CC BY
331
Zhabin Igor Petrovich, candidate of technical sciences, docent, head of a department, [email protected] Russia, Tula, JSC "KBP named after Academician A. Shipunov"
УДК 623.775
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ПОСТАНОВКИ ПОМЕХ СИСТЕМАМ ВЫСОКОТОЧНОГО ОРУЖИЯ
В.Н. Гордеев, А.В. Емельянов, И.П. Жабин
Предложена методика оценки эффективности средств постановки аэрозольных завес, формируемых несколькими источниками для защиты от высокоточного оружия с оптико-электронными или инфракрасными средствами наведения.
Ключевые слова: высокоточное оружие, защита подразделений, аэрозольное облако, оценка эффективности
Живучесть элементов защищаемых подразделений при применении высокоточного оружия (ВТО) противника определяется их скрытностью от средств обнаружения, защищенностью от систем самонаведения, стойкостью к воздействию поражающих элементов самонаводящихся боеприпасов и приспособленностью к восстановлению при получении повреждений.
Для оценки живучести прикрываемых подразделений разработана методика оценки эффективности средств постановки аэрозольных завес (АЗ), логическая схема которой показана на рисунке.
С точки зрения обеспечения скрытности от средств обнаружения и защищенности от систем наведения и самонаведения, функционирование ВТО противника можно разделить на два этапа:
1 - обнаружение и прицеливание;
2 - наведение и самонаведение.
Меры противодействия ВТО могут применяться на всех этапах функционирования системы: до запуска, после него, до захвата цели системой самонаведения и на конечном участке после захвата цели системой самонаведения.
Для обеспечения скрытности от систем обнаружения противника на первом этапе важно обеспечить увеличение дефицита времени на обнаружение объекта или существенно ухудшить точностные показатели при прицеливании ВТО. Это может быть достигнуто за счет использования определенных тактических приемов и применения специальных технических средств.
На втором этапе для обеспечения защищенности от систем наведения и самонаведения необходимо обеспечить противодействие в основном головкам самонаведения, что может быть осуществлено воздействием активных и пассивных помех, при этом состав, способы подавления и технические характеристики средств определяются типом защищаемого объекта, характеристиками ВТО, способами и условиями их боевого использования.
Физические принципы, применяемые в системах наведения и самонаведения, соответствуют принципам, используемым техническими средствами разведки противника. Наведение боевых элементов ВТО производится в тех же диапазонах электромагнитного спектра, что и разведка, и обнаружение объектов. Применяются те же самые активные средства противодействия, как при обеспечении скрытности объектов от систем разведки противника.
Таким образом, для повышения живучести защищаемых подразделений при применении ВТО противника необходимо совершенствование технических характеристик в плане снижения заметности, которое позволит снизить вероятность обнаружения и поражения объекта противником или значительно снизить эффективность работы систем обнаружения и наведения ВТО за счет применения активных и пассивных помех.
Значительно повысив скрытность элементов подразделений и частей технического обеспечения от систем разведки и, увеличив защищенность от систем наведения и самонаведения ВТО противника за счет применения технических средств, можно добиться заданного уровня живучести подразделений и частей технического обеспечения при применении ВТО противника.
Для расчетных оценок вероятностных характеристик обнаружения элементов подразделений и частей технического обеспечения применим разработанную методику, учитывающую метеоусловия, дальность, параметры защищаемого объекта и средства постановки аэрозольных помех, пространственно-временные характеристики аэрозолеобразующего состава.
Основываясь на данных анализа высот срабатывания и продолжительности основных этапов функционирования ВТО противника [1] видим, что имеется запас по высоте и времени, необходимый для постановки помех системам наведения и самонаведения ВТО противника порядка 1000... 2000 метров за 22.. .28 секунд.
Для расчета вероятностных характеристик применения аэрозольного противодействия [2] рассматривались диапазоны длин волн: 1 = 0,4.1,5 мкм, 3.5 мкм, 8.14 мкм, 3.8 мм, в качестве средства постановки АЗ применяется комплекс на базе пусковой установки реактивной системы залпового огня [3].
т СО
о <
* 1
° £
с л
э ф ^
х ^ О
Объект
Аэрозольная завеса
Ъ V
X
Система ВТО
го ш
15 ч 0) Ср
о
ь
£ £
ф ■©■ §
■е- « « Е
о
X
и с; о
ГО со
о с
о Го го
р о
с; С
К эф (а/ф) =
Рзад (а/ф) - Раос (а/ф)
Рзад (а/ф)
Рзад (а/ф)
Раос (а/ф)
Вероятность обнаружения в отсутствии аэрозольного противодействия
д(а/ ф)'
Вероятность обнаружения при аэрозольном противодействии
Чаос (а/ф)
Отношение сигнал/шум в отсутствии аэрозольного противодействия
А А А
Ч(а / ф)
Отношение сигнал/шум при
аэрозольном
противодействии
С
| К (а/ф)
Коэффициент снижения отношения сигнал/шум при аэрозольном противодействии
| ?(а/ф)
О
Оптическая толщина АЗ
| С (а/ф)
М (Д1) » М (10)
Концентрация частиц в площадной АЗ
| а | о | и ту
С
'АЗ .
Интегральная концентрация примеси в направлении визирования_
^ Азимут и угол визирования а,ф
I
i
Исходные данные
У
Параметры пограничного слоя атмосферы
С
Система ВТО
А
О
И
Объект, фон
Средство постановки АЗ
Аэрозоле-образующий состав
0
£
Логическая схема оценки эффективности средств постановки аэрозольных помех системам ВТО: М(Д1) - удельный коэффициент экстинкции аэрозолеобразующего состава; - средняя длина волны диапазона Д1
264
Моделирование процесса прикрытия объекта с помощью АЗ сводится к рассмотрению стрельбы реактивными снарядами по площадной цели, формирования сплошной завесы из отдельных облаков и оценке ее эффективности.
Для оценки эффективности средств постановки площадных аэрозольных помех необходимо иметь модель формирования АЗ, создаваемой несколькими источниками, которая позволит обеспечить защиту от ВТО с оптико-электронными или инфракрасными средствами наведения.
При разработке модели формирования аэрозольного облака шлейфами нескольких снарядов, в связи со способом постановки, предположим следующее:
распределение координат блуждающих в турбулентном потоке частиц или распределение концентрации частиц внутри аэрозольного облака представляется нормальным;
имеется аналитическое выражение интеграла концентрации аэрозольного облака, как функции времени и высоты трассы;
шлейфы снарядов являются линейными источниками мгновенного действия;
все источники с достаточной степенью точности будем считать расположенными в одной плоскости.
Аэрозольное облако, как правило, принимает форму эллипсоида, при этом существует возможность достаточно точного экстраполирования по времени зависимости оптических толщин для реализации спектральных диапазонов в заданном интервале времени. Запишем пространственно-временной закон распределения массовой концентрации аэрозоля в пространстве как разновидность закона Сеттона:
с __6ао_ ехр / г (хАО ~ ^ао )2 ,
САО _ (2р)3/2 а а а 'еХР 1 -2а2 + У2-+
(2р) ах ау аI I 2ах + Ух
, (уао ~ уу'ао)2 , ит ~ у,гко )2 ] 1, (1)
2а у 2а2'
где QAo — масса аэрозолеобразующего состава; Хао, Уао — координаты центра тяжести аэрозольного облака относительно оси источника; ах, ау, а2 — относительные дисперсии координат центра тяжести; УХ, Уу, У2 — средняя скорость движения облака (скорость ветра) по координатам X, У, 2 соответственно; tAO — текущее время с момента появления источника (пролета снаряда).
Для определения аХ воспользуемся каноническим уравнением аэрозольного облака, имеющим вид эллипсоида
(XАО ~ У^АО )2 , (уАО ~ У^АО)2 , (2т ~ У^ао )2 _ 1
(3а х ^ у АО )2 (за у)2 (3а I ^ Уао )2
265
X до + У^ ао
где у до _ аг^ —ао-— угол между вектором скорости ветра и
2 т + У1
осью источника.
Величина координат Уао задается с учетом расположения оси источника следующего снаряда относительно оси первого, а координата Хао рассчитывается, исходя из заданных величин координат Уао и угла направления ветра у по формулам
Xдо _ Удо ^(90 ~у), если уе[0°,90°]; Xдо _ Удо ^(у- 90), если уе [90°,180°]; Xао _ Удо (270 - у), если уе [180°,270°]; Xао _ УАО Лв(у-270), если уе[270°,360°].
Рассматривая несколько аэрозолеобразующих источников, по формуле (1) для каждого из них рассчитывается концентрация аэрозольных частиц с учетом координат источника, а затем полученные значения концентрации суммируются:
т
САЗ _ X САОI , I _1
где т — количество источников.
Данная математическая модель позволяет рассчитать концентрацию частиц в АЗ, формируемой несколькими линейными источниками.
Сравнение результатов полевых испытаний, описанных в литературе, показывают удовлетворительную сходимость экспериментальных данных с теоретическими расчетами, проведенными по данной математической модели.
Анализ результатов позволяет сделать вывод о величине расхождения результатов наблюдений и расчетных данных по изложенной выше методике в пределах от 1,4 до 13,6 %.
Расчеты, выполненные по данной методике с целью сравнения различных вариантов, показывают, что наиболее эффективным способом активного противодействия системам разведки и наведения ВТО противника является использование аэрозолеобразующих боеприпасов, создающих АЗ комбинированного действия. Применение комбинированной АЗ приводит к изменению (ухудшению) параметров проводящей среды и одновременно позволяет создавать протяженную ложную цель, имеющую значения демаскирующих признаков равные или большие чем у обнаруживаемого объекта.
Список литературы
1. Шипунов А.Г., Семашкин Е.Н. Оптические линии связи малогабаритных управляемых ракет в условиях действия помех двигательных установок. М.: НТЦ "Информтехника", 2000. 180 с.
2. Бызова Н.Л., Иванов В.Н., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 263 с.
3. Жабин И.П., Гордеев В.Н., Емельянов А.В. Аналитическая модель постановки пассивных средств защиты противотанковых подразделений // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 2. 2015. С. 128 - 131.
Гордеев Василий Николаевич, канд. техн. наук, старший преподаватель, gordeefffainhox.ru, Россия, Воронеж, ВУНЦВВС «ВВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»,
Емельянов Алексей Владимирович, канд. техн. наук, доц., alex-77-71 amail.ru, Россия, Воронеж, ВУНЦ ВВС ««ВВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»,
Жабин Игорь Петрович, канд. техн. наук, доцент, начальник отдела, jip61@ramhler. ru, Россия, Тула, акционерное общество «Конструкторское бюро приборостроения им. академика А. Г. Шипунова»
EFFICIENCY ASSESSMENT OF JAMMERS APPLIED AGAINST HIGH PRECISION WEAPONS
A. V. Emelyanov, V.N. Gordeev, I.P. Zhahin
The paper presents methodology of efficiency assessment for aerosol curtains extinguished hy several jammers applied against HPW equipped with optronic and infrared armament guidance means.
Key words: high precision weapons, suhunits protection, aerosol cloud, efficiency assessment.
Gordeev Vasyly Nikolaevich, candidate of technical sciences, lecturer, gordeefffainhox.ru, Russia, Voroneg, MESC AF "N.E. Zhukovsky and Y.A.Gagarin Air Force Academy ",
Emelyanov Alexey Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, alex-77-71 a mail.ru, Russia, Voroneg, MESC AF "N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy",
Zhahin Igor Petrovich, candidate of technical sciences, docent, head of a department, [email protected], Russia, Tula, JSC "KBP named after Academician A. Shipunov"
