СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОРАБЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ ОРУЖИЯ
CONTROL OVER SHIP WEAPONS COMPLEX

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к способам управления корабельными комплексами оружия ближнего рубежа, в частности, устанавливаемыми на различные боевые патрульные катера, легкие сторожевые корабли береговой охраны и др., основными задачами которых являются охрана территориальных вод и экономических морских зон, пресечение контрабандной перевозки товаров и наркотиков, а также содействие боевым операциям [1].
На современных патрульных катерах (ПК) имеются артиллерийское оружие калибра 20-40 мм, пулеметы и зенитные ракетные комплексы (ЗРК) с ИК-головками самонаведения. В качестве информационно-прицельных систем используются РЛС и теплотелевизионные приборы наблюдения и прицеливания [2].
Актуальной задачей в настоящее время является оснащение ПК современными корабельными комплексами оружия, в качестве которых используются комплексы ракетно-пушечного оружия ближнего рубежа, обеспечивающие эффективную стрельбу по малоразмерным надводным, береговым и воздушным целям на дальности прямой видимости (10-15 км) днем и ночью, при наличии оптических и радиопомех и дефицита времени.
Известен способ управления корабельным комплексом оружия [3], являющийся аналогом заявленному. Комплекс содержит оптический прицел, оптический пеленгатор излучателя ракеты и радиокомандную аппаратуру передачи команд управления на ракету, установленные в рубке катера, а также управляемые ракеты, установленные на неподвижных пусковых установках и содержащие блок управления. Способ управления этим комплексом корабельного оружия включает ручное наведение прицельной марки на цель и автоматическое управление ракетой с помощью командной системы управления с передачей команд управления и передачей команд по радиолинии связи.
Недостатками этого способа являются: низкая вероятность попадания в малоразмерную цель из-за низкой точности сопровождения цели ручной системой наведения прицельной марки; низкая помехозащищенность от организованных оптических и радиопомех, обусловленная наличием радиоканала с низкой степенью помехоустойчивости и наличия оптического пеленгатора, обращенного в сторону противника; применение комплекса на катере возможно только в дневных условиях из-за отсутствия в прицеле канала ночного видения; неподвижное размещение пусковых устройств, а также малые дальности стрельбы (до 6 км) требуют от катера выход на небольшие дистанции при нулевом курсовом угле на цель, что снижает быстродействие открытия огня и живучесть катера в условиях противодействия противника [3].
Известен способ управления корабельным комплексом оружия, являющийся также аналогом заявленному способу. Комплекс оружия представляет собой ракетно-пушечный комплекс ближнего рубежа «Valkyrie SWPS» (США) для патрульного сторожевого катера типа Cycione. Он содержит низкопрофильную корабельную установку на единой стабилизированной подъемно-поворотной платформе, на которой размещены пушка «Bushmaster» калибра 25 мм - 30 мм, управляемые противотанковые ракеты «Hellfire» (AGM-114B), теплотелевизионный прицел и лазерный целеуказатель. На месте оператора установлены пульт управления, блок отображения информации, вычислитель и автомат сопровождения цели. Ракета содержит лазерную полуактивную головку самонаведения (ГСП). Способ управления комплексом - комбинированный и включает: инерциальное управление ракетой на начальном участке и лазерное полуактивное самонаведение на конечном участке сближения с целью. На мониторе блока отображения информации формируют изображения сопровождаемой цели и прицельной марки, в положении которой учитывают углы упреждения пусковой установки ракет и пушки, вырабатываемые вычислителем. Управление ракетой осуществляется первоначально инерциальной системой до момента захвата ГСН отраженного от цели лазерного излучения, в дальнейшем ракета самонаводится на энергетический центр отраженного сигнала.
Недостатками этого способа являются: малая дальность обнаружения целей в условиях волнения моря из-за размещения тепловизионного прицела на низкопрофильной платформе на малой высоте от ватерлинии; низкая помехоустойчивость системы управления ракетой от организованных оптических помех из-за обращения ГСН в сторону облучаемой цели, что позволяет сформировать с помощью обнаружителя излучения мощное лазерное излучение той же структуры с ложной цели; низкая точность попадания ракеты в малоразмерную цель из-за смещения энергетического центра отраженного сигнала, вызванного изменением фона и профиля движущейся, а также в силу того, что после старта на ракету не передается информация об изменении параметров цели и носителя.
Известен также способ управления корабельным комплексом оружия, реализованный в корабельном комплексе высокоточного оружия ближнего рубежа (патент RU №2135391-98 г.). Этот способ по технической сути и существенным признакам является наиболее близким к заявляемому и принят за его прототип. Одновременно он является и базовым объектом.
Способ управления корабельным комплексом оружия, содержащим управляемые ракеты с блоками управления и пушку, установленные на подъемно-поворотной платформе оружия с приводами, автомат сопровождения целей, блок отображения информации, блок измерения параметров качек, пульт управления и вычислитель, подъемно-поворотную платформу наведения, установленную на мачте корабля и содержащую приводы и датчики углов поворота по азимуту и по углу места, теплотелевизионный прицел и лазерно-лучевой блок, приемник излучения, расположенный в заднем торце ракеты и электрически соединенный с входом блока управления и оптически - с выходом лазерно-лучевого блока, включающий измерение путевой скорости, углов курса и качек корабля, углов и угловых скоростей поворота платформы наведения, подачу измеренных показателей на входы вычислителя, обнаружение и распознавание цели, наведение на нее съюстированных луча управления лазерного лучевого блока и линии визирования прицела по азимуту и углу места, перевод наведения линии визирования в автоматический режим, слежение за положением линии визирования с необходимыми углами упреждения пушкой и встреливания в луч управления ракетой, подачу команды на стрельбу пушкой или на старт ракеты, встреливание ракеты в луч управления, перевод ее в автоматический режим управления по информации, заложенной в луче управления, и наведение ракеты на цель по оси луча управления.
Этот способ по сравнению с предыдущим обладает преимуществами, подтвержденными реализующим его комплексом ВТО «Вихрь-К» [3]. Он обеспечивает: ведение стрельбы по малоразмерным целям в пределах прямой видимости управляемыми ракетами и пушкой на большие дальности в условиях волнения моря благодаря установке подъемно-поворотной платформы наведения с прицелом и лазерно-лучевым блоком на мачте корабля; высокую помехоустойчивость от организованных оптических помех благодаря введению в состав комплекса лазерно-лучевого блока управления ракетой в прямом луче, на ракете - приемника излучения, ориентированного в противоположную от противника сторону, что исключает попадание на него организованных оптических помех; высокую точность попадания ракеты в малоразмерную цель благодаря применению системы управления в прямом луче лазера, которая позволяет передавать на ракету по лучу информацию об изменении параметров носителя, цели и условий пуска в процессе полета ракеты.
Основными недостатками этого способа являются увеличение расстояний между подъемно-поворотными платформами наведения и оружия, отсутствие их учета, что снижает точность в определении необходимого положения луча управления во время неуправляемого полета ракеты, отсутствие определения и учета изменяющихся показателей дальности до цели и плоскости захвата, а также съюстированность луча управления и линии визирования во время неуправляемого полета ракеты, что увеличивает ошибки встреливания ракеты в луч управления, увеличивает «время захвата», а в ряде случаев («стрельба на борт») может привести к непопаданию ракеты в луч управления и ее потере.
Предлагаемый способ позволяет практически исключить присущие прототипу недостатки.
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности управления корабельными комплексами оружия, а также расширение условий их применения.
Указанная цель достигается тем, что в способе управления корабельным комплексом оружия, содержащим управляемые ракеты с блоками управления и пушку, установленные на подъемно-поворотной платформе оружия с приводами, автомат сопровождения целей, блок отображения информации, блок измерения параметров качек, пульт управления и вычислитель, подъемно-поворотную платформу наведения, установленную на мачте корабля и содержащую приводы и датчики углов поворота по азимуту и по углу места, теплотелевизионный прицел и лазерно-лучевой блок, приемник излучения, расположенный в заднем торце ракеты и электрически соединенный с входом блока управления и оптически - с выходом лазерно-лучевого блока, включающий измерение путевой скорости, углов курса и качек корабля, углов и угловых скоростей поворота платформы наведения, подачу измеренных показателей на входы вычислителя, обнаружение и распознавание цели, наведение на нее съюстированных луча управления лазерного лучевого блока и линии визирования прицела по азимуту и углу места, перевод наведения линии визирования в автоматический режим, слежение за положением линии визирования с необходимыми углами упреждения пушкой и встреливания в луч управления ракетой, подачу команды на стрельбу пушкой или на старт ракеты, встреливание ракеты в луч управления, перевод ее в автоматический режим управления по информации, заложенной в луче управления, и наведение ракеты на цель по оси луча управления, дополнительно измеряют расстояние между подъемно-поворотными платформами наведения и оружия по курсу и высоте, дальность до цели и плоскости захвата, подают их значение на входы вычислителя, уточняют необходимое угловое положение луча управления, разъюстируют его с линией визирования в момент старта ракеты и совмещают с уточненным положением на время неуправляемого полета ракеты, после ее захвата возвращают луч управления в съюстированное с линией визирования положение.
Признаки предлагаемого способа, общие с признаками прототипа, предназначены для выполнения тех же функций, что и в прототипе. Новые признаки введены для достижения целей изобретения. Измерение изменившихся в прототипе расстояний между подъемно-поворотными платформами наведения и оружия по курсу и высоте - следствие необходимости их учета, поскольку они вызвали увеличение углов рассогласования между линиями огня оружия, с одной стороны, линией визирования и оси луча управления - с другой, особенно при стрельбе «на борт» как из пушки, так и управляемой ракетой. В результате увеличилось время неуправляемого полета ракеты, увеличилась опасность не осуществить «захват» ракеты. С этой же целью введены признаки измерения дальностей до цели и плоскости «захвата».
Подача дополнительно измеренных параметров в вычислитель вызвана необходимостью их учета при определении и уточнении (с помощью программ и математического аппарата, заложенных в вычислитель) для захвата управляемой ракеты углового положения луча управления, которое под действием постоянно меняющихся параметров и факторов также непрерывно меняется при маневрировании корабля.
Особую опасность представляют действия внешних возмущений на начальном, неуправляемом участке, в частности, действия бокового ветра в зоне «захвата», определяемой взаимным положением ракеты и луча управления.
Наличие в составе ряда комплексов ракетно-пушечного вооружения датчиков бокового ветра не обеспечивает получения достоверной информации о реальном ветре на траектории и выработку соответствующих поправок, так как область захвата управляемого снаряда для оператора невидима, а начало управления снарядом значительно удалено от стреляющего объекта (иногда более 500 м). Погодная неустойчивость, переменчивость ветра, как правило, существенно изменяют реальные характеристики бокового ветра, а следовательно, и положение управляемой ракеты к моменту ее захвата.
Разъюстирование луча управления с линией визирования в момент старта и совмещение его с уточненным положением позволяют сохранять на все время полета ракеты то оптимальное положение луча, в который ракета должна войти к моменту ее захвата.
Этот признак вызван тем, что автоматическое удержание линии визирования на цели с помощью автомата сопровождения целей не дает возможности переместить луч управления в оптимальную точку плоскости «захвата» для «встречи» ракеты после ее неуправляемого полета (из-за его юстировки с линией визирования). А чем больше время неуправляемого полета, тем больше вероятность непопадания ракеты в луч управления. Поэтому возможны срывы управления. При этом наводчик (оператор), контролируя процесс слежения за целью с помощью блока отображения информации, не имеет возможности наблюдать и корректировать процесс захвата и вносить в него поправки. Из-за невидимости зоны «захвата», отсутствии ее координат, он лишен возможности и достоверного определения действительных причин срыва управления. Неточность юстировки линии визирования и продольной оси луча управления, несоответствие в этом случае поправок на боковой ветер реальному состоянию, наличие рассогласования между линией визирования и продольной осью ракеты в момент ее старта, вызванное конструктивными особенностями расположения подъемно-поворотных платформ наведения и оружия на палубе корабля, могут еще более усугубить опасность потери ракеты в процессе ее захвата. Несмотря на проводимые выверки нулевой линии визирования, их рассогласование в плоскости захвата может достигать значительной величины (у прототипа нескольких метров), соизмеримой с поперечными размерами луча управления.
Возвращение луча управления после захвата ракеты в съюстированное с линией визирования положение (вместе с захваченной ракетой) обеспечивает наведение ракеты на цель по оси луча управления.
Реализация предлагаемого способа может быть осуществлена следующим образом. Как и в прототипе, измеряют путевую скорость, углы курса и качек корабля, углы и угловые скорости поворота платформы наведения. Дополнительно измеряют расстояние между подъемно-поворотными платформами наведения и оружия по курсу и высоте, дальность до цели и плоскости захвата. Подают все измеренные показатели на входы вычислителя. Обнаруживают и распознают цель, наводят на нее съюстированные луч управления лазерного лучевого блока и линию визирования прицела по азимуту и углу места. Переводят наведение линии визирования в автоматический режим. Следят за положением линии визирования с необходимыми углами упреждения пушкой и встреливания в луч управления ракетой. Уточняют необходимое угловое положение луча управления. Подают команды на стрельбу пушкой или на старт ракеты. Производят пуск ракеты и в момент ее старта разъюстируют луч управления с линией визирования, совмещают его с уточненным положением на время неуправляемого полета ракеты. Встреливают ракету в луч управления. После ее захвата возвращают луч управления в съюстированное с линией визирования положение, а ракету переводят в автоматический режим управления по информации, заложенной в луче управления, и наводят ее на цель по оси луча управления.
Предложенный способ позволяет повысить эффективность стрельбы, уменьшить тем самым расход боеприпасов, а также расширить диапазон изменения условий стрельбы при сохранении заданной эффективности.
Так, например, компенсация действия бокового ветра скоростью 15 км/ч при наличии введенных признаков позволяет на 12-15% повысить вероятность встреливания управляемой ракеты в луч управления, что обеспечивает заданную надежность функционирования всего комплекса.
Источники информации
1. Журнал «Морской сборник», №1, 1996 г.
2. Журнал «Зарубежное военное обозрение», 1995, №3.
3. Патент RU №2135391-98 г. - Прототип.