическим входом устройства суммирования 3 и является сигналом q, а второй ее механический выход
нс
соединен со вторым механическим входом антенны 9, со вторым механическим входом оптического визира 10 и является сигналом ε.
к
Первый, второй, третий выходы ГАГ 7 являются сигналами К, Ψ, Q и соединены с первым, вторым, третьим входами ЦВС 16 соответственно. Первый, второй, третий выходы РЛС 1 являются сигналами Д, ε, β и соединены с четвертым, пятым, шестым входами ЦВС 16 соответственно, первый выход которой соединен со входом ГП ГН 11 - сигнал Q, второй выход - со входом ГП ВН 12 и является сигналом Ф, третий выход - с первым входом РЛС 1 и является сигналом стабилизации линии визирования.
По второму варианту РПК дополнительно содержит радиостанцию внешнего целеуказания 17, которая принимает сигнал от внешнего командного пункта (не показано). Выход радиостанции внешнего целеуказания 17 соединен с седьмым входом ЦВС 16 и является сигналом целеуказания (ЦУ), а импульс целеуказания с четвертого выхода ЦВС 16 поступает на второй вход РЛС 1.
к
Предлагаемый радиолокационно-приборный комплекс зенитной самоходной установки работает следующим образом. РЛС 1 излучает зондирующие сигналы и принимает отраженные от цели эхо-сигналы через антенну 9. Решение задачи встречи снаряда с целью возложено на ЦВС 16. Для расчета траектории цели используются сигналы ε, β и Д, поступающие от РЛС 1, а также сигналы К, Ψ и Q, поступающие от ГАГ 7. В результате обработки этих данных ЦВС 16 рассчитывает информацию о стабилизации линии визирования, поступающей в РЛС 1 и значения расчетных углов Q и Ф для обеспечения наведения зенитных автоматов 14 и прицела - дублера 15 в упрежденную точку.
нс
нс
РЛС 1 формирует сигналы, управляющие положением антенны 9 и оптического визира 10, с учетом поступающей информации о стабилизации линии визирования от ЦВС 16. При этом управляющий сигнал ε по углу места поступает непосредственно в антенну 9 и оптический визир 10, а управляющий сигнал β по азимуту предварительно поступает в устройство суммирования 3, где складывается с текущим углом наведения башни Q.
В режиме внешнего целеуказания сигнал в виде кодовой информации от внешнего командного пункта принимается радиостанцией внешнего целеуказания 17 и поступает в ЦВС 16. ЦВС формирует метку целеуказания и транслирует ее в РЛС 1. Оператор, наблюдая метку внешнего целеуказания на индикаторе РЛС, осуществляет захват цели на автосопровождение РЛС.
В качестве радиостанции внешнего целеуказания применена состоящая на оснащении Российской Армии радиостанция Р163-50У, обеспечивающая прием и передачу цифровых сигналов. Цифровая вычислительная машина реализована на базе бортовой цифровой вычислительной машины серии «Багет», также состоящей на оснащении Российской Армии.
Предлагаемый радиолокационно-приборный комплекс реализован в новой модификации зенитной самоходной установки 2А6М4 («Шилка-М4»). В настоящее время изделие 2А6М4 успешно прошло предварительные (заводские) испытания. По результатам предварительных испытаний предлагаемый РПК в составе зенитной самоходной установки показал более высокие точностные характеристики наведения зенитных автоматов и линии визирования. Систематические угловые ошибки выработки полных углов наведения зенитных автоматов в соответствии с протоколами предварительных испытаний составляют не более 7,2 угл. минут. Вероятность поражения цели по результатам стрельбовых испытаний увеличилась и составляет 0,3-0,6.
Проверка режима внешнего целеуказания проводилась стыковкой с ППРУ (подвижным пунктом разведки и управления) 9С80М1. Результаты проверки положительные.
В настоящее время решается вопрос о принятии изделия 2А6М4 на вооружении Российской Армии.