Научная статья на тему 'Исключение систематических ошибок в работе взрывателя с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности'

Исключение систематических ошибок в работе взрывателя с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
115
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГОДОГРАФ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ / ВЗРЫВАТЕЛЬ / БОЕВАЯ ЧАСТЬ (БЧ) / КАЧАНИЕ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ (ДН) ВЗРЫВАТЕЛЯ / УГОЛ НАКЛОНА ДН / СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ И СЛУЧАЙНЫЕ ОШИБКИ / КОНУС РАЗЛЕТА ОСКОЛКОВ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Борзов А.Б., Соболева Н.С.

Рассмотрен комбинированный метод обеспечения согласованной работы взрывателя и исполнительного устройства в виде боевой части (БЧ) осколочного типа, позволяющий повысить эффективность поражения цели в широком диапазоне условий встречи боеприпаса с ней. Вариант взрывателя с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности (ДН) позволяет исключить систематические ошибки, в основном, определяющие ширину конуса разлета осколков БЧ. Вдвое сужается диапазон условий встречи, в котором происходит качание каждой из диаграмм, по сравнению со взрывателем, имеющим одну антенную систему, качание диаграммы которой осуществляется в пределах всего широкого диапазона условий встречи. Анализ согласованной работы взрывателя и БЧ выполняется на начальном этапе проектирования с использованием годографа относительных скоростей.DOI: 10.7463/rdopt.0315.0777951

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Борзов А.Б., Соболева Н.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Исключение систематических ошибок в работе взрывателя с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности»

Ссылка на статью:

// Радиооптика. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 03. С. 1-13.

Б01: 10.7463/п1о1*.0315.0777951

Представлена в редакцию: 31.04.2015 http://radiooptics.ru Исправлена: 14.05.2015

© МГТУ им. Н.Э. Баумана

УДК 621.396.98

Исключение систематических ошибок в работе взрывателя с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности

Борзов А. Б.1, Соболева Н. С.1'* ^оЬ-пь^у andex.ru

1МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Рассмотрен комбинированный метод обеспечения согласованной работы взрывателя и исполнительного устройства в виде боевой части (БЧ) осколочного типа, позволяющий повысить эффективность поражения цели в широком диапазоне условий встречи боеприпаса с ней. Вариант взрывателя с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности (ДН) позволяет исключить систематические ошибки, в основном, определяющие ширину конуса разлета осколков БЧ. Вдвое сужается диапазон условий встречи, в котором происходит качание каждой из диаграмм, по сравнению со взрывателем, имеющим одну антенную систему, качание диаграммы которой осуществляется в пределах всего широкого диапазона условий встречи. Анализ согласованной работы взрывателя и БЧ выполняется на начальном этапе проектирования с использованием годографа относительных скоростей.

Ключевые слова: взрыватель, боевая часть (БЧ), годограф относительных скоростей, качание диаграммы направленности (ДН) взрывателя, угол наклона ДН, систематические и случайные ошибки, конус разлета осколков

Введение

Возможность выбрать основные характеристики и оценить степень согласованной работы взрывателя и боевой части (БЧ) для современных боеприпасов (БП), применяемых в широких диапазонах условий встречи, является важной задачей проектных работ. В статьях [1, 2] рассмотрены вопросы взаимодействия взрывателя с целью и выполнены оценки эффективности функционирования взрывателя и БЧ, исходя из условий накрытия цели потоком осколков, выполняемые обычно на завершающих этапах проектирования. Обоснованный выбор вариантов конструкций изделий и их параметров на более ранних стадиях проектных работ, существенно облегчает процесс создания современных БП.

В работах [3, 5, 6] предложен алгоритм экспресс-оценки эффективности функционирования взрывателя и БЧ осколочного типа для боеприпасов (БП) «земля-воздух» и «воздух-воздух», выполняемый на начальных этапах проектирования. Этот

Радиооптика

метод дает возможность совместного выбора характеристик взрывателя и БЧ при обеспечении их согласованной работы в широком диапазоне условий применения. Решения получают геометрическим анализом на основе кинематических схем с использованием годографа относительных скоростей F0 [3], позволяющего геометрически описать широкий диапазон условий встречи с целью.

В предлагаемой статье для обеспечения согласованной работы взрывателя и БЧ осколочного типа предложен вариант конструкции взрывателя с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности. Совместный выбор параметров взрывателя и БЧ для широкого диапазона условий применения выполнен с использованием алгоритма экспресс - оценки эффективности.

Целью работы является дальнейшее развитие и использование алгоритма экспресс -оценки эффективности функционирования взрывателя и БЧ при совместном выборе их конфигураций и основных характеристик. Научная новизна работы состоит в использовании алгоритма экспресс - оценки эффективности функционирования взрывателя и БЧ, предполагающего системный подход при выборе их параметров. Для рассматриваемых вариантов конструкций взрывателя и БЧ их параметры выбираются уже на начальных этапах проектирования и обеспечивают согласованную работу в заданном диапазоне условий применения.

При использовании взрывателя с постоянным углом наклона диаграммы направленности (ф = const) и БЧ осколочного типа простейший вариант согласования их работы в заданном диапазоне условий встречи - выбрать БЧ с широким конусом разлета поражающих элементов. Но в этом случае ширина конуса, определяемая систематическими и случайными ошибками в работе взрывателя, оказывается значительной и существенно снижает эффективность функционирования БП [4]. Обычно на начальных этапах проектирования БП при оценке эффективности функционирования взрывателя и БЧ ограничиваются определением ширины конуса разлета элементов по уровню систематических ошибок в работе взрывателя [4].

Для повышения эффективности БП необходимо сужать ширину конуса разлета элементов. Существуют технические решения, позволяющие уменьшать значения систематических ошибок в работе взрывателя и тем самым сужать конус разлета элементов БЧ [5], но более эффективны решения, обеспечивающие исключение систематических ошибок в пределах широкого диапазона условий встречи БП с целью. Это, например, варианты конструкций взрывателей с одной антенной системой, обеспечивающие качание диаграммы направленности (ДН) в пределах всего, т.е. широкого диапазона условий встречи [6]. Но реализация таких конструкций сложна, поскольку разворот антенной системы должен выполняться в значительном диапазоне углов.

В статье показано, что исключить систематические ошибки в работе взрывателя возможно при использовании двух антенных систем с качанием диаграмм их направленности. Каждая из систем работает только в части диапазона условий встречи и обеспечивает качание диаграммы направленности только в этом диапазоне. При этом необходимый угол разворота каждой из антенн уменьшается в два раза, что упрощает реализацию таких конструкций. При исключении систематических ошибок ширину конуса

разлета элементов БЧ определят только случайные ошибки в работе взрывателя [4]. Следует отметить, что анализ согласованной работы взрывателя и БЧ может быть выполнен уже на начальном этапе проектирования на основе использования годографа относительных скоростей. Приведен соответствующий пример решения данной задачи для штатного варианта боеприпаса и дано сравнение вариантов взрывателя с одной и двумя антенными системами.

1. Уменьшение влияния систематических ошибок в работе взрывателя

Предположим, что условия встречи БП с целью заданы годографом относительных скоростей (рис. 1), применяется БЧ осколочного типа, установлена скорость разлета элементов в статике VCT , вектор которой составляет с осью угол ц0 = 900, выбрана

конструкция взрывателя с постоянным углом наклона диаграммы направленности ф = const. На начальных этапах проектирования с использованием годографа возможно выполнение геометрических построений и получение простых соотношений, позволяющих предварительно оценить уровень систематических ошибок в работе взрывателя - 2Дф, а также необходимую для их компенсации ширину конуса разлета элементов 2Д^, при которой будет обеспечена согласованная работа взрывателя и БЧ. Построения выполняются для т = 1 с; считаем, что цель - точка, а ДН взрывателя - прямая линия.

Рис. 1. Систематические ошибки в работе взрывателя и их компенсация конусом разлета элементов БЧ

При выборе конструкции АИУС с постоянным углом наклона диаграммы направленности ф = const, этот угол определяют по годографу относительных скоростей

для средней точки диапазона V01 ...V02 на параллельном курсе. Это скорость V0 и ей соответствует угол фср (рис. 1). Для скорости V0 согласованная работа взрывателя и БЧ будет обеспечена, поскольку локация цели будет происходить в точке Сц. В то же время, для других относительных скоростей в диапазоне V01 ...V02 будут иметь место ошибки в

работе взрывателя. Для граничных скоростей диапазона У01 и У02 ошибки в работе взрывателя достигнут максимальных значений, соответственно, Лф и Лф2. Эти ошибки называются систематическими [4]. Суммарная систематическая ошибка для рассматриваемого диапазона составит 2Лф = Аф + Лф2. Чтобы обеспечить согласованную работу взрывателя и БЧ в диапазоне относительных скоростей У01...У02, систематические ошибки компенсируют за счет расширения конуса разлета элементов БЧ до значения 2Л/ , определяемого положением точек Д...Д (рис. 1). Но это существенно снижает эффективность функционирования БП.

На практике используют методы согласованной работы взрывателя и БЧ, которые позволяют в несколько раз уменьшить уровень систематических ошибок, но не исключить их [5]. Исключение систематических ошибок возможно для конструкций взрывателя с

ф = уаг, в которых реализуется закон качания ДН ф = ¥ (у |)= ¥ (У0), т.е. для каждой из

относительных скоростей в диапазоне условий встречи У01 ...У02 определяют и устанавливают требуемый угол ф наклона ДН взрывателя [6]. Однако реализация такого закона в широком диапазоне сложна, поскольку качание ДН должно выполняться в значительном диапазоне углов 2Лф = Лф + Лф2, определяемых диапазоном относительных скоростей У01 ...У02.

2. Взрыватель с двумя антенными системами и качанием их ДН

Пусть условия встречи БП с целью заданы годографом относительных скоростей. Применяется БЧ осколочного типа, установлена скорость разлета элементов в статике Уст

, вектор которой составляет с осью угол /0 = 900, выбрана конструкция взрывателя с двумя антенными системами и качанием их ДН (рис. 2).

Рис. 2. Исключение систематических ошибок для взрывателя с двумя антенными системами и качанием их

ДН

Рассмотрим диапазон относительных скоростей Ут...У02 и выполним построения при т = 1 с (цель - точка, ДН - прямая линия). Использование взрывателя с двумя антеннами позволяет разделить широкий интервал относительных скоростей У01 ...У02 на два

диапазона: I - малые относительные скорости У01 ...У03 (У0 ) и II - большие относительные

скорости (У0 )У04...У02. В каждом из этих диапазонов работает соответствующая антенная

система. Как показано в [5], это дает возможность для каждого из диапазонов вдвое уменьшить систематические ошибки в работе взрывателя с 2Дф до Дф7 и Дф (рис. 2). При этом требуемая ширина конуса разлета осколков БЧ по систематическим ошибкам также уменьшится вдвое с 2Д^ до 2ДцляуС2 (рис. 2). Для исключения систематических

ошибок Дф, Дф необходимо обеспечить качание диаграмм направленности каждой из антенных систем в соответствующем диапазоне условий встречи I или II.

Рассмотрим I диапазон относительных скоростей У01 ...У03, соответствующих точкам 1 и 3 на рис 2. Качание диаграммы направленности взрывателя в этом диапазоне скоростей возможно, если устанавливать для каждой относительной скорости в диапазоне требуемый угол наклона ф ДН взрывателя. Каждый из этих углов может быть определен построением с использованием годографа относительных скоростей [5]. Например, для текущей относительной скорости в первом диапазоне - У0тек;, это угол - фтек1. При этом локация цели происходит в точке Сцтек1 (рис. 2). Для граничных скоростей диапазона, минимальной - У01 и максимальной - У03, это - соответственно, углы ф и ф3, которые определят диапазон ф1...ф3 изменения угла наклона ф ДН взрывателя для этого диапазона и максимальный уровень систематических ошибок Дф =ф1—ф3.

Качание ДН взрывателя в Уом диапазоне скоростей позволит исключить систематические ошибки Дф7 в его работе, которые окажутся равными нулю: Дф7 = 0. При отсутствии систематических ошибок точки В1(4) и В3(2) совпадут с точкой 0 (рис. 2) и, следовательно, ширина конуса разлета элементов, обусловленная систематическими ошибками в работе взрывателя, будет равна нулю: 2ДцляуС2 = 0.

Во II диапазоне относительных скоростей У04 ...У02, соответствующих точкам 4 и 2 на

рис. 2, качание диаграммы направленности взрывателя возможно обеспечить, если устанавливать для каждой относительной скорости в диапазоне II требуемый угол наклона ф ДН взрывателя. Каждый из этих углов может быть определен построением с использованием годографа относительных скоростей [5]. Например, для текущей относительной скорости в диапазоне II - У0тек2, это угол -фтек2. Локация цели при этом

происходит в точке Сцтек2. Для граничных скоростей диапазона, минимальной - У04 и

максимальной - У02, это - соответственно, углы ф4 и ф2, которые определят диапазон

(р4...ф2 изменения угла наклона ф ДН взрывателя для этого диапазона и максимальный уровень систематических ошибок Лфп = ф4-ф2 .

Качание ДН взрывателя во 11-ом диапазоне скоростей позволит исключить систематические ошибки Лфп в его работе, которые окажутся равными нулю: Лфя = 0.

При отсутствии систематических ошибок точки В4(^ и В2(3) совпадут с точкой 0 (рис. 2) и, следовательно, ширина конуса разлета элементов, обусловленная систематическими ошибками в работе взрывателя, будет равна нулю: 2Л^лИУС 2 = 0.

О V« Уо; Уо

а)

II 1

Ф=Р(Уо) 1 1

1

О V« Уй£ V»

б)

Рис. 3. Законы качания ДН взрывателя ф = Е (У0) для диапазонов относительных скоростей I (а) и II (б)

Качание ДН антенн в диапазонах I и II относительных скоростей и, следовательно, исключение систематических ошибок в работе взрывателя: Лф1 = 0 иЛфп= 0 требует

расчета для каждого из диапазонов I и II закона изменения угла наклона ф ДН от |у|

модуля относительной скорости ф = Е(¡У0 |) = Е(у). В соответствии с этими законами

выполняется качание ДН каждой из антенных систем. На рис. 3,а и 3,б, соответственно, для Гго и П-го диапазонов относительных скоростей представлены законы изменения угла

наклона ДН ф от модуля относительной скорости |у|.

Для реализации конструкции взрывателя с двумя антенными системами и качанием их ДН на борту для конкретных условий встречи БП с целью необходимо получать

информацию о модуле относительной скорости |V0|. На основе полученной информации о

VI устройство сравнения определяет, в какой из диапазонов I или II, попадает реальная

относительная скорость, и система управления включает необходимую антенную систему. Если имеется информация о стрельбе навстречу или вдогон, то подключение соответствующей антенной системы может выполняться перед пуском. Для реальной

относительной скорости |V0 | устройство-вычислитель определяет по закону ф = F(V0) требуемый угол наклона диаграммы направленности ф, а блок управления выполняет установку ДН в соответствии с этим углом. Угол ф может изменяться механическим или электрическим способом. Механический способ сводится к качанию ДН относительно оси антенной системы совпадающей с осью БП, электрический - к соответствующему изменению длины волны передатчика (для узких диапазонов относительных скоростей), от которой зависит положение ДН.

Метод обеспечения согласованной работы взрывателя и БЧ при использовании взрывателя с двумя антенными системами и качанием их ДН оказывается более простым по сравнению с конструкцией взрывателя с одной антенной системой. Качание ДН каждой из двух антенных систем производится в пределах в два раза меньшего угла Дф или Дф , чем для взрывателя с одной антенной системой, качание ДН которой выполняется в пределах угла 2Дф, пропорционального всему широкому диапазону условий встречи [6]. Если условия встречи описаны годографом относительных скоростей, т.е. имеют место условия встречи не только на параллельных, но и на пересекающихся курсах, ширину конуса разлета элементов БЧ, при которой будет обеспечена согласованная работа взрывателя и БЧ, определят случайные ошибки I-го и II-го рода в работе взрывателя [4].

3. Примеры графического анализа согласованной работы взрывателя со

штатным вариантом БП

3.1. Взрыватель с постоянным углом наклона ДН

Рассмотрим следующие условия встречи с целью для штатного варианта БП, заданные диапазоном скоростей ракеты: ^= (1700...300) м/с, диапазоном

скоростей цели: Уцтах...Уцтт = (850...130) м/с, диапазоном угла встречи к = 0°...60°, при ограничениях угла пеленга s = 600. Для стандартной БЧ осколочного типа известна скорость разлета элементов в статике Уст = 2500 м/с (рис. 4).

WлroЛ\ \ ]

леи ф = \'аг Д(|Л - [Iй, л Г.ТГТ - П"'

4 180 =

Хр

Рис 4. Исключение систематических ошибок для взрывателя с двумя антенными системами и качанием их

ДН для штатного варианта боеприпаса

Согласованная работа взрывателя и БЧ для предполагаемых условий встречи БП с целью для взрывателя с постоянным углом наклона ДН будет обеспечена только при

скорости Vоср, а для других скоростей в диапазоне V01... V02 возникают систематические ошибки в работе АИУС 2Дф = Дф + Дф2. Чтобы обеспечить согласованную работу взрывателя и БЧ в диапазоне относительных скоростей У01 ...У02 необходимо компенсировать систематические ошибки в работе взрывателя за счет расширения конуса разлета элементов БЧ до значения 2Д^, определяемого положением точек В... В (рис. 4). В рассматриваемом случае для полного диапазона скоростей на параллельном курсе У01 = 430 м/с ... У02 = 2550 м/с ширина конуса составит 2Дц = 51°. Такая ширина конуса разлета элементов существенно снижает эффективность функционирования БП и для её повышения используем конструкцию АИУС с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности, которая позволит исключить систематические ошибки.

3.2. Взрыватель с двумя антенными системами и качанием их диаграмм

направленности

Использование взрывателя с двумя антенными системами (рис. 4) предполагает деление всего диапазона относительных скоростей У01 ...У02 на два диапазона, в каждом из которых работает своя антенная система. Первая - в диапазоне У01 = 430 м/с ... У03 =1490 м/с и вторая - в диапазоне У04 =1490 м/с ...У02 = 2550 м/с. Качание их ДН позволяет устанавливать для каждой относительной скорости в этих диапазонах требуемые углы наклона диаграмм в соответствии с законом ф = У (У0) в пределах углов: I - ая антенная

система: ф = 59...820, II -ая антенная система: ф = 59...430. Это позволит исключить систематические ошибки в работе АИУС для каждого из диапазонов, т.е. Лф7 = 0 и Дфя = 0, следовательно, 2Дф = 0. При отсутствии систематических ошибок точки Вц4) и В3(2) совпадут с точкой 0 ( рисунок 4) и, следовательно, ширина конуса разлета элементов, обусловленная систематическими ошибками в работе АИУС, будет равна нулю 2ДД = 0.

Рис. 5. Законы качания ДН ф = Е (|) для I (а) и 11-го (б) диапазонов относительных скоростей для

штатного варианта БП

Для реализации такого метода согласования необходимо для каждого из диапазонов относительных скоростей 101 ... 103 и 104 ... 102 предварительно рассчитать зависимость

угла наклона ДН ф от модуля относительной скорости ||0|, т.е. закон качания ДН ф = Е|). Для диапазонов I и II относительных скоростей законы качания ДН представлены на рис. 5(а,б). На борту должна быть получена информация о модуле относительной скорости Ц для конкретных условий встречи БП с целью. На основе

полученной информации включается I или II антенная система, устройство-вычислитель определяет необходимый для этой скорости угол наклона диаграммы направленности -фтреб, а блок управления положением диаграммы направленности обеспечит установку

этого угла. При этом будут полностью исключены систематические ошибки в работе АИУС.

Поскольку условия встречи описаны годографом относительных скоростей, т.е. имеют место условия встречи не только на параллельных, но и на пересекающихся курсах, то ширину конуса разлета элементов БЧ, при которой будет обеспечена согласованная работа взрывателя и БЧ, в этом случае определят только случайные ошибки первого и второго рода в работе взрывателя [4].

Заключение

По результатам работы можно сделать следующие выводы.

1) Рассмотрены возможности повышения эффективности работы взрывателя и БЧ за счет использования взрывателя с двумя антенными системами и качанием их диаграмм направленности.

2) Качание диаграмм направленности позволяет исключить систематические ошибки в работе взрывателя и существенно сузить конус разлета осколков БЧ.

3) При использовании двух антенных систем каждая из них работает во вдвое более узком диапазоне относительных скоростей и качание ее ДН выполняется, соответственно, во вдвое более узком диапазоне углов. В случае использования взрывателя с одной антенной системой качание ДН выполняется в пределах углов, соответствующих всему широкому диапазону условий встречи.

4) Использование алгоритма экспресс - оценки эффективности функционирования взрывателя и БЧ позволяет совместно выбрать их основные параметры уже на ранних стадиях проектирования и обеспечить их (взрывателя и БЧ) согласованную работу в широком диапазоне условий встречи. Оценка согласованной работы взрывателя и БЧ выполняется геометрическим анализом на основе кинематических схем с использованием годографа относительных скоростей.

Приведен пример оценки условий согласованной работы взрывателя и БЧ для штатного варианта БП, при сравнении взрывателей с одной и двумя антенными системами. Показано, что за счет использования конструкции взрывателя с двумя антенными системами и качанием их ДН в соответствии с рассчитанными законами ф = У(у), систематические ошибки в работе взрывателя могут быть исключены. Это существенно сужает ширину конуса разлета осколков, которая в этом случае будет определяться только случайными ошибками в работе взрывателя, что обеспечивает повышение эффективности поражения цели.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Список литературы

1. Борзов А.Б., Лихоеденко К.П., Муратов И.В., Павлов Г.Л., Сучков В.Б. Определение области принятия решений бортового радиолокационного датчика цели // Журнал радиоэлектроники. Электронный журнал. № 10. 2009 (http://ire.cpHre.щ/iso/oct09/2/text.pdf).

2. Burton A., Mountford J., Garrod A. An air target engagement simulation for radar proximity fuze development and performance assessment // IEE Colloquium on Radar System Modeling (Ref. No. 1998/459). 8 Oct 1998.- Pp. 1-7.

3. Соболева Н.С. Оценка условий согласованной работы АИУС и исполнительного устройства на начальных этапах проектирования // Наука и образование. Электронный научно-технический журнал. 2012. №2. DOI: 77-30569/334010 ( http://www.technomag.edu.ru/doc/334010.html).

4. Марков В. А., Овчинников А.Ф., Пусев В.И. О развитии боевого снаряжения крылатых ракет // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2014 .- № 4 .- С. 17 - 29

5. Борзов А.Б., Соболева Н.С. Методы согласованной работы автономной информационной и управляющей системы и исполнительного устройства за счет уменьшения систематических ошибок // Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып.3. (http://engjournal.ru/catalog/it/nav/625/html).

6. Борзов А.Б., Соболева Н.С. Методы согласованной работы автономной информационной и управляющей системы и исполнительного устройства при исключении систематических ошибок в работе АИУС // Спецтехника и связь. 2014. № 4. С. 33-37.

Radiooptics

Radiooptics of the Bauman MSTU, 2015, no. 03, pp. 1-13.

DOI: 10.7463/rdopt.0315.0777951

Received: 31.04.2015

Revised: 14.05.2015

http://radiooptics.ru © Bauman Moscow State Technical Unversity

Elimination of Systematic Operation Errors of Fuzes Having Two Antenna Systems with Swinging Diagrams

A.B. Borzov1, N.S. Soboleva

1,*

sob -ns'gy andex ju

bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia

Keywords: fuze, warhead, relative velocities hodograph, swinging of fuze diagram, angle of diagram

incline, systematic and random errors, fragments expansion cone

The capability of choosing the main characteristics of the fuze and the warhead and coordination of their joint operation simplifies the design process at its initial stages. The conditions of a missile encountering the target are described within a wide range by using a relative velocities hodograph. At constant angle of diagram incline and warhead of fragmental type it is possible to coordinate the fuze and warhead operation within a wide range of the fragments expansion cone, but only within a narrow range of application conditions. This cone is defined, mainly, by the fuze systematic errors which in turn are dependent on the range of relative velocities and influence on the ammunition efficiency. The latter may be improved by narrowing the fragments expansion cone, in particular by means of reducing or even full elimination of the fuze systematic errors. This is possible when swinging the diagram. However with a wide preset range of the encounter conditions a fuze design becomes more complicated because there is a need for the large angles of antenna rotation. It is shown that using a fuze with two antenna systems and their swinging diagram allows us to eliminate the systematic errors. In this case the range of encounter conditions becomes twice narrower as compared with a fuze having one antenna system. When using the relative velocities hodograph, an analysis of a fuze operating at a constant angle of diagram incline may be implemented at the initial design stage. The paper shows a way to select the width of the fragments expansion angle taking into account the improved operating efficiency of the fuze and the warhead. In a fuze with two antenna systems each of them operates within twice narrower range of relative velocities and, hence, more narrow range of angles of antenna diagrams swinging. Thus the width of fragments expansion cone due to fuze systematic errors may be reduced to zero. In this case the said width will be determined only by the random errors, i.e. the joint operation efficiency of the fuze and the warhead will be improved.

References

1. Borzov A.B., Likhoedenko K.P., Muratov I.V., Pavlov G.L., Suchkov V.B. [Assessment of the decision range of a radar type target sensor] // Zhurnal radieletroniki. Electronnyi zhurnal. No 10. 2009 (http://jre.cplire.ru/iso/oct09/2/text.pdf) (In Russian).

2. Burton A., Mountford J., Garrod A. An air target engagement simulation for radar proximity fuze development and performance assessment // IEE Colloquium on Radar System Modeling (Ref. No. 1998/459). 8 Oct 1998.- Pp. 1-7.

3. Soboleva N.S. [Estimation of conditions of coordinated work of autonomous information and control systems (AICS) and executing device at the initial design stages] // Nauka i obrazovanie MGTU im. N.E. Baumana - Science and Education of the Bauman MSTU. 2012. No 2. DOI: 77-30569/334010. http://www.technomag.edu.ru/doc/334010.htmKIn Russian).

4. Markov V.A., Ovchinnikov A.F., Pusev V.I. [About development of fighting equipment of cruise missiles] // Izvestiya Rojssiyskoy academii raketnich i artilleriyskich nauk. 2014 .-№ 4 .- C. 17 - 29

5. Borzov A.B., Soboleva N.S. [Methods of coordinating the operation of an autonomous information and control system and the executing device by reducing the systematic errors] // Inzhenernyi zhurnal: nauka I innovatsii. 2013, vyp. 3 (In Russian) (http://engjournal.ru/catalog/it/nav/625/html).

6. Borzov A.B., Soboleva N.S. [Methods of coordinating the operation of an autonomous information and control system and an actuating device by elimination of the AICS systematic errors] // Spetstekhnika i svyaz'. 2014. No 4. Pp. 33-37 (In Russian).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.