УСТРОЙСТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОРАБЕЛЬНОГО АРТИЛЛЕРИЙСКОГО КОМПЛЕКСА
DEVICE FOR MODELLING OF SHIP-BORNE ARTILLERY COMPLEX FUNCTIONING

Изобретение относится к военной технике, а именно к имитаторам функционирования сложных систем вооружения.
В качестве аналогов предлагаемого устройства могут рассматриваться имитаторы и тренажеры, используемые для обучения боевых расчетов артиллерийских комплексов при стрельбе с корабля.
Однако в таких имитаторах не учитываются многие факторы, влияющие на результативность стрельбы в реальных условиях применения боевого оружия, что не позволяет их использовать при проектировании систем вооружения.
Технический результат состоит в оценке эффективности поражения цели и в определении на модели параметров, от которых зависит эффективность поражения. Эффективность поражения цели является одной из главных характеристик качества корабельного арткомплекса.
Для этого в устройство моделирования функционирования корабельного артиллерийского комплекса, содержащее последовательно соединенные блок моделирования движения цели в географической системе координат, блок вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат, блок, моделирующий радиолокатор, блок фильтрации параметров движения цели, блок решения задачи встречи цели и снаряда, блок вычисления полных углов горизонтального наведения (ПУГН) и полных углов вертикального наведения (ПУВН), задатчик ошибок приводов горизонтального и вертикального наведения артустановки, задатчик ошибок стрельбы от технического рассеивания артустановки по вертикали и горизонтали, разброса индивидуальной начальной скорости снарядов и коэффициента формы снаряда, случайной ошибки установки и исполнения времени подрыва снаряда, задатчик ошибок стрельбы от изменения скорости и азимута баллистического ветра, баллистической плотности воздуха, блок определения промаха снаряда, блок вычисления вероятности поражения цели одним снарядом, блок вычисления вероятности поражения цели очередью снарядов и блок статистической обработки результатов стрельбы при различных метеоусловиях и определения вероятности поражения цели, а также задатчик ошибок измерения параметров движения корабля, задатчик помех радиолокатору, задатчик закона поражения цели, блок моделирования движения корабля, выходы которого соединены соответственно со вторым входом блока вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат и через задатчик ошибок измерения параметров движения корабля - со вторыми входами блока, моделирующего радиолокатор, и блока вычисления ПУГН и ПУВН, выход задатчика помех радиолокатору соединен с третьим входом задатчика измеряемых координат цели, второй выход блока вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат соединен со вторым входом блока определения промаха снаряда, а второй вход блока вычисления вероятности поражения цели одним снарядом соединен с выходом задатчика закона поражения цели.
Предлагаемое устройство представляет собой замкнутую имитационную модель функционирования типового корабельного артиллерийского комплекса, включающего артиллерийскую установку с боеприпасами различных видов и назначения, и систему управления стрельбой, обеспечивающую автоматическое сопровождение предназначенной к обстрелу цели, автоматическую выработку углов наведения артустановки с учетом параметров движения стреляющего корабля и ведение огня на поражение цели. В устройстве имитируется движение снарядов по расчетным траекториям их полета к цели, определяются промахи относительно обстреливаемой цели, моделируется результат обстрела с учетом реальных законов поражения применяемых боеприпасов, производится статистическая обработка результатов обстрела.
Устройство может быть использовано для оптимизации технических характеристик элементов арткомплекса при его проектировании и для оценки эффективности стрельбы арткомплекса по различным целям.
На чертеже дана функциональная схема заявленного устройства.
ц
ц
ц
Устройство моделирования функционирования корабельного артиллерийского комплекса содержит блок моделирования движения цели в географической системе координат 1, блок вычисления параметров движения цели в корабельной стабилизированной системе координат 2, блок моделирования движения корабля 3, блок, моделирующий радиолокатор и вырабатывающий координаты цели в сферической системе координат (q(t), ε(t), D(t)) 4, блок-задатчик помех радиолокатору 5, блок-задатчик ошибок измерения параметров движения корабля 6, блок фильтрации параметров движения цели 7, блок решения задачи встречи цели и снаряда 8, блок вычисления полных углов горизонтального наведения (ПУТН) и полных углов вертикального наведения (ПУВН) 9, блок-задатчик ошибок приводов горизонтального и вертикального наведения артустановки 10, блок-задатчик ошибок стрельбы от технического рассеивания артустановки по вертикали и горизонтали, разброса индивидуальной начальной скорости снарядов и коэффициента формы снаряда, случайной ошибки установки и исполнения времени подрыва снаряда 11, задатчик ошибок стрельбы от изменения скорости и азимута баллистического ветра, баллистической плотности воздуха 12, блок определения промаха снаряда 13, блок-задатчик закона поражения цели (условный закон поражения - УЗП, координатный закон поражения - КЗП) 14, блок вычисления вероятности поражения цели одним снарядом 15, блок вычисления вероятности поражения цели очередью снарядов 16, блок статистической обработки результатов стрельбы при различных метеоусловиях и определения вероятности поражения цели 17.
Устройство работает следующим образом.
В модели учитываются технические характеристики элементов корабельного арткомплекса и корабельных обеспечивающих средств, пространственно-временные параметры и законы движения целей, точностные характеристики определения текущих координат целей и параметров движения корабля (в зависимости от состояния морской поверхности), характеристики уязвимости движущихся целей и поражающего действия используемых боеприпасов, погрешности метеобаллистической подготовки стрельбы, алгоритм обстрела цели и многие другие факторы, влияющие на точность и результативность стрельбы.
В соответствии с принятой классификацией ошибок артиллерийской стрельбы (в системе трех групп) ошибки первой группы реализуются в математической модели случайными, независимыми от выстрела к выстрелу, возмущениями, учитывающими техническое рассеивание артустановки по вертикали и горизонтали, разброс индивидуальной начальной скорости снарядов, коэффициента формы снаряда, случайную ошибку установки и исполнения времени подрыва снаряда.
Ошибки второй группы формируются в модели автоматически, исходя из входных значений погрешности первичных измерений текущих координат цели и определения параметров движения своего корабля с учетом наличия непреднамеренного маневра цели на траектории ее движения и ряда других факторов, влияющих на точность выработки полных углов наведения артустановки.
Задача встречи снаряда с целью решается в модели методом интегрирования дифференциальных уравнений внешней баллистики снарядов.
Ошибки третьей группы реализуются на выходе математической модели также автоматически, путем возмущения метеобаллистических параметров в уравнениях внешней баллистики снаряда (скорости и азимута баллистического ветра, баллистической плотности воздуха, начальной скорости партии снарядов), задаваемых на вход модели в соответствии с условиями информационного обеспечения стрельбы и с учетом принимаемых при стрельбе мер организационно-технического характера.
При имитации стрельбы по противокорабельной ракете (ПКР) учитывается также возможность попадания в атакуемый корабль поврежденной ракеты или ее обломков. Эту возможность принято оценивать с помощью интегральной функции распределения дальности падения.
В блоке 1 моделируется движение цели: воздушной, морской или наземной. В модели движения воздушной и морской цели учитывается как программный, так и непреднамеренный маневр. В третьем блоке задается модель движения корабля, где учитывается скорость и курс, рысканье, бортовая и килевая качки и вертикальное перемещение центра качания корабля. Рысканье и качки моделируются синусоидальными функциями, постоянными на время одной реализации. В блоке 2 вычисляются параметры движения цели в корабельной стабилизированной системе координат. Далее, в блоке 4, моделируется работа радиолокатора и вырабатываются координаты цели в сферической системе координат. В блоке 5 задаются помехи измерения координат цели. В блоке 6 задаются ошибки измерения параметров движения корабля. В блоке 7 происходит фильтрация параметров движения цели. В блоке 8 решается задача встречи снаряда с целью без учета ошибок стрельбы первой и третьей групп. Задача встречи решается на основе интегрирования уравнений баллистики снаряда и уравнений движения цели. В блоке 9 вычисляются углы наведения артустановки в палубной (нестабилизированной) системе координат. В блоке 10 задаются ошибки исполнения приводов горизонтального и вертикального наведения артустановки. В блоке 11 в уравнения баллистики снаряда вносятся возмущения, определенные ошибками стрельбы первой группы. Далее, в блоке 12, в уравнения баллистики снаряда вносятся возмущения, определенные ошибками стрельбы третьей группы. В блоке 13 уравнения баллистики снаряда с полученными возмущениями интегрируются до точки подрыва снаряда. Для контактной стрельбы подрыв снаряда происходит при условии попадания в заданный объем цели. Для неконтактной стрельбы (снаряд с радиовзрывателем или дистанционным взрывателем) момент подрыва снаряда определяется соответственно или условием совпадения дальности снаряда и цели, или достижением заданного времени полета. Для неконтактной стрельбы в момент подрыва снаряда определяются параметры рассогласования между снарядом и целью: промах в плоскости ортогональной относительной скорости, расстояние между снарядом и целью и угол срабатывания - угол между вектором скорости снаряда и прямой, проходящей через нос цели и центр массы снаряда. В блоке 15 по полученным в блоке 13 параметрам рассогласования и законам поражения цели (УЗП или КЗП, поступающих из блока 14, в зависимости от типа снаряда) вычисляется вероятность поражения цели одним снарядом. В блоке 16 вычисляется поражение цели заданной очередью снарядов. В блоке 17 вычисляется усредненная вероятность поражения цели по разному количеству очередей снарядов при различных ошибках стрельбы третьей группы.