УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗЕНИТНОГО РАКЕТНОГО КОМПЛЕКСА

Полезная модель относится к цифровым устройствам специального назначения и может быть использована для количественной оценки показателей эффективности зенитных ракетных комплексов при обнаружении и поражении целей.
Известны устройства [RU 2633169, публ. 11.10.2017; 2585724, публ. 10.06.2016; 161982, публ. 20.05.2016; 126168, публ. 20.03.2013; 103412, публ. 10.04.2011; 2009141308, публ. 10.02.2010; 73092, публ. 10.05.2008; 2003112587, публ. 20.12.2004; 30205, публ. 20.06.2003; 29598, публ. 20.05.2003; 24886, публ. 27.08.2002; 99114299, публ. 10.04.2001], предназначенные для оценки эффективности образцов вооружений в различных условиях обстановки.
Общим недостатком известных устройств является невозможность их применения для количественной оценки показателей эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей.
Прототипом заявляемой полезной модели является система [Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2007, рис. 1.6, с. 70], в состав которой входит база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выходы базы знаний и рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входами базы знаний и рабочей памяти, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса соединены с внешним по отношению к системе пользователем (являются входом и выходом системы).
Недостатком известной системы является то, что в ней не учитывается изменение эффективной поверхности рассеяния и уязвимости цели на различных участках траектории ее полета.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности количественной оценки показателей эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей с учетом изменения эффективной поверхности рассеяния и уязвимости в зависимости от траектории ее полета.
Техническим результатом полезной модели является создание устройства для оценки эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей, учитывающего изменение эффективной поверхности рассеяния при расчете вероятности обнаружения цели и изменение уязвимости при расчете вероятности поражения цели в зависимости от траектории ее полета.
Достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в устройство для оценки эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей, содержащее базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и первый выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входом базы знаний и входом рабочей памяти, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса являются входом и выходом устройства для оценки эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей, дополнительно включены блок расчета вероятности обнаружения цели, блок расчета ошибок наведения ЗУР, блок расчета вероятности поражения цели, блок расчета эффективной поверхности рассеяния цели, блок расчета траекторных характеристик цели, блок расчета уязвимости цели, причем четвертый выход машины логического вывода соединен с вторым входом блока расчета вероятности обнаружения цели, третьим входом блока расчета ошибок наведения ЗУР, третьим входом блока расчета вероятности поражения цели, входом блока расчета траекторных характеристик цели, четвертый вход машины логического вывода соединен с выходом блока расчета уязвимости цели, пятый вход соединен с выходом блока расчета эффективной поверхности рассеяния цели, выход и третий вход блока расчета вероятности обнаружения цели соединены с первым входом и первым выходом блока расчета ошибок наведения ЗУР, второй выход и четвертый вход блока расчета ошибок наведения ЗУР соединены с первым входом и первым выходом блока расчета вероятности поражения цели, второй выход блока расчета вероятности поражения цели соединен с вторым входом блока расчета уязвимости цели, первый вход блока расчета уязвимости цели соединен с третьим выходом блока расчета траекторных характеристик цели, первый выход блока расчета траекторных характеристик цели соединен с входом блока расчета эффективной поверхности рассеяния цели, второй выход соединен с первым входом блока расчета вероятности обнаружения цели, вторым входом блока расчета ошибок наведения ЗУР, вторым входом блока расчета вероятности поражения цели.
Предложенное исполнение устройства позволяет количественно оценить показатели эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении цели путем расчета вероятности обнаружения, завязки трассы и взятия на сопровождение цели с учетом изменения эффективной поверхности рассеяния и поражении цели путем расчета вероятности поражения цели с учетом изменения уязвимости цели в зависимости от траектории ее полета. Дополнительным результатом применения устройства является повышение точности количественных оценок эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей и как следствие эффективности принимаемых решений при обосновании характеристик перспективных комплексов.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства для оценки эффективности зенитного ракетного комплекса (фиг. 1).
На чертеже приняты следующие обозначения:
1 - база знаний;
2 - машина логического вывода;
3 - рабочая память;
4 - блок объяснения;
5 - пользовательский интерфейс;
6 - блок приобретения знаний;
7 - блок расчета вероятности обнаружения цели;
8 - блок расчета ошибок наведения ЗУР;
9 - блок расчета вероятности поражения цели;
10 - блок расчета эффективной поверхности рассеяния цели;
11 - блок расчета траекторных характеристик цели;
12 - блок расчета уязвимости цели.
База знаний 1 предназначена для хранения в оперативной памяти правил расчета эффективной поверхности рассеяния в зависимости от угла локации цели, состава исходных отсеков и логических схем уязвимости цели в зависимости от участков траектории ее полета, правил расчета уязвимости цели в зависимости от углов подхода ЗУР к цели. Вход и выход базы знаний 1 соединены с выходом 2.6 и входом 2.1 машины 2 логического вывода.
Машина 2 логического вывода предназначена для выполнения логических и арифметических действий с данными, хранящимися в рабочей памяти 3, в соответствии с правилами, хранящимися в базе знаний 1. Входы 2.1 и 2.2 машины 2 логического вывода соединены с выходом базы знаний 1 и выходом рабочей памяти 3, вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока 6 приобретения знаний, вход 2.4 машины 2 логического вывода соединен с выходом блока 12 расчета уязвимости цели, вход 2.5 соединен с выходом блока 10 расчета эффективной поверхности рассеяния цели. Выход 2.6 машины 2 логического вывода соединен с входом базы знаний 1, выход 2.7 соединен с входом рабочей памяти 3, выход 2.8 соединен с входом 4.1 блока 4 объяснения, выход 2.9 соединен с входами 7.1 блока 7 расчета вероятности обнаружения цели, 8.3 блока 8 расчета ошибок наведения ЗУР, 9.3 блока 9 расчета вероятности поражения цели, входом блока 11 расчета траекторных характеристик цели.
Рабочая память 3 предназначена для хранения в оперативной памяти цифровые карты местности, данные по тактико-техническим характеристикам зенитных ракетных комплексов, траекториям полета целей, диаграммам обратного отражения целей, характеристикам уязвимости исходных отсеков и логическим схемам уязвимости целей. Вход и выход рабочей памяти 3 соединен с выходом 2.7 и входом 2.2 машины 2 логического вывода.
Блок 4 объяснения предназначен для запоминания и передачи транзитом информации по количественным оценкам показателей эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей. Вход 4.1 блока 4 объяснения соединен с выходом 2.8 машины 2 логического вывода. Вход 4.2 и выход блока 4 объяснения соединен с выходом 5.4 пользовательского интерфейса 5 и входом 5.1 пользовательского интерфейса 5.
Пользовательский интерфейс 5 предназначен для общения с пользователем посредством использования стандартного набора технических и программных средств (дисплея, клавиатуры и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса 5 соединен с выходом блока 4 объяснения, вход 5.2 соединен с выходом 6.1 блока 6 приобретения знаний, вход 5.3 является входом устройства для оценки эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей и соединен с пользователем системы. Выход 5.4 пользовательского интерфейса 5 соединен с входом 4.2 блока 4 объяснения. Выход 5.5 пользовательского интерфейса соединен с входом блока 6 приобретения знаний. Выход 5.6 пользовательского интерфейса 5 является выходом устройства для оценки эффективности зенитного ракетного комплекса при обнаружении и поражении целей и соединен с пользователем системы.
Блок 6 приобретения знаний предназначен для организации диалоговой процедуры, целью которой является утверждение управляющих воздействий по определению эффективной поверхности и уязвимости цели. Вход блока 6 приобретения знаний соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса 5. Выход 6.1 блока 6 приобретения знаний соединен с входом 5.2 пользовательского интерфейса 5, выход 6.2 блока 6 приобретения знаний соединен с входом 2.3 машины 2 логического вывода.
Блок 7 расчета вероятности обнаружения цели предназначен для имитации функционирования радиолокатора обнаружения и целеуказания, входящего в состав зенитного ракетного комплекса, по обзору пространства, обнаружению цели, завязке трассы и выдачи целеуказаний. Вход 7.2 блока 7 расчета вероятности обнаружения цели соединен с выходом 2.9 машины 2 логического вывода, вход 7.1 соединен с выходом 11.2 блока 11 расчета траекторных характеристик цели, вход 7.3 соединен с выходом 8.5 блока 8 расчета ошибок наведения ЗУР. Выход блока 7 расчета вероятности обнаружения цели соединен с входом 8.1 блока 8 расчета ошибок наведения ЗУР.
Блок 8 расчета ошибок наведения ЗУР предназначен для имитации функционирования радиолокатора наведения ракет по наведению ЗУР в режиме телеуправления при реализации трехточечного метода наведения. Вход 8.2 блока 8 расчета ошибок наведения ЗУР соединен с выходом 11.2 блока 11 расчета траекторных характеристик цели, вход 8.3 соединен с выходом 2.9 машины 2 логического вывода, вход 8.4 соединен с выходом 9.4 блока 9 расчета вероятности поражения цели. Выход 8.5 блока 8 расчета ошибок наведения ЗУР соединен с входом 7.3 блока 7 расчета вероятности обнаружения цели, выход 8.6 соединен с входом 9.1 блока 9 расчета вероятности поражения цели.
Блок 9 расчета вероятности поражения цели предназначен для имитации наведения ЗУР на цель в режимах телеуправления и самонаведения на конечном участке, срабатывания неконтактного взрывательного устройства и поражения цели. Вход 9.2 блока 9 расчета вероятности поражения цели соединен с выходом 11.2 блока 11 расчета траекторных характеристик цели, вход 9.3 соединен с выходом 2.9 машины 2 логического вывода. Выход 9.4 блока 9 расчета вероятности поражения цели соединен с входом 8.4 блока 8 расчета ошибок наведения ЗУР, выход 9.5 соединен с входом 12.2 блока 12 расчета уязвимости цели.
Блок 10 расчета эффективной поверхности рассеяния цели предназначен для расчета угла локации цели в зависимости от положения ее центра масс относительно средства локации. Вход блока 10 расчета эффективной поверхности рассеяния цели соединен с выходом 11.1 блока 11 расчета траекторных характеристик цели. Выход блока 10 расчета эффективной поверхности рассеяния цели соединен с входом 2.5 машины 2 логического вывода.
Блок 11 расчета траекторных характеристик цели предназначен для расчета положения центра масс цели относительно имитируемых средств зенитного ракетного комплекса. Вход блока 11 расчета траекторных характеристик цели соединен с выходом 2.9 машины 2 логического вывода. Выход 11.1 блока 11 расчета траекторных характеристик цели соединен с входом блока 10 расчета эффективной поверхности рассеяния цели, выход 11.2 соединен с входом 7.1 блока 7 расчета вероятности обнаружения цели, входом 8.2 блока 8 расчета ошибок наведения ЗУР, входом 9.2 блока 9 расчета вероятности поражения цели, выход 11.3 соединен с входом 12.1 блока 12 расчета уязвимости цели.
Блок 12 расчета уязвимости цели предназначен для расчета углов подхода ЗУР к цели. Вход 12.2 блока 12 расчета уязвимости цели соединен с выходом 9.5 блока 9 расчета вероятности поражения цели. Выход блока 12 расчета уязвимости цели соединен с входом 2.4 машины 2 логического вывода.
Блоки 1-12 могут быть выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа Х86, установленной на рабочем месте (стенде) для оценки эффективности зенитного ракетного комплекса.
Устройство оценки эффективности зенитного ракетного комплекса функционирует следующим образом.
На предварительном этапе в рабочую память 3 загружаются данные по тактико-техническим характеристикам зенитных ракетных комплексов, траекториям полета целей, диаграммам обратного отражения целей, составу, характеристикам уязвимости исходных отсеков и логическим схемам уязвимости целей. В базу знаний 1 загружаются правила расчета эффективной поверхности рассеяния в зависимости от угла локации цели, состава исходных отсеков и логических схем уязвимости цели в зависимости от участков траектории ее полета, правил расчета уязвимости цели в зависимости от углов подхода ЗУР к цели.
После завершения предварительного этапа пользователь при помощи пользовательского интерфейса 5 осуществляет выбор зенитного ракетного комплекса, средства воздушного нападения (цель) для оценки его эффективности, объект удара, их расстановку на цифровой карте местности, запуск расчетов. В процессе моделирования пользователь может осуществлять наблюдение за имитируемыми процессами функционирования зенитного ракетного комплекса и полета целей, по завершению оценку результатов расчета.После запуска моделирования в блок 11 расчета траекторных характеристик цели посредством машины 2 логического вывода поступают исходные данные по начальному положению цели и производится расчет положения центра масс цели относительно радиолокатора обнаружения и целеуказаний в сферической системе координат, координаты которого с выхода 11.2 поступают на вход 7.1 блока 7 расчета вероятности обнаружения цели, в котором осуществляется проверка нахождения центра масс цели в луче диаграммы направленности антенны (ДНА) радиолокатора обнаружения и целеуказаний. При попадании центра масс цели в луч ДНА, в блоке 10 расчета эффективной поверхности рассеяния цели рассчитывается угол локации цели, для чего на вход блока 10 с выхода 11.1 блока 11 поступают координаты текущего положения центра масс цели, после чего на вход 7.2 блока 7 расчета вероятности обнаружения цели посредством машины 2 логического вывода в соответствии с правилами расчета эффективной поверхности рассеяния цели в зависимости от угла локации, находящимися в базе 1 знаний и данными по диаграммам обратного отражения целей, находящимися в рабочей памяти 3, на вход 7.2 блока 7 расчета вероятности обнаружения цели поступает текущее значение эффективной поверхности цели, по которому осуществляется расчет вероятности обнаружения и завязки трассы цели, после чего координаты цели передаются на вход 8.1 блока 8 расчета ошибок наведения ЗУР. При непопадании центра масс цели в луч ДНА антенны производится расчет следующего положения центра масс цели в блоке 11 расчета траекторных характеристик цели и цикл обнаружения повторяется снова.
В блоке 8 расчета ошибок наведения ЗУР осуществляется расчет вероятности обнаружения и взятия на сопровождение цели по данным целеуказаний аналогично алгоритму, реализованному в блоке 7 расчета вероятности обнаружения цели. После успешного решения задачи обнаружения и взятия на сопровождение цели осуществляется пуск и наведение ЗУР на цель и расчет ошибок наведения, для чего на вход 8.2 с выхода 11.2 блока 11 поступают координаты текущего положения центра масс цели, а на вход 8.3 текущие значения эффективной поверхности рассеяния цели. Рассчитанные значения ошибок наведения поступают на вход 9.1 блока 9 расчета вероятности поражения цели.
В блоке 9 расчета вероятности поражения цели осуществляется расчет вероятности обнаружения цели аналогично алгоритму, реализованному в блоке 7 расчета вероятности обнаружения цели, головкой самонаведения ЗУР, расчет вероятности срабатывания неконтактного взрывательного устройства с учетом ошибок наведения ЗУР, для чего на вход 9.2 с выхода 11.2 блока 11 поступают координаты текущего положения центра масс цели, а на вход 9.3 текущие значения эффективной поверхности рассеяния цели. При срабатывании неконтактного взрывательного устройства с выхода 9.5 на вход 12.2 блока 12 расчета уязвимости цели поступают координаты и скорость ЗУР.
В блоке 12 расчета характеристик уязвимости цели осуществляется расчет углов подхода ЗУР к цели, для чего на вход 12.1 с выхода 11.3 блока 11 расчета траекторных характеристик цели поступают текущие координаты центра масс и скорость цели. Далее посредством машины 2 логического вывода в соответствии с правилами расчета уязвимости конструкции цели в зависимости от углов подхода ЗУР к цели, состава исходных отсеков и логических уязвимости цели в зависимости от участка траектории ее полета, находящимися в базе 1 знаний, и данными по составу, характеристикам уязвимости исходных отсеков и логическим схемам уязвимости целей, находящимися в рабочей памяти 3, на вход 9.3 блока 9 расчета вероятности поражения цели поступают данные по уязвимости конструкции цели, в соответствии с которыми осуществляется расчет вероятности поражения цели.
Для информирования пользователя о перечне правил, которые были использованы в устройстве при расчете эффективной поверхности рассеяния и уязвимости цели, используется блок объяснения 4. Корректировка правил расчета осуществляется через блок приобретения знаний 6.