МАЛОКАЛИБЕРНЫЙ ЗЕНИТНЫЙ АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ КОМПЛЕКС

Предлагаемая полезная модель относится к автоматизированным зенитным артиллерийским установкам, предназначенным для поражения широкого спектра воздушных и наземных целей на малых дистанциях.
Известны зенитные артиллерийские комплексы малого калибра (ЗУ-23, «Шилка», «Голкипер», «Вулкан» и др.) [1], предназначенные для борьбы с воздушными целями на ближних рубежах.
Основным недостатком этих комплексов является низкая (порядка 0,02) вероятность поражения целей.
Известна зенитная установка [2], содержащая соединенные между собой интерфейсными линиями связи стрельбовый модуль, центральную вычислительную машину и привод зенитного орудия, а также устройство прицеливания, включающее пульт управления огнем зенитной установки, оптико-электронный блок и автомат сопровождения целей. При этом устройство прицеливания установлено на выносном штативе.
Известное устройство обладает рядом эксплуатационных и технических недостатков. Так, например, вынесение устройства прицеливания на отдельный штатив потребовало дополнительных кабелей и систем связи для расчета, что увеличило вес установки и время перевода установки из походного положения в боевое. Кроме этого, необходимость взаимной привязки координат стрельбового модуля и устройства прицеливания и дальнейшего управления угловым положением приводов стрельбового модуля в процессе сопровождения цели по информации от устройства прицеливания с достаточно высокой точностью (до 1,5 угл. мин.) накладывает жесткие требования к аппаратуре, которая обеспечивает этот процесс (датчики углов, исполнительные механизмы). Как показали испытания, такая структура не позволяет достигать требуемых точностей наведения стрельбового модуля и, соответственно, точностей стрельбы для повышения вероятности поражения целей. Наличие выносного устройства прицеливания не позволяет также обеспечивать ведения огня в движении.
Известен малокалиберный зенитный артиллерийский комплекс [3], содержащий размещенные на носителе и соединенные интерфейсными линиями связи стрельбовый модуль, оптико-электронную систему измерения координат цели, автомат сопровождения цели по азимуту и углу места, пульт управления, видеосмотровое устройство, систему наведения стволов и центральную вычислительную машину, снабженную программами вычисления координат прицеливания, наведения стволов с возможностью компенсации динамических ошибок и расчета параметров и траектории движения цели.
Этот известный комплекс тоже имеет ряд недостатков. Одним из них является практическая невозможность достижения в нем требуемых точностей (до 1,5 угл. мин.) совмещения визирных осей оптико-электронной системы со стволами стрельбового модуля без специальных трудоемких операций, проведение которых необходимо как при сборке комплексов в заводских условиях, так и при замене оптико-электронной системы во время ремонта или регламентных работ.
Недостатком известного комплекса является также невозможность подключения к аппаратуре комплекса устройств для проведения диагностики и записи телеметрической информации, необходимой для проведения регулировочных работ и проведения приемосдаточных испытаний в процессе их изготовления, а также для объективного контроля результатов стрельб. Кроме этого, в известном комплексе отсутствует возможность подключения устройств, обеспечивающих автоматизацию процессов получения целеуказания (например, радиостанции или радиолокатора).
К недостаткам известного комплекса относится и отсутствие возможности организации дистанционного управления, в частности отсутствует сама возможность подключения пульта дистанционного управления, устройства управления началом стрельбы - автоспуска (в комплексе для начала стрельбы стрелок должен нажимать на педаль), счетчика количества выстреленных снарядов (настрела) для введения корректирующих коэффициентов при расчете углов упреждения и возвышения, датчика начала стрельбы для более эффективной работы программы компенсации динамических ошибок, средств обучения расчета комплекса.
К снижению точности наведения известного комплекса приводит и наличие увода стволов по азимуту и углу места (статического увода), определяемого присутствием медленно изменяющегося смещения в выходных значениях гироскопических датчиков угловой скорости перемещения системы наведения стволов. Отсутствие в известном комплексе средств для компенсации указанного увода приводит к появлению непрогнозируемого отклонения положения стволов от заданного во время наведения и увеличению переходных процессов, что, в свою очередь, увеличивает время готовности комплекса к стрельбе.
Кроме этого, известный комплекс не обеспечивает стрельбу по наземным целям.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка малокалиберного зенитного артиллерийского комплекса, обладающего повышенной, по сравнению с известными, точностью стрельбы и расширенными функциональными возможностями, в частности, обеспечивающего организацию автоматизированных контроля, диагностики и получения целеуказания, а также дистанционного управления.
Решение поставленной задачи достигается тем, что малокалиберный зенитный артиллерийский комплекс содержит размещенный на носителе стрельбовый модуль с соединенными интерфейсными линиями связи оптико-электронной системой измерения координат цели, автоматом сопровождения цели по азимуту и углу места, пультом управления, видеосмотровым устройством, системой управлением наведения стрельбового модуля и центральной вычислительной машиной, снабженной программами вычисления координат прицеливания, наведения стрельбового модуля с возможностью компенсации динамических ошибок и расчета параметров и траектории движения цели, блоком внешних интерфейсов, обеспечивающим обмен информацией автомата сопровождения цели и центральной вычислительной машиной с внешними устройствами, и размещенным на стрельбовом модуле котировочным устройством, на котором установлена оптико-электронная система измерения координат цели. Причем автомат сопровождения цели и центральная вычислительная машина могут быть выполнены в виде одного вычислительного блока.
При этом носитель малокалиберного зенитного артиллерийского комплекса может быть выполнен в виде неподвижного основания или передвижного средства, а стрельбовый модуль комплекса содержать подключенные к интерфейсу центральной вычислительной машины устройство электроспуска, датчик начала стрельбы и счетчик количества выстреленных снарядов.
Кроме этого, комплекс может содержать связанные с блоком внешних интерфейсов устройство регистрации видео и телеметрической информации, пульт дистанционного управления, радиостанцию, малогабаритный радиолокатор обнаружения и сопровождения, ракетный модуль, пулемет. Причем блок внешних интерфейсов комплекса может обеспечивать обмен информацией как по проводным, так и по беспроводным линиям связи, пульт дистанционного управления выполнен с возможностью обеспечения обучения операторов, а ракетный модуль и пулемет могут управляться автономно или дистанционно через связанный с ними блок внешних интерфейсов.
Оптико-электронная система комплекса содержит телевизионную камеру, тепловизионную камеру и лазерный дальномер.
Программа вычисления координат прицеливания выполнена с возможностью компенсации статического увода стволов и обеспечения стрельбы по наземным целям, а программа наведения стрельбового модуля выполнена с возможностью автоматизированной настройки параметров сигналов для системы управления наведением стрельбового модуля.
Структурная схема предлагаемого малокалиберного зенитного артиллерийского комплекса приведена на фиг.1.
Малокалиберный зенитный артиллерийский комплекс содержит размещенные на носителе 1 стрельбовый модуль 2 с соединенными интерфейсными линиями связи оптико-электронной системой 3 измерения координат цели, установленной на юстировочном устройстве 4, автоматом сопровождения цели 5 по азимуту и углу места, пультом управления 6, видеосмотровым устройством 7, центральной вычислительной машиной 8, системой управления наведением стрельбового модуля 9, блоком внешних интерфейсов 10.
Кроме этого, комплекс может содержать установленные на стрельбовом модуле 2 устройство электроспуска 11, датчик начала стрельбы 12, счетчик количества выстреленных снарядов 13, радиостанцию 14, ракетный модуль 15 и пулемет 16, а также устройство регистрации видео и телеметрической информации 17, пульт дистанционного управления 18, малогабаритный радиолокатор обнаружения и сопровождения 19.
При получении сигнала целеуказания через блок внешних интерфейсов 10 с радиостанции 14 или малогабаритного радиолокатора обнаружения и сопровождения 19 центральная вычислительная машина 8 вырабатывает соответствующее воздействие для системы управления наведением стрельбового модуля 9, которая обеспечивает поворот приводов стрельбового модуля 2 на заданные углы по азимуту и углу места. Отработку сигнала целеуказания по команде командира расчета оператор может произвести и вручную с помощью пульта управления 6.
Изображение фоноцелевой обстановки в секторе целеуказания принимается оптико-электронной системой 3, обрабатывается в автомате сопровождения цели 5 и отображается на видеосмотровом устройстве 7. Оператор расчета комплекса осуществляет совмещение маркера, формируемого в автомате сопровождения цели 5 и отображаемого на видеосмотровом устройстве 7, с изображением выбранной цели и переводит комплекс в автоматический режим работы. В этом режиме стрельбовый модуль 2 отслеживает направление на цель по азимуту и углу места с помощью автомата сопровождения цели 5, центральной вычислительной машины 8 и системы управления наведением стрельбового модуля 9 и включается лазерный дальномер (на фиг.1 не показан) оптико-электронной системы 3. В центральной вычислительной машине 8 этот режим обеспечивается программами вычисления координат прицеливания и расчета параметров и траектории движения цели.
При вхождении цели в зону поражения комплекса в центральной вычислительной машине 8 рассчитываются текущие координаты прицеливания и с помощью программы наведения стрельбовый модуль 2 наводится в упрежденную точку с выдачей оператору на видеосмотровое устройство 7 сигнала открытия огня. При наличии устройства электроспуска 11 огонь открывается автоматически по подаваемой ему команде от центральной вычислительной машины 8, что исключает время реакции оператора и повышает вероятность поражения цели.
Применение юстировочного устройства 4 дает возможность обеспечить высокую точность совмещения визирных осей оптико-электронного блока 3 с осями стволов (достигается рассогласование менее 1 угл. мин.), что существенным образом повышает точность прицеливания и, в конечном счете, увеличивает вероятность поражения цели.
Наличие датчика начала стрельбы 12 позволяет осуществлять более эффективную компенсацию динамических ошибок за счет фиксации времени начала стрельбы и, соответственно, определения момента времени начала формирования компенсирующих воздействий.
Установка счетчика количества выстреленных снарядов 13 позволяет автоматизировано, а не по записям в эксплуатационных документах, определять так называемый «настрел», т.е. оценивать износ стволов, учет которого оказывает существенное влияние на точность стрельбы. Учет осуществляется путем введения корректирующих коэффициентов при расчете углов упреждения и возвышения по известным методикам.
Блок внешних интерфейсов 10 позволил расширить функциональные возможности комплекса за счет подключения радиостанции 14, устройства регистрации видео и телеметрической информации 17, пульта дистанционного управления 18, малогабаритного радиолокатора обнаружения и сопровождения 19, ракетного модуля 15 и пулемета 16.
Радиостанция 14 и малогабаритный радиолокатор обнаружения и сопровождения 19 позволяют организовать автоматизированное (даже без участия оператора) получение и отработку комплексом сигналов целеуказания, что уменьшает время реакции комплекса.
Устройство регистрации видео и телеметрической информации 17 позволяет организовать автоматизированную регистрацию информации как в процессе изготовления комплексов, значительно снижая (совместно с программой автоматизированной настройки параметров сигналов для системы управления наведением стрельбового модуля 9) временные затраты на проведение настроечных работ и приемо-сдаточных испытаний, так и в процессе стрельб, позволяя оперативно получать и анализировать объективную информацию о работе комплекса.
Пульт дистанционного управления 18 позволяет дистанционно управлять комплексом на расстоянии до 100 м, что обеспечивает возможность размещения расчета на удалении от комплекса, повышая его живучесть. Кроме этого, пульт дистанционного управления 18 позволяет осуществлять обучение операторов расчета работе на комплексе, снижая затраты и усилия эксплуатирующих организаций на разработку и изготовление специальных тренажеров.
Установка на комплекс ракетного модуля 15 или пулемета 16 повышает боевые возможности комплекса.
Предложенное техническое решение реализовано в опытном образце комплекса, прошедшего предварительные испытания, включая и стрельбовые.
Первая партия поставочных комплексов отгружена заказчику.
Источники информации.
1. Зенитно-ракетное оружие мира. С-П., ИНТИРОСП, 2005, стр.46-101.
2. Патент РФ №42647 U1 от 22.07.2004 г. F41G 7/20, F41G 5/08.
3. Патент РФ №100215 U1 от 13.07.2010 г. F41G 7/20.