УСТРОЙСТВО НАВЕДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ
GUIDED MISSILE GUIDANCE DEVICE

Изобретение относится к военной технике, в частности, к устройству наведения управляемых ракет.
Известны устройства наведения ракет с управлением по волоконно-оптическому кабелю, включающие передачу оператору изображения с ракеты и ручное управление ракетой, используемые в системах Spike NLOS и RALAS /1/, /2/. Недостатками данных устройств является ручное управление ракетой, что приводит к невозможности одновременного запуска нескольких ракет и значительным ограничениям на максимальную скорость движения ракет, использование оптической системы наведения, что ограничивает условия применения данного способа и увеличивает сложность и стоимость ракет.
Известен способ наведения ракеты, управляемой лучом радиолокационной станции, и устройство для его осуществления /3/. В данном способе производится определение координат ракеты, формирование команд управление и вывод ракет в зону захвата головки самонаведения. Недостатком данного способа является использование автономной головки самонаведения, что увеличивает сложность и стоимость устройства и уменьшает устойчивость системы наведения к условиям плохой видимости и помехам.
Ближайшим аналогом является устройство наведения многоцелевого высокоточного оружия дальней зоны /4/. В данном устройстве производится определение координат целей, привязка цели к координатам командного пункта, формирование команд управления каждой ракетой, слежение и вывод ракет в зону захвата головки самонаведения. Недостатком данного аналога является использование оптико-электронной системы с лазерным целеуказателем-дальномером, что ограничивает применимость в условиях ограниченной оптической видимости и необходимость использования головки самонаведения на борту, что увеличивает сложность и стоимость устройства. Данное устройство наведения было использовано в качестве прототипа.
Задачей предлагаемого изобретения является улучшение устойчивости системы наведения к условиям плохой оптической видимости, уменьшение сложности и стоимости ракет.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство наведения управляемых ракет с управлением по волоконно-оптическому кабелю, содержащее командный пункт, оснащенный обработчиком, радиолокационной станцией (РЛС) с передающей антенной, вход которой соединен с первым выходом обработчика и приемной антенной, выход которой соединен с первым входом обработчика, оптическим модулятором, вход которого соединен со вторым выходом обработчика, выход оптического модулятора соединен с волоконно-оптическим кабелем, ракетой с управлением по волоконно-оптическому кабелю, оснащенную оптическим демодулятором, вход которого соединен с волоконно-оптическим кабелем, а выход которого соединен с аппаратурой управления полетом, в состав командного пункта дополнительно введен оптический демодулятор, вход которого соединен с волоконно-оптическим кабелем, а выход соединен со вторым входом обработчика, а в состав ракеты дополнительно введены эхо-ответчик и последовательно соединенные приемная антенна и оптический модулятор, выход которого соединен с волоконно-оптическим кабелем.
Таким образом, предлагаемое устройство можно рассматривать как радиолокационную головку самонаведения с разнесенным источником радиолокационного сигнала и удаленным обработчиком. Такое решение позволяет исключить из состава ракеты обработчик, что упрощает конструкцию и снижает стоимость ракеты. Так как ракета обладает оптоволоконной связью с командным пунктом для управления, организация передачи принимаемых ракетой данных на командный пункт не приводит к большому увеличению сложности устройства. Использование общего источника радиолокационного сигнала для всех ракет и РЛС позволяет производить совместную обработку всех принимаемых сигналов. Использование эхо-ответчика в составе ракет увеличивает точность слежения за траекториями ракет. Совместная обработка сигналов, принятых РЛС и ракетами в сочетании с высокой точностью определения координат ракет позволяет обеспечить работу в условиях плохой оптической видимости при сохранении лучшего разрешения, чем достижимое при использовании активной радиолокационной головки самонаведения с бортовым обработчиком.
На Фиг. 1 представлена схема комплекса наведения управляемых ракет, где:
1. Командный пункт
2. Радиолокационная станция
3. Передающая антенна РЛС
4. Приемная антенна РЛС
5. Обработчик
6. Оптический демодулятор командного пункта
7. Оптический модулятор командного пункта
8. Волоконно-оптический кабель
9. Цель
10. Ракета
11. Эхо-ответчик
12. Приемная антенна ракеты
13. Оптический модулятор ракеты
14. Оптический демодулятор ракеты
15. Бортовая аппаратура управления полетом
Заявленное устройство работает следующим образом.
Радиолокационная станция обнаружения целей и сопровождения ракет (2), которой оснащен командный пункт (1) производит излучение зондирующих сигналов. Сигналы распространяются в пространстве, принимаются эхо-ответчиком (11) и отражаются от цели (9). Принятый эхо-ответчиком (11) сигнал излучается эхо-ответчиком (11). Отраженный от цели (9) сигнал принимается приемной антенной ракеты (12), проходит преобразование в оптический диапазон в оптическом модуляторе (13) и по волоконно-оптическому кабелю (8) передается в командный пункт (1). В командном пункте (1) принятые сигналы преобразуются из оптического диапазона в оптическом демодуляторе командного пункта (6) и поступают в обработчик командного пункта (5). Отраженные от цели (9) сигналы и сигналы, излученные эхо-ответчиком (11) принимаются приемной антенной радиолокационной станции (4) и передаются в обработчик командного пункта (5). По полученным радиолокационной станицей сигналам вычисляются координаты ракеты/ракет в системе координат командного пункта. По совокупности принятых ракетой/ракетами сигналов, принятых радиолокационной станцией сигналов, вычисленными координатами ракеты/ракет вычисляются координаты цели/целей в системе координат командного пункта. По полученным координатам целей и координатам ракет производится формирование управляющего сигнала для ракет. Управляющий сигнал переносится в оптический диапазон в оптическом модуляторе командного пункта (7), по волоконно-оптическому кабелю (8) передается в ракету, в оптическом демодуляторе ракеты (14) команды управления переносятся из оптического диапазона и поступают на аппаратуру управления полетом (15).
Первый пример работы комплекса наведения управляемых ракет.
Радиолокационная станция в качестве передающей антенны использует активную фазированную антенную решетку (АФАР). В качестве приемной антенны используется цифровая антенная решетка (ЦАР). В состав ракет в качестве приемной антенны включена ЦАР. Данные принятые ракетой передаются на командный пункт. В обработчике командного пункта к полученным РЛС и ракетам данным применяют алгоритм поиска направления прихода сигнала, определяются координаты целей в системах координат командного пункта и ракет. Исходя из предыдущих данных и расчетной траектории среди координат целей определенных РЛС выделяются координаты ракет. Из систем координат ракет координаты целей пересчитываются в систему координат командного пункта. Полученные РЛС и ракетами координаты целей и координаты ракет в системе координат командного пункта пересчитываются для увеличения точности определения координат целей. Полученные координаты целей пересчитываются в системах координат ракет. При необходимости вносятся изменения в траекторию ракет. Формируются команды управления и по волоконно-оптическому кабелю передаются на аппаратуру управления полетом ракеты.
Второй пример работы комплекса наведения управляемых ракет.
Радиолокационная станция в качестве передающей системы использует цифровую антенную решетку (ЦАР). В качестве приемной антенной решетки используется цифровая антенная решетка (ЦАР). В состав ракет в качестве приемной антенны включена активная антенная решетка. Элементы передающей ЦАР РЛС излучают сигналы с низкой взаимной корреляцией. Данные принятые ракетой передаются на командный пункт. Из данных, принятых РЛС определяются координаты ракет в системе координат командного пункта. Из данных принятых ракетами, координат ракет, данных принятых РЛС, координат передающей и приемной ЦАР РЛС и координат излучателей в передающей и приемной ЦАР РЛС формируются виртуальный массив излучателей, рассчитываются координаты излучателей в системе координат командного пункта, формируется набор сигналов, принятых данными излучателями. К координатам виртуальных излучателей и принятыми ими сигналам, применяется алгоритм поиска направления сигнала и вычисляются координаты целей в системе координат командного пункта с высокой точностью. Полученные координаты пересчитываются в системе координат ракет. При необходимости вносятся изменения в траекторию ракет. Формируются команды управления и передаются на ракеты.
Таким образом, использование предлагаемого устройства наведения управляемых ракет с управлением по волоконно-оптическому кабелю позволяет обеспечить возможность эффективной работы системы в условиях ограниченной оптической видимости, уменьшить сложность и стоимость ракет.
Использованные источники
1 - Техника и вооружение. 2014. №10. С. 9.
2 - Тактический ракетный комплекс RALAS [Электронный ресурс] / Юферев Сергей. - Электрон. текстовые дан. - Режим доступа: https://army-news.ru/2019/02/protivotankovyj-raketnyj-kompleks-ralas/, свободный.
3 - Патент РФ 2437867.
4 - Патент РФ 2399854 - прототип.