CC BY
1
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
Беспилотники за последние годы стали неотъемлемой частью боевых действий и локальных военных конфликтов. В СВО на Украине стали широко использоваться не только специальные военные беспилотники - типа «Тахион», «Элерон-3» или знаменитый «0рлан-10», но и обычные коммерческие МБЛА. Патрулирование колон на марше, разведка, корректировка огня, наблюдение - вот основные задачи, которые выполняют коммерческие МБЛА на спецоперации.
Беспилотники, которые раньше служили для воздушных съемок, сейчас выполняют боевые задачи в зоне проведения СВО и могут комплектоваться системой сброса, позволяющей доставлять боеприпасы непосредственно до цели.
Практика применения малой беспилотной авиации в Донбассе существенно повлияла на ход спецоперации. Если на начальном этапе СВО беспилотники проникли в армию из мирной жизни, то уже сегодня они поставляются в подразделения, в том числе и штатно. Практика их применения постоянно расширяется, а вместе с ней растут и потребности в МБЛА. Беспилотник - полезная вещь в плане корректировки, разведки, не надо совершать вылазки в тыл. Необходимость подвергать опасности свой личный состав отпадает, можно подлететь и вплотную глянуть на противника.
Применение МБЛА изменило и управление боем, сегодня штурмовые группы сопровождает даже не один, а несколько коптеров. В городских боях используют минимум три: один следит за возможными позициями артиллерии противника и путями подхода техники, второй просматривает улицы на предмет засад и укреплений, третий сопровождает саму группу, контролируя обстановку сверху. Командир видит всю информацию в режиме реального времени, принимая быстрые и более информированные решения.
Относительно маломощные боеприпасы сбрасывают с МБЛА с точностью до метра, уничтожая особенно ценные цели и постоянно заставляя войска противника быть в напряжении. Сейчас эта тактика также получила всё большее распространение.
На первом месте по популярности стоят МБЛА китайского производителя DJI. Конечно, пользуются спросом и другие мультикоптеры, например, американской компании Autel Robotics, немецкой XDynamics, еще одной китайской компании - Yuneec International, и других фирм. Анализ боевых действий в СВО показывает, что все-таки МБЛА DJI наиболее востребованные. Именно беспилотники Mavic 2 и 3, а также Matrice 30T чаще всего используют наши подразделения. Например, беспилотник Matrice 30T оснащен тепловизионной камерой. Классификация МБЛА, применяемых в ходе СВО представлена на рис. 1.
Для МБЛА, применяемого в боевых действиях, имеет важное место различное оборудование. Широкоугольная камера имеет более широкий угол обзора, то есть в кадр попадает больше пространства и объектов. Тепловизор - камера, оснащенная тепловизионным датчиком, позволяет в сумерках и в темноте обнаруживать предметы, излучающие тепло больше фонового (фон - земля, дома, деревья и т.д.). Зум-камера позволяет дрону, оставаясь на месте, приблизить объекты для идентификации и съемки. Основные тактико-технические характеристики МБЛА, применяемых в ходе СВО, представлены в таблице.
DJI Mavic 2 Enterprise Advanced
1,1/0,6
DJI Mavic 2 Pro
0,9/0,6
DJI M30 Matrice
DJI Mavic 3 Fly More Combo
0,899/0,6
DJI Mini 2
0,249/0,1
DJI Mini3 Pro
<c
II
$r
О
0,249/0,1
DJI Matrice 300 RTK
Mavic 2 Zoom Fly More Combe
3,7/3,0 ° " "" ' У 8,3/6,0 V ' 0,595/0,3
Рис. 1. Классификация малогабаритных беспилотных летательных аппаратов
Тактико-технические характеристики МБЛА
Наименование Вес, кг Габариты ДхШхВ, мм Полезная нагрузка, кг Время работы
DJI Mavic 2 Enterprise Advanced 1,1 322х242х84 0,5 2,5 ч
DJI Mavic 2 Pro 0,9 322х242х84 0,5 31 мин
DJI Matrice 30 3,7 560х435х320 3,0 3 ч 18 мин
DJI Mavic 3 0,899 347,5х283х107,7 0,8 46 мин
DJI Mini 2 0,249 159х203х56 0,1 31 мин
DJI Mini 3 Pro 0,249 251х362х70 0,1 47 мин
Autel Evo 2 1,1 228х133х110 0,8 35 мин
DJI Matrice 300 RTK 8,3 501х403х252 5,0 55 мин
Отличительным признаком МБЛА, предназначенного для разведки, является наличие не одной камерой, а двух-трех (тепловизор, камера с зумом). Очень нужен лазерный дальномер для корректировщиков. Тепловизионная камера очень важна для разведки и наблюдения в темное время суток. Компания DJI продает специальное устройство для сбрасывания для коптеров. Для «доставки» подходят те коптеры, которые могут поднять дополнительный вес, помимо своего оборудования. Вес гранаты Ф-1 - 600 гр., плюс вес самого устройства сброса. Возможно, подвешивают и другие взрывные устройства подходящего веса и действия. Вес устройства - около 100 гр., вес нагрузки до 600 гр.
Анализ конструкций и опыта использования современных коммерческих МБЛА в ходе СВО показал, что наиболее востребованными являются следующие беспилотники: DJI Mavic 3 - с массой полезной нагрузки 0,8 кг; DJI Matrice 30 - с массой полезной нагрузки до 3 кг; DJI Matrice 300 RTK - с массой полезной нагрузки до 6 кг. Данные МБЛА представляют разные своего рода «весовые категории», те способность нести полезную нагрузку и могут быть выбраны в качестве прототипа перспективного проектируемого беспилотника, облик которого потребуется обосновать.
Возможности наиболее мощных в настоящее время современных программных комплексов [1] таковы, что позволяют, в принципе, решать разнообразные задачи гидрогазодинамики вязкой жидкости, а именно: ламинарные и турбулентные течения сжимаемых и несжимаемых потоков, в том числе с различными видами теплообмена, моделировать течение сред с поверхностями раздела, моделировать течения гетерогенных и неньютоновых сред, исследовать течения с физико-химическими превращениями и т.д.
Одной из основных задач баллистики проектирования хвостовой части стабилизатора гранаты, сброшенной с МБЛА, является увеличение точности за счет оптимизации конструкции стабилизатора, направленной на улучшение его аэродинамических параметров. Задачу моделирования стабилизатора решали численным методом, позволяющим напрямую получать решения общих уравнений динамики вязкой жидкости, в том числе с учетом сжимаемости и турбулентного характера течения [2]. По сравнению с физическим, вычислительный эксперимент экономически существенно дешевле, а в ряде случаев, когда физический эксперимент трудноосуществим из-за сложностей режимов течения, является единственным инструментом исследования.
На данный момент наиболее эффективным инструментом анализа баллистических характеристик является вычислительная гидродинамика, сокращающая стоимость и значительно упрощающая проектирование стабилизаторов за счет численного моделирования. Задачу вычислительного анализа решали при использовании программы конечно-элементного анализа, которая предоставляет возможность производить гидродинамические расчеты и существенно сократить процесс аэродинамического анализа и проектирования посредством изменения требуемых характеристик. Параметрический вид физико-геометрической модели стабилизатора (рис. 2) предоставляет возможность варьировать характеристики для решения необходимой краевой задачи и оптимизации конструкции стабилизатора.
А
Рис. 2. Модель обтекания потоком воздуха стабилизатора гранаты ВОГ: а -
б - создание сетки конечныш элементов
б
построение объёмной модели;
а
в Kinelic Energy т 1.287е+02 I 1.159в+02 1,0308+02
• 9.01Ве+01
- 7.731e+01
- 6.446e*01
- 5.161e+01
• 3.876e+01 г 2.591 é+01
I- 1.307e+01 ® ? 17Я*-П1
Turbulence Kinelic Erwrgy СелМШ 1 l,287e+02 1159e+02
Ю30е+02 9.016e+01 7731e+01 6.446e+01 5,161e+01 3876e+01 2 591e+01 1.307e+01 2 173e 01
t=4 E-06 t=1 E-05
Рис. 3. Взаимодействие стабилизатора с потоком воздуха (Ув=15м/с)
Y
Стабилизатор обтекается воздухом без теплообмена, с известными значениями скорости, давления, плотности и температуры набегающего потока. Таким образом, течение газовой среды является стационарным, адиабатическим и, с учетом геометрии профиля стабилизатора, турбулентным. Учитываются стандартные свойства воздуха с варьирующимися значениями плотности, динамической вязкости, теплопроводности и удельной теплоемкости, температуру торможения газовой среды определяем по формуле Бернулли. Результаты решения задачи математического моделирования обтекания стабилизатора потоком воздуха представлены на рис. 3.
Полученное векторное поле скоростей в расчетной подобласти увязываются с наиболее интересными с точки зрения аэродинамики результатами решения задачи. В ближнем следе за телом образуется область возвратно-циркуляционного течения, отделенная контактной поверхностью. Наблюдается избыточное давлений по поверхности стабилизатора. Построены графики изменения давления, скорости и кинетической энергии представлены на рис. 4.
\\\\\\\\\\\\\\\\ ЧЛччччч\Лчч;чч\чч й
В м.)й< М.1Ж W.0WI п.
а б в
Рис. 4. Зависимость от времени: а - скорости; б - давления; в - кинематической энергии (Ув=15 м/с)
Приведенные графики иллюстрируют степень возмущений, вносимых стабилизатором в поток. Стабилизатор служит мощным аэродинамическим тормозом, сокращающим баллистическую траекторию падения боеприпа-са, сброшенного с МБЛА и, как следствие, уменьшающего его рассеивание. С другой стороны, отсутствие этого конструктивного элемента приводит не только к уменьшению устойчивости боеприпаса на баллистической траектории, но и его вращению в вертикальной плоскости при сбросе с МБЛА. Кроме того, касание земли средней или хвостовой частями резко снижает поражающее действие боеприпаса, что так же может привести к несрабатыванию взрывателя нажимного типа.
419 с.
Список литературы
1. Hallquist J.O. LS-DYNA Theoretical Manual. Livermore Software Technology Corporation. 1998.
2. Селиванов В.В. Механика разрушения деформируемого тела. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.
Куканов Сергей Анатольевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Пенза, Филиала ВА МТО, Минаков Евгений Иванович, д-р техн. наук, профессор, Россия, Тула, Тульский государственный универ-
Крошко Вадим Эдуардович, старший помощник начальника учебно-методического отдела, соискатель, [email protected], Россия, Пенза, Филиал ВА МТО,
Чайковский Виктор Михайлович, доцент, [email protected], Россия, Пенза, Пензенский государственный университет
STABILIZER OF A GRENADE DESIGNED FOR DISCHARGE FROM A SMALL UNMANNED AIRCRAFT S.A. Kukanov, E.I. Minakov, V.E. Kroshko, V.M. Tchaikovsky
The article discusses the design of the tail section of the grenade stabilizer, designed to be dropped from a small-sized unmanned aerial vehicle.
Key words: stabilizer, ammunition, grenade, small unmanned aerial vehicle.
VA MTO,
Kukanov Sergey Anatolyevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Penza, Branch of Minakov Evgeny Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, Russia, Tula, Tula State University,
Kroshko Vadim Eduardovich, senior assistant to the head of the educational and methodological department, applicant, [email protected], Russia, Penza, Branch of VA MTO,
Tchaikovsky Viktor Mikhailovich, docent, [email protected], Russia, Penza, Penza State University
ситет
