СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МИНИРОВАНИЕМ
MINING CONTROL SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к оборонной технике, в частности к системам управления минированием, и может быть использовано в наземных мобильных системах дистанционного минирования, а также в объектах, осуществляющих установку противотанковых, противопехотных или смешанного типа минных полей дистанционного минирования.
Уровень техники
Известен универсальный минный заградитель, содержащий базовую машину и специальное оборудование, включающее закрепленные на грузовой платформе контейнерные блоки с гнездами-контактами и с кассетами для мин и систему управления, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени на перезарядку боекомплектом мин, в нем контейнерные блоки выполнены разъемными на уровне верхнего обреза гнезд-контактов, верхняя съемная часть контейнерного блока снабжена металлическим листом с отверстиями для кассет, по их количеству прикрепленных жестко к нижнему его основанию, при этом обе части контейнерного блока снабжены направляющими для их установки и фиксирующими зажимами, а на базовой машине установлена кран-стрела (см. пат. RU №2009442, кл. F41Н 7/10, опубл. 15.03.1994 г.).
Недостатком данного заградителя является невысокая эффективность применения, ограниченные функциональные возможности.
Известен «Универсальный минный заградитель», содержащий базовую машину на гусеничном ходу с минным отделением, снабженным броневой защитой, крышей с раскрывающимися створками и рамой, выполненной в виде ротора, установленного с возможностью вращения и кинематически связанного с ходовой частью базовой машины. Опорные плиты с жестко закрепленными на них кассетными модулями размещены на роторе. Система управления минированием снабжена пультами управления минированием и стрельбой, задающим и распределительными блоками и вращающимися контактными устройствами (см. пат. RU №2185590 от 28.01.2000 г., кл. F24Н 7/10).
Недостатком известного «Универсального минного заградителя» является то, что минирование производится с постоянным углом метания, а значит и на одинаковую дальность. Кроме того, метание производится перпендикулярно продольной оси заградителя влево и вправо при отсутствии возможности изменения направления метания по горизонтали. Указанные недостатки ограничивают эксплуатационные возможности по образованию заградительного минного поля в требуемых координатах и направлениях полос.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятой авторами за прототип является система управления минирования универсального минного заградителя УМЗ, которая предназначена для обеспечения автоматической выдачи мин с движения заградителя, типа мин и требуемого числа полос (рядов) минного поля. Система управления минированием включает:
- пульт управления минированием;
- прибор управления рядностью;
- шесть приборов управления стрельбой;
- прибор контроля прохождения импульсов;
- аккумуляторные батареи;
- транспортно-пусковой контейнер,
причем пульт управления минированием своим входом подключен к аккумуляторным батареям, а выходом - к входу прибора управления рядностью, который снабжен шестью выходами, каждый из которых подключен к соответствующему прибору управления стрельбой. Прибор контроля прохождения импульсов на время проверки работоспособности системы управления минированием поочередно подключается к дополнительному выводу каждого прибора управления стрельбой (см. http://www.saper.etel.ru/texnica/umz.html, Универсальный минный заградитель УМЗ, техническое описание).
Недостатком рассматриваемой системы управления минированием являются:
- невозможность изменения угла метания мин в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что ограничивает возможности постановки заградительного минного поля в требуемых координатах и направлениях полос;
- необходимость точного поддержания скорости движения заградителя для обеспечения заданного шага минирования;
- отсутствие оперативного автоматического контроля прохождения импульсов во время боевого применения системы управления минированием, а также контроля исправности кассеты, контроля выполнения команд на установку времени самоликвидации и отстрел кассеты;
- система управления минированием не имеет возможности установки времени самоликвидации непосредственно перед отстрелом кассеты;
- отсутствие режимов «Учебное минирование» и «Контроль загрузки»;
- питание системы управления минированием осуществляется только от аккумуляторных батарей напряжением 24 В;
- отсутствие возможности оперативного построения карты минного поля с применением бортовой ПЭВМ;
- неполное предоставление оператору текущей информации о процессе выполнения минирования (числа кассет, числа годных и номеров негодных кассет в каждом контейнере, шага минирования, количества рядов и их номеров на минном поле, устанавливаемого в мины времени самоликвидации, даты и текущего времени).
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является создание системы управления минированием с повышенной эффективностью применения, расширенными функциональными возможностями.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к:
- повышению эффективности применения;
- расширению функциональных возможностей за счет обеспечения работы в трех режимах - «Контроль загрузки, установка задания, учебное минирование», «Боевой ручной» и «Боевой автоматический», а также возможности запоминания параметров загрузки и параметров минных полей, установленных ранее, и отображение их на цифровых индикаторах по вызову оператора.
Технический результат достигается с помощью системы управления минированием, содержащей пульт управления минированием и, по крайней мере, один блок управления стрельбой с входом и выходом, транспортно-пусковой контейнер, установленный на соответствующем механизме управления группой контейнеров, аккумуляторную батарею, при этом вход блока управления стрельбой соединен с первым выводом пульта управления минированием, а выход подключен к цепям электрокапсульных втулок кассет транспортно-пусковых контейнеров, при этом она дополнительно содержит, по крайней мере, один блок управления поворотом и подъемом, блок питания с входом и выходом, причем выход подключен к второму выводу пульта управления минированием, а вход блока питания подключен к аккумуляторной батарее или к бортовой сети, а также снабжена входящими в состав пульта управления минированием переключателем режимов «Контроль загрузки, установка задания, учебное минирование», «Боевой ручной» и «Боевой автоматический», платой индикации и устройством памяти, при этом блоки управления стрельбой снабжены входными и выходными интерфейсными шинами, причем входные интерфейсные шины подключены к введенной первой интерфейсной шине пульта управления минированием, а выходные интерфейсные шины - к интерфейсным шинам соответствующих транспортно-пусковых контейнеров, а блоки управления поворотом и подъемом снабжены выходами, подключенными к исполнительным органам соответствующих механизмов управления группой контейнеров, и входными интерфейсными шинами, подключенными к введенной второй интерфейсной шине пульта управления минированием, при этом плата индикации выполнена с возможностью отображения кода загруженных кассет, числа кассет, числа годных и номеров негодных кассет в каждом контейнере, шага минирования, количества рядов и их номеров на минном поле, устанавливаемого в мины времени самоликвидации, даты и текущего времени, а устройство памяти выполнено с возможностью запоминания параметров загрузок и параметров минных полей, установленных ранее.
Дополнительно пульт управления минированием снабжен третьей интерфейсной шиной, подключенной к бортовой ПЭВМ, в которую по указанной шине автоматически передаются параметры загрузки и установленного задания перед каждым минированием, сообщения о моменте отстрела каждой кассеты с указанием места на минном поле, в которое она отстрелена, число отстреленных и оставшихся годных кассет и все параметры установленного минного поля, а также дополнительно пульт управления минированием снабжен третьим выводом, подключенным к датчику пути.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дана система управления минированием, структурная схема.
На фиг.2 дана система управления минированием по п.2 формулы, структурная схема.
На фиг.3 дана система управления минированием по п.3 формулы, структурная схема.
Осуществление изобретения
Система управления минированием (см. фиг.1) содержит пульт управления минированием 1, по крайней мере один блок управления стрельбой 2 (на фиг.1 показано два блока управления стрельбой), транспортно-пусковые контейнеры 3 (на фиг.1 показано два транспортно-пусковых контейнера), установленные на соответствующем механизме управления группой контейнеров 4 (на фиг.1 показано два механизма управления группой контейнеров - по одному для каждого транспортно-пускового контейнера), аккумуляторную батарею, по крайней мере, один блок управления поворотом и подъемом 5 (на фиг.1 показано два блока управления поворотом и подъемом), блок питания 6, аккумуляторную батарею 7.
Первый вывод 8 пульта управления минированием 1 подключен к входу блока управления стрельбой 2, при этом все входы всех блоков управления стрельбой 2 соединены друг с другом. Первая интерфейсная шина 9 пульта управления минированием 1 подключена к входной интерфейсной шине всех блоков управления стрельбой 2. Вторая интерфейсная шина 10 пульта управления минированием 1 подключена к входной интерфейсной шине всех блоков управления поворотом и подъемом 5.
Каждый блок управления поворотом и подъемом 5 снабжен выходом 11, посредством которого он подключается к исполнительным органам соответствующего механизма управления группой контейнеров 4, которым управляет данный блок управления поворотом и подъемом 5.
Каждый блок управления стрельбой 2 снабжен как минимум одним выходом 12 (в рассматриваемом варианте их тридцать, на фиг.1 изображен один), который предназначен для соединения с цепями электрокапсюльных втулок кассет соответствующего транспортно-пускового контейнера 3, которым управляет данный блок управления стрельбой 2 (на фиг.1 электрокапсюльные втулки и кассеты не показаны). Кроме того, каждый блок управления стрельбой 2 снабжен выходной интерфейсной шиной 12, которая подключена к соответствующим интерфейсным шинам соответствующих транспортно-пусковых контейнеров 3, соединенных с данным блоком управления стрельбой 2.
Пульт управления минированием 1 также снабжен переключателем режимов работы 14 для установки трех режимов работы - «Контроль загрузки, установка задания, учебное минирование», «Боевой ручной» и «Боевой автоматический», платой индикации 15 для отображения кода загруженных кассет, числа кассет, числа годных и номеров негодных кассет в каждом контейнере, шага минирования, количества рядов и их номеров на минном поле, устанавливаемого в мины времени самоликвидации, даты и текущего времени, а также устройством памяти 16 для запоминания параметров загрузок и параметров минных полей, установленных ранее (в реализованном образце до 10 загрузок и до 100 минных полей). Указанные параметры по вызову оператора могут быть выведены в цифровом виде на плату индикации 15 или при необходимости стерты из памяти командой оператора.
Дополнительно (см. фиг.2) пульт управления минированием может быть снабжен третьей интерфейсной шиной 17, подключенной к бортовой ПЭВМ 18, в которую по указанной шине автоматически передаются параметры загрузки и установленного задания перед каждым минированием, сообщения о моменте отстрела каждой кассеты с указанием места на минном поле, в которое она отстрелена, число отстреленных и оставшихся годных кассет и все параметры установленного минного поля.
Дополнительно (см. фиг.3) пульт управления минированием может быть снабжен третьим выводом 19, подключенным к датчику пути 20.
Система управления минированием работает следующим образом.
1. При установке переключателя режимов работы 14 в положение «Контроль загрузки, установка задания, учебное минированием и нажатии кнопки КОНТРОЛЬ ЗАГРУЗКИ (на фиг.2 не показана) пульт управления минированием 1 выполняет подпрограмму проверки годности кассет во всех транспортно-пусковых контейнерах 3. Перед началом проверки путем кратковременной подачи слаботочного сигнала пуска кассеты анализируется состояние всех ключей электрокапсюльных втулок (на фиг.2 не показаны) в блоках управления стрельбой 2, т.е. диагностика исправности блоков управления стрельбой 2. При обнаружении неисправности ключей электрокапсюльных втулок срабатывает сигнализация на плате индикации 15 и пульт управления минированием 1 блокирует работу системы до полного устранения неисправности.
Если неисправность не обнаружена, начинается опрос первой кассеты (на фиг.2 не показана) в первом транспортно-пусковом контейнере 3. Для этого пульт управления минированием 1 по цепи первой интерфейсной шины 8 дает команду блоку управления стрельбой 2 на подключение электрокапсюльной втулки первой кассеты к пульту управления минированием 1 по цепи: первый вывод 8 пульта управления минированием 1, вход блока управления стрельбой 2, выход 12 блока управления стрельбой 2, электрокапсюльная втулка кассеты. Пульт управления минированием 1 производит контроль исправности цепи электрокапсюльной втулки кассеты и по цепи первой интерфейсной шины 8 дает команду блоку управления стрельбой 2 на установку времени самоликвидации в кассету. Блок управления стрельбой 2 по цепи выходной интерфейсной шины 13 производит установку времени самоликвидации в кассете и по этой же шине получает из кассеты информацию об успешной установке времени самоликвидации, затем по цепи первой интерфейсной шины 8 блок управления стрельбой 2 передает эту информацию в пульт управления минированием 2.
При исправности цепи электрокапсюльной втулки и успешной установке времени самоликвидации кассета засчитывается годной. Аналогично в порядке возрастания номеров проверяются все кассеты в первом транспортно-пусковом контейнере 3. Если обнаруживается, что проверяемая кассета является последней в транспортно-пусковом контейнере 3, то осуществляется переход к проверке первой кассеты следующего по номеру транспортно-пускового контейнера 3 вплоть до последнего. На плату индикации 15 выводится общее количество загруженных кассет.
На протяжении всего цикла контроля загрузки кассет осуществляется контроль положения переключателя режимов работы 14, и в случае выхода из режима «Контроль загрузки, установка задания, учебное минирование» проверка кассет прекращается. По завершении опроса кассет полученные в результате него данные записываются в устройство памяти 16, и выдается разрешение на поворот контейнеров в исходное положение, если число и месяц даты, код типа загруженных кассет, шаг минирования, ряды установки мин и количество мин, подлежащих отстрелу, к моменту проверки кассет имеют ненулевые значения.
По нажатию кнопки ПОВОРОТ КОНТЕЙНЕРОВ (на фиг.2 не показана) и при наличии разрешения на поворот в блок управления поворотом и подъемом 5 каждой группы контейнеров от пульта управления минированием 1 по цепи второй интерфейсной шины 10 поступают команды на начало поворота и подъема контейнеров в исходное для проведения минирования положение в соответствии с ранее установленными параметрами минного поля. В процессе выполнения блоком управления поворотом и подъемом 5 принятых команд пульт управления минированием 1 периодически опрашивает блок управления поворотом и подъемом 5 о состоянии контейнеров и в случае успешного завершения им движения устанавливает «флаг» готовности к проведению минирования. Аналогичным образом по нажатию кнопки ПОХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ (на фиг.2 не показана) контейнеры приводятся в положение, в котором они повернуты назад и расположены вертикально, при этом «флаг» готовности к проведению минирования, если он был до этого установлен, сбрасывается.
При переходе переключателя режимов работы 14 в положение «Боевой автоматический» или «Боевой ручной», если контейнеры не были приведены в исходное положение, но есть разрешение на их поворот, в блок управления поворотом и подъемом 5 автоматически подаются команды на поворот контейнеров в исходное положение, после чего в ПЭВМ 18 (см. фиг.2) по цепи третьей интерфейсной шины 17 пульта управления минированием 1 передается сообщение о переходе в боевой режим.
2. При установке переключателя режимов работы 13 в положение «Боевой автоматический» после нажатия кнопки МИНИРОВАНИЕ (на фиг.2 не показана) в контейнере, определенном для текущего ряда, осуществляется поиск годной кассеты на основе результатов опроса кассет в режиме «Контроль загрузки, установка задания, учебное минирование» и производится вторичный контроль ее исправности. Кассеты, признанные в режиме «Контроль загрузки, установка задания, учебное минирование» как негодные, игнорируются и повторному контролю не подлежат. Если исправность кассеты не подтверждается, анализируется следующая по номеру кассета до нахождения исправной кассеты. При этом на поиск в рамках текущего ряда кассеты, годной к отстрелу, отводится не более трех попыток, после которых происходит переход к поиску годной кассеты в контейнере следующего ряда. Независимо от результата вторичного контроля кассеты происходит уменьшение (декремент) числа загруженных кассет, что будет отражаться на индикации.
При обнаружении годной кассеты определяется момент ее отстрела путем сравнения показаний датчика пути 20 и заданного шага минирования. Отстрел кассеты осуществляется путем подачи электрического импульса по цепи: первый вывод 8 пульта управления минированием 1 - первый вывод блока управления стрельбой 2 - второй вывод 12 блока управления стрельбой 2 - электрокапсюльная втулка кассеты. Далее пульт управления минированием 1 по этой же цепи производит проверку целостности электрокапсюльной втулки и в случае успешного ее прожига засчитывает кассету как отстреленную, а в ПЭВМ 18 по цепи третьей интерфейсной шины 17 передает сообщение об отстреле кассеты.
Во время отстрела кассет из очередного контейнера анализируется алгоритм поворотов и подъемов следующих контейнеров, который выбирается на этапе установки задания и определяет положение всех контейнеров в процессе минирования. Если согласно этому алгоритму для дальнейшей установки минного поля требуется поворот или подъем одного и более контейнеров, пульт управления минированием 1 передает команды начала движения контейнеров в блоки управления поворотом и подъемом 5 тех групп, чьи контейнеры должны изменить свое положение, и контролирует исполнение этих команд на протяжении всего цикла минирования. При этом отстрел из контейнера, совершающего движение, или из контейнера, которому мешает произвести отстрел движение других контейнеров, блокируется с подачей соответствующей сигнализации до завершения этого движения.
После того как число отстреленных кассет станет равным заданному количеству подлежащих отстрелу, пульт управления минированием 1 по цепи третьей интерфейсной шины 17 передает в ПЭВМ 18 сообщение об окончании минирования с массивом параметров установленного минного поля, а также производит запись этого массива в устройство памяти 16. Кроме того, завершение установки минного поля и передача его параметров в ПЭВМ 18 происходит, если число загруженных годных кассет станет равным нулю, при переходе в режим «Контроль загрузки, установка задания, учебное минирование» и по нажатию кнопки СТОП МИНИРОВАНИЕ (на фиг.2 не показана), контроль которой осуществляется на протяжении всего процесса минирования.
3. При установке переключателя режимов работы 14 в положение «Боевой ручной» управление минированием происходит, как и в режиме «Боевой автоматический», за исключением того, что отстрел успешно прошедших вторичный контроль кассет производится только по нажатию кнопки МИНИРОВАНИЕ (на фиг.2 не показана) независимо от пройденного заградителем пути. После установки заданного количества мин, а также при равенстве числа загруженных кассет нулю или при нажатии кнопки СТОП МИНИРОВАНИЕ минное поле считается установленным и начинается передача его параметров в ПЭВМ 18.
4. Работа в режиме учебного минирования происходит так же, как и в режиме «Боевой автоматический», за исключением того, что кассеты во всех контейнерах, независимо от результата контроля их загрузки, засчитываются годными к отстрелу. При этом вторичный контроль кассет перед отстрелом не проводится, а вместо подачи импульса прожига электрокапсюльной втулки осуществляется имитация отстрела с обеспечением всех временных интервалов и подачей необходимой сигнализации на плату индикации 15 пульта управления минированием 1, а управление поворотом и подъемом контейнеров осуществляется, как и при боевом минировании.
При учебной постановке минных полей передача всех сообщений в ПЭВМ 18 и запись в память параметров условно установленных минных полей происходит с пометкой учебного минирования.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- расширенные возможности по постановке минных полей различной конфигурации при движении заградителя с любой скоростью;
- повышение оперативности управления минированием за счет предоставления оператору полной текущей информации о процессе выполнения минирования;
- обеспечение возможности оперативного построения карты минного поля с применением бортовой ПЭВМ;
- возможности установки времени самоликвидации непосредственно перед отстрелом каждой кассеты;
- возможности автоматического контроля исправности кассеты, контроля подачи импульса на электрокапсюльную втулку, контроля выполнения команд на установку времени самоликвидации и отстрел кассеты;
- возможности постановки однополосного, двухполосного или трехполосного заградительного поля, справа, слева или за кормой заградителя за счет реализации управления поворотом и подъемом контейнеров при минировании;
- возможности автоматического отстрела кассет с заданным шагом минирования независимо от скорости движения заградителя;
- повышения надежности за счет расширения диапазона питающих напряжений;
- расширения функциональных возможностей за счет обеспечения работы в трех режимах - «Контроль загрузки, установка задания, учебное минирование», «Боевой ручной» и «Боевой автоматический», а также возможности запоминания параметров загрузки и параметров минных полей, установленных ранее, и отображение их на цифровых индикаторах по вызову оператора;
- повышения оперативности управления минированием за счет отображения кода загруженных кассет, числа кассет, числа годных и номеров негодных кассет в каждом контейнере, шага минирования, количества рядов и их номеров на минном поле, устанавливаемого в мины времени самоликвидации, даты и текущего времени.