Математическая морфология.
Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 10. -
Вып. 2. - 2011. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-30-html/TITL-30.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-30-html/cont.htm
УДК
621.391
РАЗРАБОТКА ОПТИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ ОШИБОК СТРЕЛЬБЫ ЗСУ-23-4МЗ
Ó
2011 г. Майоров Д.А. Бессарабов С.А. Kротов М.А.
В
статье представлен новый метод измерения ошибок стрельбы ЗСУ-23-4М3. Измерение ошибок позволяют сделать вывод, что при
проведении необходимых практических исследований, разработанное устройство
может быть использовано для повышения эффективности стрельбы зенитной артиллерии.
В перспективе, после соответствующих доработок, разработанное устройство может
использоваться в качестве основы для систем автоматического сопровождения объектов
оптическим методом в каналах управления
огнем современных зенитно-артиллерийских комплексов.
Ключевые
слова: оптический измеритель, ЗСУ-23-4М3.
Учитывая тяжёлое экономическое положение в военно-промышленном комплексе, актуальным направлением развития средств ПВО является модернизация и совершенствование существующих образцов вооружения. Добиться повышения эффективности боевого применения комплексов ПВО в условиях современного противовоздушного боя можно путем замены существующей элементной базы на более современную и внедрением в состав комплексов устройств и систем, основанных на новых принципах.
Перспективными направлениями модернизации зенитной самоходной
установки ЗСУ-23-4МЗ является замена силовой установки, оснащение комплекса
цифровой элементной базой, установка цифровой вычислительной системы (ЦВС)
вместо счетно-решающего прибора (СРП). С целью повышения эффективности
применения комплекса, а также для обеспечения возможности ведения боевой работы
без излучения, в состав ЗСУ-23-4МЗ предполагается ввести телевизионную
оптическую систему.
В настоящее время основным
способом стрельбы зенитной артиллерии по воздушным объектам является ударная
стрельба, при которой успех достигается прямым попаданием снаряда в объект. Для
этого перед выстрелом необходимо рассчитать требуемую траекторию движения
снаряда, проходящую через объект. Однако движение снаряда в воздухе сопровождается
воздействием большого числа регулярных и случайных факторов, которые вызывают
отклонения фактической траектории снаряда от требуемой. Возникающая при этом
суммарная ошибка стрельбы, имеющая несколько составляющих, приводит к снижению
эффективности стрельбы, что свидетельствует о необходимости учёта этих ошибок
при наведении пушки АЗП-23М на объект.
Повышение точности стрельбы
ЗСУ-23-4МЗ может быть достигнуто решением следующих задач:
- повышение точности
измерения входных данных;
- повышение точности
исполнения команд наведения;
- повышение начальной
скорости снарядов;
- измерение
реальных промахов снарядов относительно объекта.
Измерение реальных промахов
снарядов является наиболее простой задачей. В связи с этим выберем именно это
направление для повышения эффективности стрельбы ЗСУ-23-4МЗ. Указанная задача
может быть решена с использованием существующей элементной базы на принципах,
которые нашли широкое применение в современных комплексах. Для решения этой задачи
достаточно ввести дополнительный канал ошибок стрельбы, сопряженный с имеющимся
в составе радиолокационного приборного комплекса каналом объекта.
Для измерения ошибок
стрельбы, в первую очередь, необходимо произвести обнаружение снарядов в
пространстве. Обнаружение с помощью радиолокационной станции является
нецелесообразным, так как это требует дополнительного канала обработки сигнала,
и необходимости развязки работы системы по времени. Поэтому для обнаружения
снарядов предлагается использовать телевизионно-оптический визир (ТОВ), с
помощью которого производится определение координат каждого снаряда в очереди с
последующим вычислением центра их группирования. Это позволит определить
величину промаха снарядов относительно объекта. На рис. 1 изображён принцип
определения величины промаха снарядов по азимуту и по углу места.
Рис. 1. Изображение на
индикаторе ТОВ
Сигналы, характеризующие
величину промаха, с учетом знака поступают в счетно-решающий прибор, где после
соответствующей обработки преобразуются в сигналы поправки. Эти сигналы
суммируются с сигналами управления силовыми приводами вертикального и
горизонтального наведения.
Предлагаемое устройство измерения ошибок стрельбы работает следующим образом.
Камера ТОВ отслеживает положение антенны радиолокационной станции и постоянно направлена
на объект. Видеоинформация с ТОВ поступает на устройство измерения промаха. Из
радиолокационной станции в ЦВС поступает информация о дальности, азимуте и угле места объекта. Кроме того в ЦВС поступает информация о пространственном
положении ЗСУ из системы измерения углов качек и навигационной аппаратуры, а
также информация о величине промаха очереди из устройства измерения промаха. Цифровая
вычислительная система вырабатывает команды наведения, которые после преобразования
в исполнительные команды подаются на соответствующие гидроприводы вертикального
и горизонтального наведения.
Телевизионно-оптический визир предназначен для
сопровождения воздушного объекта по угловым координатам. Угловое сопровождение
объекта обеспечивается совмещением ее изображения с центром визирного перекрестия
на экране индикатора ТОВ (рис. 1).
По принципу действия ТОВ
представляет собой замкнутую телевизионную систему, осуществляющую передачу
визуального изображения наблюдаемого объекта путем выполнения трех операций:
- преобразование потока
оптической энергии в электрический сигнал;
- усиление и трансляция
видеосигнала по кабельному каналу связи;
- преобразование
электрического сигнала в видимое изображение.
Телевизионно-оптический визир обеспечивает
наблюдение удаленных объектов и определение направления на них. Для слежения за
объектом на мишень передающей трубки проецируется изображение перекрестия,
определяющее положение визирной оси в пространстве.
Изображение воздушного объекта при помощи одного из объектов оптической
головки проецируется на чувствительную поверхность видикона. Видикон
преобразует оптическое изображение в электрическое. На его чувствительной
поверхности образуется потенциальный рельеф изображения (рельеф проводимостей),
характер изменения которого соответствует распределению яркостей в передаваемом
изображении. Номинальная величина светового потока поддерживается
автоматической регулировкой диафрагмы оптической головки. Одновременно с
основным световым потоком оптическая головка проецирует на мишень видикона
визирное перекрестие.
Измерение угловых координат
объекта заключается в удержании ее изображения на экране видеоприемного
устройства в центре перекрестия путем управления механизмами, изменяющими
положение телевизионной камеры в пространстве по азимуту и углу места.
Угловые координаты объекта
преобразуются в линейные.
Изменение дальности до
объекта и ее ракурса соответствует изменению размеров изображения. Это приводит
к появлению ошибок измерения линейных отклонений. Для устранения ошибок,
возникающих при приближении объекта к установке, необходимо ввести в состав ТОВ
дополнительную схему, обеспечивающую автоматическое поддержание постоянного
масштаба изображения объекта на индикаторе.
Таким образом, добавление
дополнительных систем в канал наведения пушки АЗП-23М позволит построить
измеритель угловых координат отклонений снарядов относительно объекта, принцип
действия которого основан на оптическом методе обнаружения.
Основным недостатком
предлагаемого устройства является большая подверженность помехам оптического
диапазона, что ограничивает его применение в ночных условиях, в сложных
метеорологических условиях, а также при задымлении или применении противником
специальных аэрозолей.
К достоинствам предложенного
устройства можно отнести полную защиту устройства от радиоэлектронных помех,
высокую точность измерения, а также возможность технической реализации с
использованием существующей элементной базы.
литература
1.
Кочнов
В. В., Жарков С. В., Бессарабов С. А. Устройство и эксплуатация
зенитных артиллерийских и зенитных ракетных комплексов ближнего действия.
Устройство и эксплуатация ЗСУ-23-4М3: Учебное пособие. ВА ВПВО ВС РФ, 2008. -
134 с.
2.
Телевизионно-оптический
визир 9Ш38-2М: Техническое описание и инструкция по эксплуатации: Воен.
изд., 1970. - 79 с.
WORKING OUT OF THE OPTICAL
MEASURING INSTRUMENT ERRORS OF SHOOTING ANTIAIRCRAFT-SELF-PROPELLED
INSTALLATION-23-4M3
Majorov D.A. Bessarabov S.A. Krotov M.A.
In article the new method of measurement of errors of shooting antiaircraft-self-propelled installation-23-4м3 is presented. Measurements
of errors allow to draw a conclusion that at carrying out of the necessary
practical researches, the developed device can be used for increase of efficiency
of shooting of an antiaircraft artillery. In the long term, after the
corresponding completions, the developed device can be used as a basis for
systems of automatic support of objects by an optical method in control paths
fire of modern antiaircraft-artillery complexes.
Key words: optical measuring instrument, antiaircraft-self-propelled installation-23-4м3.
Академия войсковой ПВО Вооруженных Сил РФ
им. Маршала Советского
Союза А. М. Василевского, г. Смоленск
Поступила в редакцию 30.03.11.