CC BY
2
УДК 621.396
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-157-158
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОЙ ПЛОЩАДИ РАССЕИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ БРОНЕТАНКОВОЙ ТЕХНИКИ, ОСНАЩЕННЫХ СРЕДСТВАМИ СНИЖЕНИЯ ЗАМЕТНОСТИ И ИЗМЕНЕНИЯ
КОНФИГУРАЦИИ
Е.А. Пафиков, Е.И. Минаков, А.Ю. Тычков
Предложена методика расчета эффективной поверхности рассеивания, позволяющая проводить сравнительную оценку скрытности объектов бронетанковой техники от радиолокационных технических средств противника при использовании различных перспективных средств снижения заметности и изменения конфигурации.
Ключевые слова: эффективная поверхность рассеивания, объект бронетанковой техники, методика, средств снижения заметности и изменения конфигурации, диаграмма.
Одним из важнейших объектов поражения, согласно взглядам военных специалистов, является бронетанковая техника, которая и в будущем сохранит свое значение основной ударной силы сухопутных войск. При использовании обычных систем оружия ей отводится решающая роль при проведении как наступательных, так и оборонительных операций [1]. Поэтому борьба с объектами бронетанковой техники (ОБТТ) на современном этапе и перспективе является первоочередной задачей, к решению которой будут привлечены практически все виды вооруженных сил и родов войск.
Оценки, проведенные в ряде работ [2,3], показывают, что боевая эффективность таких ПТС в 3...8 раз выше, чем ПТС с оптической и оптико-электронной системой обнаружения и целеуказания. Для обеспечения требуемой надежности противотанковой обороны вероятность попадания в цель при одном выстреле должна составлять (0,7...0,95) при вероятности достоверного обнаружения не менее 0,95.
Для достижения этих требований необходимо учитывать ряд специфических особенностей при обнаружении и измерении угловых координат движущихся и неподвижных бронетанковых целей [3]: сравнительно небольшие (до 6 км) дальности наблюдения целей, на которых необходимо учитывать их протяженный характер, влияние поверхности раздела (земной поверхности) на характеристики обнаружения и точность сопровождения цели; особенности, накладываемые применением миллиметрового (ММ) и коротковолновой части миллиметрового диапазона длин волн (КВЧ ММ ДВ) (недостаточная изученность совокупности амплитудных, фазовых и поляризационных характеристик в этих диапазонах при малых углах скольжения); применение противником различных средств защиты, снижающих заметность цели и изменяющих ее конфигурацию, что в конечном итоге существенно снижает радиолокационный контраст и увеличивает угловые шумы, а также повышает вероятность срыва сопровождения цели. Указанные особенности, приводят к необходимости разработки и исследования эффективных методов и методик обработки сигналов при селекции и измерениях угловых координат бронетанковых целей.
Наряду с совершенствованием пассивной защиты танков и разработкой комплексов активной защиты повышаются требования к демаскирующим характеристикам бронетанковой техники, а также большое внимание уделяется разработке пассивных средств радиоэлектронной защиты (РЭЗ) (средства снижения заметности и изменения конфигурации) существенно увеличивающих вероятность промаха высокоточного оружия. Применение на ОБТТ пассивных средств РЭЗ резко снижает вероятность обнаружения цели на фоне земной поверхности, поэтому есть необходимость в разработке методов и методик исследования отражения электромагнитной волны от ОБТТ при наличии средств снижения заметности и изменения конфигурации.
Для исследования влияния средств снижения заметности и изменения конфигурации на объекты бронетанковой техники (ОБТТ) в РЛ-диапазоне, а также оценки адекватности предложенных вероятностных моделей предлагается методика расчета ЭПР ОБТТ, оснащенных средствами снижения заметности и изменения конфигурации. Данная методика основывается на методе расчета характеристик рассеяния уединенного объекта, но дополнительно позволяет учитывать наличие и влияние подстилающей поверхности с заданными электромагнитными характеристиками. Из-за наличия границы раздела «воздух - земля» на поверхности объекта возникают две взаимно пересекающиеся освещенные области, первая из которых вызвана прямой волной, падающей из точки облучения, а вторая - волной, отраженной от земной поверхности. Полученные интегральные представления позволяют указать на четыре главных пути распространения электромагнитных волн в описываемой системе (рис. 1): «передатчик - объект - приемник», «передатчик - объект - земля - приемник», «передатчик -земля - объект - земля - приемник», «передатчик - земля - объект - приемник».
© ©
Рис. 1. Главные пути распространения электромагнитных волн при зондировании наземного объекта: 1- «передатчик - объект - приемник»; 2 - «передатчик - объект - земля - приемник»; 3 - «передатчик - земля - объект - земля - приемник»; 4 - «передатчик - земля - объект -приемник»
157
Для наземных объектов методика также позволяет рассчитывать характеристики рассеяния при наличии радиопоглощающих покрытий и изломов поверхности. Предлагаемый метод основан на получаемых из леммы Лоренца интегральных представлениях полей, учитывающих электродинамические взаимодействия между рассеивате-лем и границей однородного полупространства. Кроме того, учитывается наличие неоднородностей (острые кромки и средства снижения заметности) на поверхности исследуемого объекта.
При падении плоской монохроматической волны на не идеально отражающий наземный объект, воспользовавшись леммой Лоренца, получили выражение для поля, рассеянного объектом с поверхностью Б:
р• Е(х0) = — | [И1 (х) • | (х| х0, р) + Е1 (х) Н (х |х0, р)х, (1)
где |, @ (х|х0,р) - поле электрического диполя, расположенного в точке Хо с вектор-моментом р в присутствии
границы Б полупространства V1; (Е1, И1) - повернутые на 90° тангенциальные составляющие полного поля на поверхности объекта Б.
Поле над поверхностью Б в отсутствие рассеивателя Б можно записать в виде
|(х|д0,р) = ^(оК[р0ехр(А,(Д° • х)) + р'ехр^Е1 • х))]; (2)
® (x R0, p) = [p01 exp(jk0 (R0 • x)) + p11 exp(jk0 (Rl • x))], (3)
где p01 = R0 • p0, p11 = R1 • p1, p0 = pT, p1 - вектор.
Таким образом, будем считать, что поверхность S облучается, во-первых, исходной плоской волной, распространяющейся в направлении R0, и, во-вторых, волной, переотраженной плоскостью D, распространяющейся в направлении R1 .
Выражение для интеграла Е0 при замене поверхностного интеграла повторным будет иметь вид
F = J—p0 i expO'k, 2(R0 • X(u)))Dmdu + Кp1 J exp( A ((R0 - R1) • Ca (X(u)) + (R0 + R1) • X(u))Dndu;
V 80 Y„ V 80 Y„
D00 = J exp(jk.R 't))Bmdz. (4)
Первое слагаемое в выражении для интеграла Е0 аналогично соответствующему выражению для поля,
рассеянного кромочным участком уединенного объекта.
Выражение для интеграла Е1 в результате замены поверхностного интеграла повторным будет иметь вид
F = J—p0 Jexp(A((R° -R1) • С(X(u)) + (R0 -R1) • X(u)))Dwdu + Kp1 Jexp(A2((R0 -R1) x (5)
V 80 Y 8
xC0 (X(u)) + R1 • X(u)))D11d u;
D10 = J expj (R0 • t))Bwdz, B10 = Ha1 (t) +
w;
D11 = J exp(jk ((R0 • R1) • c (t) + R1 •!))Bndz:
w;
B;1 = H 61(t) + p (i61 • R1),
V ^0
где Yi - совокупность линий изломов, охватываемых поверхностью; W;, W;' - линия пересечения поверхности W; и
плоскости, перпендикулярной линии излома.
Как следует из выражений (4) и (15), расчет рассеяния на кромочных участках наземного объекта также может быть проинтерпретирован в терминах четырехлучевой картины распространения электромагнитных волн, как и при рассеянии на гладкой части поверхности объекта. Суммируя поля, рассеянные гладкими и кромочными элементами поверхности, можно оценить поле рассеяния объекта, который находится на подстилающей поверхности.
Подстилающая поверхность анализируемого участка местности средствами РЛ разведки противника служит своеобразным фоном, среди которого и необходимо выделить сигнал ОБТТ.
Так как для получения вероятности обнаружения ОБТТ необходимо исследование определенного участка местности, на которой располагается ОБТТ, то суммарная ЭПР определяется по выражению
°ЦИ = СТФИ + + 2Vcos (А^), (8)
где офЫ - величина ЭПР фона, аш - ЭПР ОБТТ.
Для определения ЭПР ОБТТ разработана методика ее расчета на основе 3D-модели образца и проведены теоретические исследования отражающих свойств танка Т-90А при наличии средств снижения заметности и изменения конфигурации. 3D-модель танка разработана в программном продукте SolidWorks 2020 и импортирована в Ansys Electronics Desktop.
На рис. 2, а, б приведены диаграммы ЭПР танка Т-90А.
По методике, описанной выше, рассчитали ЭПР танка Т-90А с установленными на ОБТТ уголковыми отражателями (УО) (средства изменения конфигурации). На рис. 3 представлено схематичное размещение УО.
(6)
(7)
Рис. 2. Виды представления диаграмм: а - диаграмма ЭПР танка Т-90А; б - моностатическая ЭПР танка
Т-90А
.....: 3L £=!£?«
Рис. 3. Схематичное размещение УО на танке Т-90А
При наличии УО диаграммы ЭПР в двумерной и сферической системе координат представлены на рис. 4, а, б, а для варианта укрытия танка маскировочным комплектом ММК-1 - на рис. 5, а, б.
\ ' " « Ihi'Pl : ' ~ '
а б
Рис. 4. Диаграмма ЭПР танка Т-90А при наличии УО: а - диаграмма ЭПР танка Т-90А при наличии УО в двумерной системе координат; б - диаграмма ЭПР танка Т-90А при наличии УО в сферической системе
координат
?£.
а б
Рис. 5. ЭПР танка Т-90А под маскировочным комплектом ММК-1: а - диаграмма ЭПР танка Т-90А под маскировочныш комплектом ММК-1 в двумерной системе координат; б - диаграмма ЭПР танка Т-90А под маскировочным комплектом ММК-1 в сферической системе координат
Таким образом, разработанная методика расчета ЭПР позволяет произвести сравнительную оценку скрытности ОБТТ от РЛ технических средств противника при использовании различных перспективных средств снижения заметности и изменения конфигурации и является инструментом для детального изучения поляризационных свойств образца.
Список литературы
1. Троценко К.А. Боевые действия в Сирии - развитие способов ведения общевойскового боя и операции или частный случай? // Военная мысль. 2020. Вып. № 11. С. 6-25.
2. Вероятностные параметры объединения информации радиолокационных измерений от пространственно-разнесенных источников / Д.А. Пагульцев, Е.С. Фитасов, А.Б. Борзов и др. // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2020. №2 (38). С. 14-23.
3.Юкин С.А., Андреев В.Г. Бисспектральный анализ радиоотражений в задаче селекции наземных движущихся целей // Вестник РГРТУ, сер.3. 2009. Вып. 29. С. 46-51.
Пафиков Евгений Анатольевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Пенза, Филиал Военной академии материально-технического обеспечения (г. Пенза),
Минаков Евгений Иванович, д-р техн. наук, профессор, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Тычков Александр Юрьевич, д-р техн. наук, заведующий кафедрой, [email protected]. Россия, Пенза, Пензенский государственный университет
METHODOLOGY FOR CALCULATING THE EFFECTIVE AREA OF DISPERSION OF ARMORED VEHICLES EQUIPPED WITH MEANS OF REDUCING VISIBILITY AND CONFIGURATION CHANGES
E.A. Pafikov, E.I. Minakov, A. Y. Tychkov
A method for calculating the effective scattering surface is proposed, which allows a comparative assessment of the stealth of armored vehicles from enemy radar equipment using various promising means of reducing visibility and changing the configuration.
Key words: effective scattering surface, object of armored vehicles, methodology, means of reducing visibility and configuration changes, diagram.
Pafikov Evgeny Anatolyevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected]. Russia, Penza, Branch of the Military Academy of Logistics (Penza),
Minakov Evgeny Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, Russia, Tula, Tula State University,
Tychkov Alexander Yurievich, doctor of technical sciences, head of the department, [email protected], Russia, Penza, Penza State University
УДК 533.65.013.622
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-160-161
СТАБИЛИЗАТОР ГРАНАТЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ СБРОСА С МАЛОГАБАРИТНОГО БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
С.А. Куканов, Е.И. Минаков, В.Э. Крошко, В.М. Чайковский
В статье рассматривается конструкция хвостовой части стабилизатора гранаты, предназначенной для сброса с малогабаритного беспилотного летательного аппарата.
Ключевые слова: стабилизатор, боеприпас, граната, малогабаритный беспилотный летательный аппарат.
Последние десятилетие ознаменовалось острым противостоянием военно-политических блоков, возглавляемых сверхдержавами, и изменением международной обстановки, что привело к проведению специальной военной операции в 2022 г. и очередному резкому обострению отношений между Россией, с одной стороны, США и странами ЕС - с другой, инициированное внутриполитическим кризисом на Украине, еще раз показало, что беспилотные летательные аппараты и в обозримом будущем останутся основным фактором не только разведки, управления и корректировки огнем, но и мощным, управляющим в бою фактором «сдерживания» и огневого воздействия в возможных межрегиональных конфликтах и локальных войнах.
Одной из главных военно-технических особенностей специальной военной операции, проводимой на Украине, стало массовое применение коммерческих малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА). Без них уже невозможно представить выход разведывательных групп и работу артиллерии. Это явление оказалось настолько массовым, что сегодня МБЛА можно встретить там, где раньше их никогда не было. Практика применения малой беспилотной авиации в Донбассе изменила ход спецоперации.
Массовое применение МБЛА - это своего рода «революция снизу», что с одной стороны - это редкий случай для консервативных военных кругов, научно-исследовательских обществ, а с другой - это еще раз подтверждает слова нашего Верховного Главнокомандующего о том, что вооружение и снаряжение для участников специальной военной операции нужно выпускать с учетом требований самих военных и непрерывно их совершенствовать. Отсюда следует вывод о необходимости обоснования способов боевого применения существующих МБЛА.
160
