РАДИОЛОКАЦИОННО-ПРИБОРНЫЙ КОМПЛЕКС БОЕВОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области военной техники и может быть использована в конструкциях зенитных установок ближнего действия, имеющих артиллерийское вооружение.
Известен радиолокационно-приборный комплекс зенитной самоходной установки ЗСУ-23-4М «Шилка») [1, 2].
Радиолокационно-приборный комплекс включает в себя: радиолокационную станцию сопровождения цели, счетно-решающий прибор, первое, второе и третье устройства суммирования, визирный преобразователь координат, орудийный преобразователь координат, гироазимутгоризонт, антенну, оптический визир, гидропривод горизонтального наведения, гидропривод вертикального наведения, погон башни, зенитные автоматы, прицел-дублер.
Известный радиолокационно-приборный комплекс работает следующим образом.
Поиск, обнаружение, захват и автоматическое сопровождение цели осуществляются с помощью радиолокационной станции сопровождения цели, которая автоматически сопровождает цель по угловым координатам и по дальности. В процессе автоматического сопровождения цели радиолокационная станция определяет текущие значения координат цели, которые поступают в счетно-решающий прибор. В следящую систему счетно-решающего прибора с гироазимутгоризонта поступает напряжение пропорциональное углу курса. В счетно-решающем приборе для решения задачи встречи снаряда с движущейся целью определяются координаты упрежденной точки, которые, как и поступающие с гироазимутгоризонта сигналы углов качки, возникающих при движении зенитной самоходной установки, являются входными сигналами для орудийного преобразователя координат. Величины углов качки также используются для стабилизации линии визирования выстрела.
В известном радиолокационно-приборном комплексе используется косвенная система стабилизации, которая обеспечивает пространственную стабилизацию электрической оси антенны, оптической оси визира и осей каналов столов автоматов путем доворота антенны и автоматов на углы, компенсирующие качки и рыскание, возникающие при движении зенитной самоходной установки.
По поступившим в орудийный преобразователь координат значениям координаты упрежденной точки и углов качек рассчитываются полные углы наведения зенитных автоматов. Значения полных углов наведения поступают на входы силовых гидравлических приводов вертикального и горизонтального наведения, которые обеспечивают наведение зенитных автоматов в упрежденную точку при качке и рыскании зенитной самоходной установки.
Однако радиолокационно-приборный комплекс изделия отличается значительными угловыми систематическими ошибками наведения зенитных автоматов и линии визирования. Это объясняется большим количеством механических связей, характеризующихся наличием рассогласований, люфтов, а также тем обстоятельством, что аппаратура выработки полных углов наведения зенитных автоматов и поправок на стабилизацию линии визирования и выстрела (счетно-решающий прибор, визирный преобразователь координат, орудийный преобразователь координат) выполнена по аналоговому принципу. Стабильность выходных сигналов данной аппаратуры в значительной степени зависит от перепада температуры окружающей среды, прогрева аппаратуры в процессе работы и времени функционирования. В результате резко снижается вероятность поражения цели, которая в основном определяется угловыми ошибками радиолокационно-приборного комплекса.
Вторым серьезным недостатком данного радиолокационно-приборного комплекса является отсутствие сопряжения с вышестоящими командными пунктами для обеспечения оперативного управления и получения целеуказания при работе в составе батареи зенитных самоходных установок.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является радиолокационно-приборный комплекс зенитной самоходной установки по патенту RU №65198.
Известный радиолокационно-приборный комплекс (РПК) содержит радиолокационную станцию (РЛС) сопровождения цели, гироазимутгоризонт, устройство суммирования, антенну, оптический визир, гидропривод горизонтального наведения, гидропривод вертикального наведения, погон башни, зенитные автоматы, прицел-дублер, радиостанцию внешнего целеуказания и цифровую вычислительную систему.
Данный РПК функционирует следующим образом. РЛС излучает зондирующие сигналы и принимает отраженные от цели эхо-сигналы через антенну. Решение задачи встречи снаряда с целью возложено на цифровую вычислительную систему. Входными сигналами цифровой вычислительной системы, которые используются для расчета траектории цели, являются сигналы, получаемые от РЛС, а также сигналы, поступающие от гироазимутгоризонта.
В результате обработки этих данных цифровая вычислительная система рассчитывает:
- информацию о стабилизации линии визирования, поступающую в РЛС;
- значения углов для обеспечения наведения зенитных автоматов и прицела-дублера в упрежденную точку.
В режиме внешнего целеуказания сигнал от вышестоящего командного пункта принимается радиостанцией и поступает в цифровую вычислительную систему, которая формирует метку целеуказания и транслирует ее в РЛС. Оператор, наблюдая метку внешнего целеуказания на индикаторе РЛС, осуществляет захват цели на автосопровождение РЛС.
Однако прототип имеет следующий недостаток. В известном РПК отсутствует возможность определения взаимного расположения боевых средств комплекса, что значительно затрудняет автоматизированный прием сигналов внешнего целеуказания от вышестоящих командных пунктов и пунктов управления и разведки.
Задачей полезной модели является обеспечение решения задач топопривязки к местности и возможности определения взаимного расположения боевой машины и вышестоящего командного пункта, что позволит более эффективно осуществлять управление комплексом в целом и принимать сигналы внешнего целеуказания от вышестоящих командных пунктов в автоматизированном режиме.
Указанная задача решается тем, что в радиолокационно-приборный комплекс боевой машины, состоящий из РЛС сопровождения цели, гироазимутгоризонта, устройства суммирования, антенны, оптического визира, гидропривода горизонтального наведения, гидропривода вертикального наведения, погона башни, зенитных автоматов, прицела-дублера, радиостанции внешнего целеуказания и цифровой вычислительной системы, при этом, вход-выход антенны соединен со входом-выходом РЛС, вход радиостанции внешнего целеуказания является входом сигналов внешнего целеуказания, а выход подключен к первому входу цифровой вычислительной системы, второй, третий, четвертый входы которой соединены соответственно с первым, вторым, третьим выходами гироазимутгоризонта, пятый, шестой, седьмой входы соединены соответственно с первым, вторым, третьим выходами РЛС, первый, второй, третий и четвертый выходы цифровой вычислительной системы соединены со входами гидропривода горизонтального наведения, гидропривода вертикального наведения и первым, вторым входами РЛС соответственно, при этом, первый механический выход
РЛС подключен к первому механическому входу устройства суммирования, второй механический выход РЛС параллельно подключен к первым механическим входам антенны и оптического визира, механический выход гидропривода горизонтального наведения соединен с механическим входом погона башни, механический выход которой параллельно соединен с механическим входом гироазимутгоризонта и вторым механическим входом устройства суммирования, механический выход которого параллельно соединен со вторыми механическими входами оптического визира и антенны, механический выход гидропривода вертикального наведения параллельно соединен с механическими входами зенитных автоматов и прицела-дублера, введена аппаратура навигации, состоящая из гирокурсоуказателя, механического датчика скорости, координатора и индикаторного устройства, при этом выход гирокурсоуказателя подключен к первому входу координатора, ко второму входу которого подключен выход механического датчика скорости, первый выход координатора связан с входом индикаторного устройства, а второй выход является выходом аппаратуры навигации и подключен к восьмому входу цифровой вычислительной системы, механический вход механического датчика скорости связан с ходовой частью боевой машины.
Предлагаемый радиолокационно-приборный комплекс боевой машины иллюстрируется электромеханической функциональной схемой, представленной на чертеже.
РПК боевой машины содержит РЛС 1 сопровождения цели, гироазимутгоризонт (ГАГ) 2, устройство суммирования 3, антенну 4, оптический визир 5, гидропривод горизонтального наведения (ГП ГН) 6, гидропривод вертикального наведения (ГП ВН) 7, погон башни 8, зенитные автоматы 9, прицел-дублер 10, радиостанцию внешнего целеуказания 11, цифровую вычислительную систему (ЦВС) 12, аппаратуру навигации 13. Аппаратура навигации включает в себя гирокурсоуказатель 14, механический датчик скорости 15, координатор 16 и индикаторное устройство 17.
Вход-выход антенны 4 соединен со входом-выходом РЛС 1, вход радиостанции внешнего целеуказания 11 является входом сигналов внешнего целеуказания, а выход подключен к первому входу ЦВС 12, первый, второй и третий выходы ГАГ 2 подключены ко второму, третьему и четвертому входам ЦВС 12 соответственно. Первый, второй, третий выходы РЛС 1 подключены к пятому, шестому, седьмому входам ЦВС 12 соответственно. Первый выход ЦВС 12 соединен со входом ГП ГН 6, второй выход соединен со входом ГП ВН 7. Третий и четвертый выходы ЦВС 12 подключены к первому, второму входам РЛС 1 соответственно.
Выход гирокурсоуказателя 14 подключен к первому входу координатора 16, ко второму входу которого подключен выход механического датчика скорости 15. Первый выход координатора 16 связан с входом индикаторного устройства 17, а второй выход является выходом аппаратуры навигации 13 и подключен к восьмому входу ЦВС 12.
Первый механический выход РЛС 1 подключен к первому механическому входу устройства суммирования 3, второй механический выход РЛС 1 параллельно подключен к первым механическим входам антенны 4 и оптического визира 5. Механический выход ГП ГН 6 соединен с механическим входом погона башни 8, механический выход которой параллельно соединен с механическим входом ГАГ 2 и вторым механическим входом устройства суммирования 3. Механический выход устройства суммирования 3 параллельно соединен со вторыми механическими входами оптического визира 5 и антенны 4. Механический выход ГП ВН 7 параллельно соединен с механическими входами зенитных автоматов 9 и прицела-дублера 10. Механический вход механического датчика скорости 15 связан с ходовой частью боевой машины и является механическим входом аппаратуры навигации 13.
Радиолокационно-приборный комплекс боевой машины функционирует следующим образом.
При работе боевой машины поиск, обнаружение, захват и автоматическое сопровождение цели осуществляется с помощью РЛС 1. РЛС 1 автоматически сопровождает цель по угловым координатам (ε - текущий угол места, β - текущий азимут) и по дальности Д. В процессе автоматического сопровождения цели РЛС определяет текущие значения ε, β и Д. РЛС 1 излучает зондирующие сигналы и принимает отраженные от цели эхо-сигналы через антенну 4.
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. В основу решения этой задачи заложена гипотеза о прямолинейном и равномерном движении цели в любой плоскости в течение упредительного времени. Решение задачи встречи снаряда с целью возложено на ЦВС 12.
k,
Входными сигналами ЦВС 12, используемыми для расчета траектории цели, являются: текущий угол места цели ε, текущий азимут цели β и текущая наклонная дальность до цели Д, получаемые от РЛС; а также сигналы, поступающие из ГАГ 2: угол курса К, измеряемый от ориентированного направления до проекции продольной оси ЗСУ на горизонтальную плоскость; угол «галопирования»Ψ, измеряемый от горизонтальной плоскости до продольной оси ЗСУ; угол «потаптывания» Q измеряемый от горизонтальной плоскости до поперечной оси ЗСУ. Возникающее при движении ЗСУ изменение положения ее продольной оси по азимуту относительно ориентированного направления называется «рысканием» ЗСУ и также характеризуется углом курса К.
k
Величины К, Ψ и Q используются для стабилизации линий визирования и выстрела. В РПК принята косвенная система стабилизации, которая обеспечивает пространственную стабилизацию электрической оси антенны и осей каналов стволов автоматов путем доворота антенны и автоматов на углы, компенсирующие качки и рыскание, возникающие при движении ЗСУ. Поскольку ГАГ 2 и антенна 4 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 6 на некоторый угол ГАГ 2 и антенна 4 поворачиваются на тот же угол в противоположную сторону, оставаясь неподвижными относительно ЗСУ, чем обеспечивается стабилизация линии визирования.
В результате обработки этих данных ЦВС 12 рассчитывает:
- информацию о стабилизации линии визирования, поступающей в РЛС 1;
- значения углов Q и Ф для обеспечения наведения зенитных автоматов 9 и прицела-дублера 10 в упрежденную точку, где:
- Q - полный угол горизонтального наведения, измеряемый от продольной оси ЗСУ до проекции линии выстрела на плоскость погона ЗСУ;
- Ф - полный угол вертикального наведения, измеряемый от плоскости погона ЗСУ до линии выстрела.
нс
нс
нс
РЛС 1 формирует управляющие положением антенны 4 и оптического визира 5 сигналы с учетом поступающей информации о стабилизации линии визирования от ЦВС 12. При этом, управляющий сигнал ε по углу места поступает непосредственно в антенну 4 и оптический визир 5. Сигнал q по азимуту предварительно поступает в устройство суммирования 3, где складывается (или вычитается) с текущим углом наведения башни Q. Сформированный таким образом управляющий сигнал β по азимуту также поступает в антенну 4 и оптический визир 5.
В режиме внешнего целеуказания сигнал от вышестоящего командного пункта принимается радиостанцией 11, обеспечивающей прием кодовой информации, и поступает в ЦВС 12. ЦВС 12 формирует метку целеуказания и транслирует ее в РЛС 1. Оператор, наблюдая метку внешнего целеуказания на индикаторе РЛС, осуществляет захват цели на автосопровождение РЛС.
Задача определения местоположения боевой машины на местности возложена на аппаратуру навигации 13. Информация о пройденном пути поступает от ходовой части зенитной самоходной установки (не показано) и посредством гибкого валика подается на механический датчик скорости 15, где преобразуется в электрический сигнал, несущий информацию о приращении пути и его знаке. Информация об изменении дирекционного угла продольной оси зенитной самоходной установки формируется в гирокурсоуказателе 14. Координатор 16 по сигналам механического датчика скорости 15 и гирокурсоуказателя 14 вырабатывает координаты движущегося объекта - боевой машины. Информация о координатах объекта поступает на индикаторное устройство 17, а также на восьмой вход ЦВС 12 для обеспечения расчета взаимного расположения боевой машины и вышестоящего командного пункта.
Предлагаемый радиолокационно-приборный комплекс боевой машины реализован в новой модификации зенитной самоходной установки ЗСУ-23-4М4 (изделие 2А6М4 «Шилка-М4»). В настоящее время изделие 2А6М4 успешно прошло предварительные (заводские) испытания. По результатам испытаний предлагаемый радиолокационно-приборный комплекс в составе зенитной самоходной установки при совместных испытаниях с вышестоящим командным пунктом типа ППРУ-М1 (подвижный пункт разведки и управления) показал устойчивую работу по приему и выдаче целеуказания при различном взаимном расположении ЗСУ и ППРУ на местности. В настоящее время решается вопрос о принятии ЗСУ-23-4М4 на вооружении Российской Армии.
Список литературы
1. ЗСУ-23-4М. Техническое описание. 2А6М.00.00 ТО.
2. ЗСУ-23-4. Альбом. Рисунки к техническому описанию и инструкции по эксплуатации 2А6М.00.00-Оп.