РАЗДЕЛЯЮЩАЯСЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ С ПЛАНИРУЮЩИМИ БОЕВЫМИ БЛОКАМИ

Полезная модель относится к области военной техники, в частности к ракетно-артиллерийскому вооружению, и может быть использована при разработке и создании боевых частей современных оперативно-тактических ракет - OTP и тактических ракет - ТР.
В качестве аналога к предложенной полезной модели может быть принята разделяющаяся боевой часть - РБЧ известной TP «Точка».
Прототипом заявляемой полезной модели является известная в настоящее время РБЧ ракеты-носителя «Искандер», которая состоит из корпуса с лючками, центральной балки с кабельным стволом, фермы, удерживающей боевые блоки - ББ, бортовой системы управления - БСУ разведением ББ, пороховых зарядов для выталкивания ББ через лючки [1].
Данная РБЧ имеют следующие недостатки:
- разброс боевых элементов производится по нормальному закону, в следствие чего, они способны эффективно поражать только площадные цели с идентичным законом распределения элементарных объектов;
- боевые элементы имеют малый заряд взрывчатого вещества и легкие осколки, в следствии чего пригодны только для поражения открыто расположенных живой силы и небронированной техники.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности РБЧ за счет увеличения дальности действия ракеты с преодолением ПРО за счет свойств ББ.
Необходимый технический результат полезной модели достигается тем, что разделяющаяся боевая часть оперативно-тактической ракеты состоит из корпуса с лючками, центральной балки с кабельным стволом, фермы, удерживающей боевые блоки - ББ, бортовой системы управления - БСУ разведением ББ, пороховых зарядов для выталкивания ББ через лючки, при этом ББ выполнены с рулями и крыльями для обеспечения их планирования, каждый из планирующих ББ-ПББ имеет собственную БСУ, комплексированную в одну до разведения ПББ и обеспеченную возможностью разброса ПББ вдоль траектории полета оперативно-тактической ракеты с установленными интервалами времени, маневрирования ПББ и связи со спутниковой навигационной системой, при этом часть БСУ ПББ имеет возможность резервирования с БСУ оперативно-тактической ракеты, а одна из БСУ ПББ имеет возможность использования в качестве стартовой для оперативно-тактической ракеты.
Такая РБЧ может разделяться на значительном расстоянии от цели, что увеличит дальность применения существующих оперативно-тактических ракет, на несколько десятков километров и повысит вероятность прохождения противоракетной обороны - ПРО. Применение РБЧ с ПББ позволяет:
- совершать эффективное атмосферное маневрирование ПББ на всей траектории полета (за счет оснащения рулями и крыльями);
- снизить ЭПР во всех диапазонах работы средств разведки и обнаружения ПРО противника (размер ПББ меньше по сравнению с ракетой);
- усложнить действия ПРО противника за счет увеличения числа перехватываемых целей;
- осуществлять резервирование бортовой системы управления (БСУ) ракеты-носителя за счет нескольких БСУ ПББ (в т.ч. используя одну БСУ ПББ в качестве стартовой);
- увеличить дальность применения за счет планирования;
- обеспечить поражение одной ракетой нескольких одиночных целей или групповой цели.
Заявленная полезная модель сопровождается фиг. 1-13.
На фиг. 1 отражена зависимость вероятности уничтожения пусковой установки типа ««М270 ATACMS» от мощности боевой части ПББ, входящего в состав предлагаемой РГЧ, и величины промаха (по оси ординат - вероятность; по оси абсцисс - значение промаха, м).
На фиг. 2 отражена зависимость вероятности разрушение пусковой установки типа «М270 ATACMS» от мощности боевой части ПББ, входящего в состав предлагаемой РГЧ, и величины промаха (по оси ординат -вероятность; по оси абсцисс - значение промаха, м).
На фиг. 3 отражена зависимость вероятности подавление пусковой установки типа «М270 ATACMS» от мощности боевой части ПББ, входящего в состав предлагаемой РГЧ, и величины промаха (по оси ординат -вероятность; по оси абсцисс - значение промаха, м).
На фиг. 4 отражена зависимость вероятности уничтожения пусковой установки типа «М270 ATACMS» от массы боевой части ПББ, входящего в состав предлагаемой РГЧ (по оси ординат - вероятность; по оси абсцисс -значение массы, кг).
На фиг. 5 отражена зависимость вероятности разрушение пусковой установки типа «М270 ATACMS» от массы боевой части ПББ, входящего в состав предлагаемой РГЧ (по оси ординат - вероятность; по оси абсцисс -значение массы, кг).
На фиг. 6 отображена зависимость вероятности подавление пусковой установки типа «М270 ATACMS» от массы боевой части ПББ, входящего в состав предлагаемой РГЧ (по оси ординат - вероятность; по оси абсцисс -значение массы, кг).
На фиг. 7 отражена зависимость вероятности прохода хотя бы одного ПББ (из состава предлагаемой РГЧ) через ПРО от количества ПББ и вероятности того, что ПББ обнаружен и уничтожен обороной (по оси ординат - вероятность прохода хотя бы одного ПББ; по оси абсцисс -количество ПББ, шт).
На фиг. 8 отражена вероятность прохода хотя бы одного ПББ (из состава предлагаемой РГЧ) через ПРО при различных значениях количества ПББ и вероятности Kw - вероятность того, что ПББ (из состава предлагаемой РГЧ) обнаружена и уничтожена обороной.
На фиг. 9 отражена логика функционирования ПББ (из состава предлагаемой РГЧ) при действии в боевом порядке «цепочка».
На фиг. 10 отражена логика функционирования ПББ (из состава предлагаемой РГЧ) при действии в боевом порядке «все на одной высоте».
На фиг. 11 отражена логика функционирования ПББ (из состава предлагаемой РГЧ) при действии в боевом порядке «несвязанные цепочки».
На фиг. 12 отражено расположение ПББ в РГЧ вид сверху.
На фиг. 13 отражено расположение ПББ в РГЧ вид с боку.
Каждый ПББ, из состава РГЧ, будет поражать конкретную цель, координаты которой перед пуском оперативно-тактической ракеты или перед разделением БЧ вводятся в БСУ ПББ. При этом функцию БСУ оперативно-тактической ракеты в целом, будут выполнять БСУ ПББ, что позволит увеличит надежность БСУ. Кроме того, в случае использования в ПББ комплексированной с глобальной спутниковой навигационной системой (ГСНС) системы управления, ошибка в определении текущего местоположения будет снижаться, так как данные бортовой аппаратуры потребителя каждого ПББ, входящего в состав БЧ, будут сравниваться и усредняться. Точность попадания ПББ в цель, в итоге, будет достаточно высокой и соответствовать классу высокоточного оружия (ВТО).
В целом, технологии создания РБЧ с ПББ позволит реализовать различные способы поражения разнородных объектов. Это позволяет утверждать, что групповая цель, даже при рассредоточенном боевом порядке может быть поражена одной оперативно-тактической ракетой, оснащенной РБЧ с ПББ (оперативно-тактических ракет с существующими типами БЧ потребуется несколько). При этом повышается вероятность преодолении системы ПРО противники за счет относительно большого количества и сравнительно малых размеров ПББ.
Для обоснования необходимого уровня мощности и массогабаритных характеристик ПББ, входящих в состав предлагаемой РГЧ, на основе координатного закона поражения, выполнены специальные оперативно-тактические расчеты, позволяющие выявить зависимость вероятности поражения наземных типовых объектов от массы БЧ средства поражения.
Расчеты выполнены в программе Excel, с использованием методик количественной оценки эффективности боевого применения средств поражения образцов РАВ, изложенных в руководящих документах МО РФ.
Моделирование и расчеты производились при следующих допущениях:
- ПББ применяются без учета фактора преодоления противодействия средств ПВО противника;
х
у
- рассеивание точек встречи на поверхности круговое, характеризуется значениями вероятных отклонений Е=Е;
- используются осколочно-фугасные БЧ ПББ сосредоточенного действия с массой 25-150 кг.
Моделирование боевого применения ПББ осуществлялось в рациональных условиях: одиночная цель атакуется с применением одного ПББ, с заданными условиями подхода в вертикальной плоскости.
Расчеты значений вероятностей поражения объектов производились для следующих рекомендованных степеней огневого поражения:
- «уничтожение» (заключается в нанесении цели таких потерь, при которых она полностью теряет свою боеспособность);
- «разрушение» (заключается в приведении цели в непригодное для дальнейшего использования состояние);
- «подавление» (заключается в нанесении цели потерь (повреждений) или в создании огнем таких условий при которых она временно лишается боеспособности, ограничивается ее маневр или нарушается управление).
Точность наведения ПББ (вероятное отклонение) при моделировании точки попадания принималась в широком диапазоне - от 3 м и до 19 м, что соответствует точности наведения при использовании комплекса ИНС/СНС по данным глобальной сети «ГЛОНАСС».
Результаты расчетов значений вероятностей поражения ПББ одного из типовых объектов противника, такого как пусковая установка типа «М270 ATACMS» на открытой позиции, БЧ ПББ с различной массой m представлены в виде графиков на Фигурах 1-3. Номера линий на этих графиках (сверху-вниз), соответствует следующим массам боевой части ПББ:
- 1 - боевая часть массой 150 кг;
- 2 - боевая часть массой 100 кг;
- 3 - боевая часть массой 50 кг;
- 4 - боевая часть массой 25 кг.
х
у
На основании выполненных расчетов установлена зависимость вероятности поражения (ось абсцисс) типовых объектов от массы боевой части (ось ординат) ПББ, для различных вероятных отклонений Е=Е наведения ПББ на цель.
х
у
При действии по объекту, типа пусковая установка типа «М270 ATACMS» на открытой позиции, данная зависимость представлена в виде графиков на Фигурах 4-6. Номера линий на этих графиках (сверху-вниз), соответствует следующим вероятным отклонениям Е=Е наведения ПББ на цель:
- 5-5 метров;
- 6-10 метров;
- 7-14 метров;
- 8-20 метров.
х
у
х
у
Из проведенных расчетов было выявлено, что вероятность уничтожения (разрушения, подавления) типовых объектов поражения противника в большей мере зависит от вероятных отклонений Е=Е наведения ПББ на цель. Учитывая, что для ПББ относящихся к классу ВТО значения вероятных отклонений Е=Е не должны превышать
3-5 метров, достаточной массой взрывчатого вещества будет являться масса, равная 80-100 килограмм.
Для решения вопроса о необходимом количестве ПББ в РБЧ, на основе модели [2], были проведены следующие расчеты.
В ракетном ударе могут принимать участие OTP (ПББ из состава РГЧ) и ложные цели. Ложные цели можно частично отделить от OTP (ПББ из состава РГЧ) в зависимости от соотношения их признаков (например, инфракрасные характеристики, радарное поперечное сечение, ЭПР). На практике ПРО может обладать ограниченной информацией о признаках OTP (ПББ из состава РГЧ) и ложных целей. Для получения детальной информации об некоторых из этих признаков, которые как правило вычисляются на основе общих законов физики, нужны наблюдения за испытаниями OTP (ПББ из состава РГЧ) противника. Столкнувшись с незначительной информацией о вероятных признаках OTP (ПББ из состава РГЧ) и ложных целей, ПРО может оказаться вынужденной установить достаточно низкий порог дискриминации, чтобы обеспечить эффективное обнаружение OTP (ПББ из состава РГЧ), усложняя тем самым проблему дискриминации ложных целей. В основном выделяют четыре вероятности обнаружения OTP (ПББ из состава РГЧ) и ложных целей: вероятность Р1 того, что OTP (ПББ из состава РГЧ) действительно классифицируется как OTP (ПББ из состава РГЧ); вероятность Р2 того, что OTP (ПББ из состава РГЧ) классифицируется как ложная цель; вероятность Р3 того, что ложная цель классифицируется как ложная цель и вероятность Р4 того, что ложная цель классифицируется как OTP (ПББ из состава РГЧ).
Вероятность Р2 представляет ошибку первого типа, а Р4 - ошибку второго типа в процессе выделения ложной цели. Исходя из этого вероятность Р1 равна
а вероятность Р3 равна
Если имеется W OTP (ПББ из состава РГЧ) и D ложных целей, то кажущееся число W* боеголовок, участвующих в нападении, дается выражением
то есть, это число целей, которые должны быть перехвачены обороной.
Есть два пути прохода OTP (ПББ из состава РГЧ) через оборону: (1) OTP (ПББ из состава РГЧ) классифицируется как OTP (ПББ из состава РГЧ), но не сбивается обороной, и (2) OTP (ПББ из состава РГЧ) классифицируется как ложная цель и свободно пропускается. Порог дискриминации должен быть установлен так, чтобы сделать величину вероятности Р2 настолько малой, насколько этот возможно, но учитывая при этом, что при понижении порога больше ложных целей будут выглядеть как OTP (ПББ из состава РГЧ) (так как вырастет вероятность Р4). Вероятность Q того, что OTP (ПББ из состава РГЧ) проникнет через оборону, дается выражением
где  - условная вероятность того, что оборона собьет OTP (ПББ из состава РГЧ)у, которая классифицирована как OTP (ПББ из состава РГЧ). Вводится новое определение
W
где K- вероятность того, что OTP (ПББ из состава РГЧ) обнаружена и уничтожена обороной.
ПРО, основанная на перехватчиках, может быть промоделирована как проблема испытаний Бернулли, где вероятность Р(х) того, что х атакующих OTP (ПББ из состава РГЧ) пройдут через оборону, дается биноминальным распределением
где  - соответствующее число сочетаний.
W
При этом K считается одинаковым для всех OTP (ПББ из состава РГЧ), a W - число участвующих в нападении OTP (ПББ из состава РГЧ). В том случае, когда оборона сбивает все OTP (ПББ из состава РГЧ) (то есть х=0), уравнение (6) сводится к виду
х
у
Учитывая, что для гарантированного уничтожения (разрушения, подавления) основных типовых объектов поражения противника достаточно попадания одного ПББ (ракеты) с массой взрывчатого вещества 80-100 килограммов при вероятных отклонениях Е=Е 3-5 метров необходимо найти вероятность прохода хотя бы одного ПББ (ракеты) через ПРО вероятного противника, которая будет равна
W
W
На Фигуре 7 показано распределение этой вероятности в зависимости от числа участвующих в ударе ПББ при разных значениях вероятности K. Номера линий на Фигуре 7 (сверху-вниз), соответствуют следующим значениям вероятности K:
W
- 9-K=0,3;
W
- 10-K=0,4;
W
- 11-K=0,5;
W
- 12-K=0,6;
W
- 13-K=0,7;
W
- 14-K=0,8;
W
- 15-K=0,9.
Результаты расчетов представлены в виде таблицы на фигуре 8.
Исходя из характеристик ЗРК вероятного противника и проведенных расчетов выявлено, что для преодоления ПРО противника хотя бы одним ПББ, с вероятностью Р(х ≥1)=0.95, достаточно 6-8 ПББ в одном пуске, две OTP по 3-4 ПББ, OTP с имеющейся номенклатурой БЧ потребуется гораздо больше. Предлагаемый вид РГЧ с ПББ изображен на Фигурах 12-13, с названием основных элементов конструкции. Предлагаемый вид БЧ выполнен с центральным расположением ПББ по толкающей схеме отделения ПББ. После разведения ПББ, в зависимости от их количества в БЧ и характеристик поражаемой цели, могут действовать в следующих боевых порядках (БП) [3]:
- БП «цепочка» применяется в случае, когда несколько ПББ направляются на одну малоразмерную или точечную цель и приходят в точку цели последовательно с заданными временными интервалами. Минимальное расстояние между соседними ПББ в цепочке определяется требованиями их взаимного не поражения при подрыве боевого заряда одного ПББ и невозможности одновременного уничтожения двух и более ПББ одной противоракетой;
- БП «все на одной высоте» применяется, когда несколько ПББ предназначаются для поражения площадной цели или нескольких целей, расположенных на сравнительно небольшом удалении друг от друга;
- БП «несвязанные цепочки» характерен для такого варианта применения разделяющейся головной части, когда ББ направляются на цели, расположенные на наибольшем удалении друг от друга в пределах располагаемой области их досягаемости. В этом случае требование синхронизации моментов прилета ББ к различным целям не является обязательным.
Логика функционирования РГЧ с ПББ при действиях в различных боевых порядках приведена на Фигурах 9-11. На Фигурах 9-11 изображены: 16 - OTP до отделения ПББ; 17 - планирующие боевые блоки; 18 - цели.
На Фигуре 12 изображены: 19 - корпус РГЧ; 20 - центральная балка с кабельным стволом; 21 - ферма, удерживающая ПББ; 22 - ПББ; 23 - направляющие.
На Фигуре 13 изображены: 19 - корпус РГЧ; 21 - ферма, удерживающая ПББ; 24 - толкатель ПББ; 25 - система управления разведением ПББ и движением ракеты после разведения ПББ; 22 - ПББ; 26 -стопорные кольца крыльев и рулей ПББ; 27 - пороховой заряд толкателя ПББ; 28 - пиропатрон; 29 - лючок для выхода ПББ; 30 - крылья и рули ПББ.
Предлагаемая РБЧ с ПББ работает следующим образом. При достижении необходимого участка траектории, сигнал от бортовой системы управления одного из ПББ поступает в систему управления разведением ПББ (25). Система управления разведением ПББ (25) подает сигнал на открытие лючка для выхода первого ПББ (29). После открытия лючка для выхода ПББ
(29) система управления разведением ПББ (25) подает сигнал на задействование пиропатрона (28), который воспламеняет пороховой заряд толкателя ПББ (27). Под действием пороховых газов порохового заряда толкателя ПББ (27), приводится в действие толкатель ПББ (24). Под действием толкателя ПББ (24), ПББ (22) начинает движение по направляющим (23 Фиг. 12) и выходит из фермы (21 Фиг. 12), удерживающей ПББ (22). После выхода из фермы (21 Фиг. 12), удерживающей ПББ (22) и корпуса РГЧ (19), стопорные кольца (26) остаются в направляющих (23 Фиг. 12) фермы (21 Фиг. 12), удерживающей ПББ (22), крылья и рули ПББ
(30) раскрываются и ПББ (22) начинает движение к цели по командам собственной бортовой системы управления.
Далее процедура повторяется для следующего ПББ. После разведения всех ПББ, ракета продолжает движение в сторону цели по командам системы управления (25) в виде ложной цели.
Список литературы
1. Управляемая оперативно-тактическая ракета 9М723 (Искандер) [он-лайн], дата выкладки на сайт 16.01.2016 в соответствии с сайтом https://archive.org найдено из интернет https://vpk.name/library/f/9m723.html.
2. A. Wilkening. A Simple Model for Calculating Ballistic Missile Defense Effectiveness. - Science and Global Security. - 1999. - Volume 8:2, pp. 183-215.
3. Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет: учебное пособие / Лысенко Л.Н. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 672 с.