CC BY
4
УДК 623.593.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-49-57
ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ МИШЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ВОЕННОСЛУЖАЩИХ
Д.Г. Абрамов, Н.М. Ватутин, В.В. Колтунов, А.С. Мелешко
Рассматриваются концептуальные положения разработки перспективных мишенных комплексов обеспечивающих формирование атмосферных, оптических проекционных мишеней по принципу «миража». Мишени могут создаваться непосредственно в атмосфере тира или стрельбища для проведения занятий по огневой подготовке различных вооружённых формирований с использованием штатного вооружения и боеприпасов без каких-либо расходных материалов.
Ключевые слова: мишень, огневая подготовка, проекция, воздушный поток, тепловая завеса, мираж, оптическая линейка.
В условиях обострения военно-политической обстановки в мире постоянное совершенствование вооружения и военной техники требует поддержания навыков обращения с ним и уровня огневой подготовки различных вооружённых формирований на высоком уровне.
Огневая подготовка является одним из типов обучения служащих вооружённых формирований обращению с закреплённым за ними штатным вооружением и его эффективному боевому применению. Помимо мероприятий по изучению устройства и технических параметров материальной части вооружения, теории стрельбы, основ баллистики и технических параметров боеприпасов к указанному вооружению, стрелковая подготовка заключается в осуществлении практического применения закреплённого за служащими оружия с использованием штатных боеприпасов на стрельбище (тире) -по мишеням согласно требованиям соответствующих учебных программ (рис. 1).
Рис. 1. Занятия по огневой подготовке
Как правило, для проведения занятий по огневой подготовке используются мишени № 4 и № 6 (Грудная фигура) и мишень № 8 (Ростовая фигура), показанные на рис. 2.
Рис. 2. Повреждённые мишени и щиты
Для изготовления указанных мишеней используются различные материалы от бумаги, картона и фанеры вплоть до металла - жести и броневой стали. В силу своей специфики мишенные щиты быстро выходят из строя, становятся непригодными к дальнейшей эксплуатации и нуждаются в замене.
49
Кроме того, в процессе изучения мишеней и мишенного оборудования применяемого в настоящее время на полигонах (испытательные, военные и учебно-тренировочные тактические поля) был выявлен ряд существенных недостатков, а именно:
-если статическая мишень ещё может быть эффективной на начальном уровне подготовки служащих, то для совершенствования навыков специалистов высокого класса она практически не пригодна;
- существующие мишенные щиты и установки фактически являются расходным материалом;
- постоянная замена использованных мишенных щитов влечет за собой дополнительные финансовые затраты и увеличивает время подготовки мишенной обстановки.
Такое состояние мишенного комплекса совершенно не отвечает современному уровню развития науки и техники и подразумевает необходимость совершенствования как всего полигонного оборудования для проведения учебных стрельб, так и самих мишенных обстановок в частности.
На основании изложенного специалистами ФКП «НИО «ГБИП России» была предпринята попытка разработки перспективных мишенных обстановок, лишённых вышеуказанных недостатков, использование которых позволило бы значительно снизить эксплуатационные расходы с одновременным увеличением срока службы мишенной обстановки за счёт её многократного применения и отсутствия расходных материалов, а также повысить общий уровень огневой подготовки служащих различных вооружённых формирований.
В результате проведённого поиска было установлено, что к числу наиболее перспективных, отвечающих современным требованиям к мишенным комплексам, относятся проекционные (кинематографические) мишени. Эти комплексы могут быть использованы для обучения личного состава боевой стрельбе как из стрелкового, так и ракетно-артиллерийского вооружения.
Известен, например, способ формирования проекционной мишени [1], заключающийся в проецировании изображения на нетвердую поверхность - экран, образованный плоским вертикальным потоком воды, предполагающий последующую фиксацию результатов стрельбы оптическими методами. Устройство для осуществления данного способа содержит насосный блок, приемную емкость, систему трубопроводов с фильтрами, включающую в себя горизонтально расположенную трубу с системой сопел, которая при подаче воды способствует получению сплошной вертикальной водяной завесы - экрана. Изображение на водяной экран проецируется с помощью лазерного проектора. К недостаткам данного способа, а также и устройства для его осуществления относится следующее:
-потребность в дополнительном материале (веществе) для формирования экрана, - воде; -в связи с использованием воды способ применим только при положительной температуре окружающей среды, т.е. преимущественно в закрытых помещениях;
-способ предполагает использование трубопроводной системы с соответствующим насосным оборудованием, что влечет повышенные эксплуатационные затраты, связанные с обеспечением герметичности;
-наличие открытой приемной емкости для падающей водяной завесы приводит к постоянной повышенной влажности в помещении, т.е. к необходимости в защите от коррозии используемых элементов оборудования.
Более совершенным по технической сущности и достигаемому результату является способ формирования проекционной мишени Г2], также заключающийся в проецировании изображения на нетвердую поверхность - экран, но образованный уже не вертикальным потоком воды, а путем распыления жидкостной или аэрозольной дымки. К распыляемому веществу при необходимости предполагается примешивать добавку, например краситель или присыпку. В общем случае под аэрозолью понимается дисперсная система, состоящая из взвешенных в газовой среде, обычно в воздухе, мелких частиц (дисперсной фазы).Устройство для осуществления данного способа содержит распылитель для создания жидкостной или аэрозольной дымки, узел введения добавки, комплект осветительно-проекционной аппаратуры - генератор изображений для формирования набора данных цели, систему индикации промахов и попаданий, систему подачи акустического, оптического или пиротехнического указательного сигнала, при попадании средства поражения в виртуальную цель. Наряду с рядом очевидных преимуществ по сравнению с вышеописанным, данный способ также не лишен и ряда недостатков:
- способ не исключает потребности в дополнительном материале (веществе) для формирования экрана, - воде, или твердых мелкодисперсных материалах для распыления аэрозольной дымки;
-в случае распыления жидкостной дымки способ применим только при положительной температуре окружающей среды, т.е. преимущественно в закрытых помещениях;
-способ предполагает наличие насосно-компрессорного оборудования, системы трубопроводов и сопутствующих устройств, что влечет повышенные эксплуатационные затраты на его осуществление.
-применение твердых мелкодисперсных материалов и красящих добавок приводит к загрязнению окружающей среды, и также весьма неэкономично, т.к. практически все высокодисперсные материалы имеют большую стоимость.
Таким образом, была определена задача необходимости расширения диапазона применимости способа, включая возможность его применения в условиях отрицательных температур, исключение экологического загрязнения окружающей среды при одновременном снижении эксплуатационных расходов.
Решение поставленной задачи может быть достигнуто тем, что в указанных выше способах формирования виртуальной мишени для обучения боевой стрельбе, включающем проецирование изоб-
ражения объекта на нетвердую поверхность, в качестве нетвердой поверхности может быть использована граница раздела соприкасающихся слоев воздуха имеющих различную температуру [3].То есть - путем использования эффекта проекции изображения в пространстве, более известного как мираж.
Мираж - природное оптическое явление в атмосфере (рис. 3), которое формируется за счет преломления потоков света на границе между резко различными по плотности и температуре слоями воздуха.
Рис. 3. Миражи в пустыне и океане
Наблюдатель вместе с реально видимым отдалённым объектом или участком неба видит его отражение в атмосфере (рис. 4).
Рис. 4. Схемы образования миражей в природе
Нижние миражи возникают над сильно нагретой поверхностью. Верхние миражи возникают, наоборот, над сильно охлажденной поверхностью, например, над холодной водой. Если нижние миражи наблюдают, как правило, в пустынях и степях, то верхние - в северных широтах.
Исходя из анализа физических условий образования миражей авторами было предложено формировать искусственные миражи как «неразрушаемые» мишени многократного применения непосредственно в атмосфере стрельбища или тира, т.е. виртуальные мишени для обучения боевой стрельбе, посредством проецирования изображения требуемого объекта на нетвердую поверхность, в качестве которой использовать границу раздела соприкасающихся слоев воздуха имеющих различную температуру.
Соприкасающиеся слои воздуха, имеющие различную температуру, наряду с рядом различных физических характеристик, например, плотности, давления и т.п., имеют также и различные коэффициенты преломления, и поэтому могут рассматриваться как две разных соприкасающиеся среды.
В табл. 1 приведены значения показателя преломления воздуха пв зависимости от температуры и давления воздуха[4].
Таблица 1
Изменение коэффициента преломления в воздухе__
Температура, оС 15 20 25
Показатель преломления, п 1,000276 1,000272 1,000268
Давление, ммрг.сг. 507 735 914
Показатель преломления, п 1,000653 1,000951 1,001186
Общая же зависимость показателя преломления газа от температуры и давления может быть выражена формулой [4]:
(п - 1) = (п0 - 1)-
где п - показатель преломления при давлении Р и температуре /, оС; по - показатель преломления при нормальных условиях; Р - давление, мм рт. ст.; а и у - коэффициенты, зависящие от природы газа (для воздуха а= 3,67-Ю-3, у = 7-Ю-7).
В соответствии с законами геометрической оптики [5] когда световой луч падает на границу раздела двух сред, происходит отражение света: - луч изменяет направление своего хода и возвращается в исходную среду.
Таким образом, граница раздела соприкасающихся слоев воздуха, имеющих различную температуру, и как следствие - различные показатели преломления, будет обладать отражательной способностью, т.е. иметь определенные характеристики, присущие зеркальной поверхности. Таким образом, известные математические зависимости позволяют создать цифровую модель и автоматизировать процесс настройки аппаратуры формирования атмосферной проекционной мишени в зависимости от тех или иных атмосферных условий.
Отсюда следует, что при проецировании реального изображения мишени на границу раздела соприкасающихся слоев воздуха, имеющих различную температуру, будет получено ее зеркальное изображение, которое может быть использовано в качестве «поражаемого объекта» при обучении и тренировках личного состава боевой стрельбе из стрелкового и ракетно-артиллерийского вооружения.
Для лучшего поддержания границы раздела соприкасающихся слоев в зоне получения зеркального отражения предпочтительно, чтобы более холодный слой воздуха находился под более горячим.
При этом более холодный слой воздуха может иметь как естественную температуру, т.е. температуру окружающей среды, так и ниже температуры окружающей среды, а более горячий - быть предварительно нагретым.
Также могут быть различными и «кинематические» условия расположения слоев воздуха относительно осветительно-проекционной аппаратуры.
Слои воздуха могут быть неподвижны относительно осветительно-проекционной аппаратуры (например, в условиях штилевой погоды), могут иметь одинаковую скорость в направлении образования границы раздела, и, наконец, нагретый слой воздуха может перемещаться относительно не нагретого.
Реализация предложенного способа достигается тем, что в предлагаемом устройстве, для формирования проекционной мишени, содержащем оборудование для формирования нетвердой проекционной поверхности, комплект осветительно-проекционной аппаратуры и систему индикации промахов и попаданий, в качестве оборудования для формирования нетвердой проекционной поверхности используется минимум один комплект аппаратуры типа тепловой пушки с плоскощелевым сопловым аппаратом.
Наличие подобной тепловой пушки позволяет создать плоскую высокотемпературную воздушную струю, граница раздела которой с более холодным воздухом, имеющим естественную температуру, образует нетвердую проекционную поверхность, обладающую отражательной способностью.
Возможность получения границы раздела соприкасающихся слоев воздуха, имеющих различную температуру, подтверждается многими работами, посвященными созданию плоских воздушных тепловых завес различного направления. В частности, в работе [6] приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, показывающие в качестве примера характеристики реально полученных воздушных завес длиной до 3 м и более, устойчивых даже при наличии поперечной ветровой нагрузки.
Для получения более «резкой» по показателям преломления границы раздела слоев воздуха (а соответственно - с лучшими отражательными характеристиками) дополнительно в состав устройства может быть введен комплект аппаратуры также с плоскощелевым сопловым аппаратом для получения и подачи в заданную область пространства плоской струи охлажденного воздуха под горячую.
В качестве примера, подтверждающего техническую осуществимость предложенного решения, на рис. 5 представлена термограмма бытовой тепловой завесы. Термограмма дверного проема при работающей завесе 1 получена при температуре внешней среды 2 (наружного воздуха) - 0°С, температуре
внутри помещения 3-20 °С, скорости воздуха на выходе из щели э - 12 м/с, и скорости ветра ^ в - 4 м/с
наблюдается незначительное отклонение, а при ' в -3м/с тепловой поток будет вертикальным [7, 8].
Рис. 5. Термограмма тепловой завесы дверного проема с нисходящим тепловым потоком
52
На термограмме показаны границы раздела слоев воздуха различной температуры: 4 - воздушная завеса-внешняя воздушная среда, 5 - воздушная завеса-внутренняя среда в помещении, что подтверждает принципиальную возможность осуществления способа.
Возможная схема расположения оборудования для формирования нетвердой проекционной поверхности при температурах внешней среды до 20.. .25 °С показана на рис. 6.
7 - осветительно-проекционная аппаратура; 8 - экран; 9 - видимое отражение; 10 -обучаемый
стрелок
Оборудование размещено в условиях внешней среды 2, причем, для защиты от поражающих элементов используется специальное углубление в грунте 4, в которое устанавливается комплект аппаратуры типа тепловой завесы (пушки) с плоскощелевым сопловым аппаратом 5 и комплект осветительно-проекционной аппаратуры 7.
В качестве мишени используется освещаемый ею макет 6 (показан толстой линией), или же изображение, получаемое с помощью комплекта осветительно-проекционной аппаратуры 7 на вспомогательном экране 8. При проецировании изображения в пространстве, комплект аппаратуры 5 подает плоскую высокотемпературную струю воздуха 1с заданной скоростью^с и в заданном направлении (под углом к горизонтальной плоскости).
За счет разности температур генерируемой струи 1 и воздуха внешней среды 2, между ними будет возникать граница раздела 3, обладающая отражательными (зеркальными) характеристиками.
При этом изображение проецируется на границу раздела 4 и отражается от нее таким образом, что отражение 9, видимое в качестве мишени обучаемым/тренируемым стрелком 10, отображается в определенной области пространства (атмосфере). Ход оптических лучей при получении отражения мишени, в соответствии с законами геометрической оптики, показан тонкими линиями. Термограмма восходящего теплового потока показана на рис. 7.
Для получения границы раздела слоев воздуха с улучшенными отражательными характеристиками (более «резких») или когда температура внешней среды превышает 20...25°С, под высокотемпературную струю воздуха 1 параллельно ей, в аналогичном направлении и скоростью одновременно, посредством комплекта аппаратуры 11, может подаваться плоская струя охлажденного воздуха 12 (рис. 8).
Рис. 7. Термограмма восходящего теплового потока
Расстояние до условной плоскости расположения видимого отражения мишени и относительная высота его положения легко определяются геометрически расчетным путем.
Для одновременного создания двух воздушных потоков идентичных по скорости и направлению, но имеющих различную температуру может использоваться сдвоенный плоскощелевой сопловой агрегат, обеспечивающий получение двух потоков.
Особенность его конструкции заключается в том, что одни и те же вентиляторы одновременно нагнетают воздух из внешней среды, как на охлаждение, так и на нагрев, что позволяет получить одинаковую скорость потоков на выходе из щелевого соплового устройства. Схема устройства такого соплового агрегата показана на рис. 9. Помимо соплового агрегата в комплект теплового мишенного оборудования входят: воздухонагреватель, воздухоохладитель, (при необходимости), а также элементы управления и автоматики.
среда; 3 - граница раздела; 4 - углубление; 5 - тепловая аппаратура с плоскощелевым сопловым Аппаратом; 7 - осветительно-проекционная аппаратура; 8 - экран; 9 - видимое отражение; 10 - обучаемый стрелок; 11 - холодильник с плоскощелевым сопловым аппаратом; 12 - струя
охлажденного воздуха
Рис. 9. Сопловой агрегат с двумя потоками
Подобные плоскощелевые агрегаты как сдвоенные, так и одинарные серийно выпускаются отечественной промышленностью и находят широкое применение при создании различных тепловых завес на входе в помещение [9].
В зависимости от состояния внешней среды, существующие серийные воздушно-тепловые завесы обеспечивают ламинарный воздушный поток (при котором воздух перемещается параллельными слоями без перемешивания, число Рейнольдса Яв< 2000)на различных длинах от 1,5 до 20 метров. При этом ширина создаваемого одним устройством воздушного потока может достигать 1...2 метров в зависимости от требуемой мощности потока. Модельный ряд серийно производимых АО «НПО «Тепломаш» завес с указанием максимальной длины формируемых ими воздушных тепловых потоков при температуре окружающей среды 0оС и отсутствии ветра показан на рис. 10.
Небольшие тепловые завесы, так называемые - коммерческие обеспечивают получение стабильных воздушных потоков на длине до 5,5 метров. Они могут быть использованы для формирования атмосферных проекционных мишеней высотой 0,5 - 1,5 метра в условиях, что является вполне достаточным для обучения боевой стрельбе с применением различного стрелкового вооружения. Они могут использоваться как в полевых условиях, так и в закрытых помещениях.
1 2 3 4 5 { 7 10 15 20
Рис. 10. Серийные тепловые завесы
При необходимости формирования мишеней большей высоты, например типа «танк» или «вертолёт» потребуется использование более мощных - промышленных тепловых установок.
На рис. 11 показаны наиболее мощные (промышленные) серийно выпускаемые отечественные, тепловые установки обеспечивающие получение ламинарных воздушных тепловых потоков на длинах до 20 метров, что является достаточным для формирования практически любых атмосферных проекционных мишеней.
Серия 400 Серия 500 Серия 700 Серия 81
Серия 900 Серии 1000
Рис. 11. Промышленные завесы
Такие установки могут быть использованы для формирования больших атмосферных проекционных мишеней для обучения боевой стрельбе с использованием ракетно-артиллерийского вооружения исключительно в полевых условиях.
При необходимости формирования атмосферных проекционных мишеней с шириной более одного метра могут быть использованы батареи из нескольких тепловых завес, установленных в ряд.
Количество устанавливаемых сопловых агрегатов может быть любым. Схема работы батареи из нескольких установок, позволяющая получать атмосферные проекционные мишени шириной более 1,5- 2 метров показана на рис. 12.
= 1 * • =
Рис. 12. Сдвоенная батарея агрегатов
Ещё одним неоспоримым преимуществом предлагаемой атмосферной проекционной мишени является возможность проецирования не только стандартных, неподвижных мишеней типа № 4, 6, 8 и любых других, но и подвижных изображений вплоть до трансляции натурного телевизионного изображения, что позволит существенно повысить уровень огневой подготовки служащих различных вооружённых формирований, а также проводить отработку реальных ситуаций.
Для регистрации промахов и попаданий в видимое отражение атмосферной проекционной мишени могут быть использованы системы регистрации типа оптической линейки, позволяющие с высокой точностью дистанционно регистрировать результаты стрельбы.
Оптическая линейка представляет собой аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий регистрацию координат промах-попадание при пролёте боеприпаса в плоскости мишени, а также за её пределами в контролируемой области до 3 метров. Регистрация пролета и координат происходит оптико-электронными средствами, бесконтактно цифровым методом. Аппаратно-программный комплекс оптической линейки состоит из двух высокоскоростных линейных камер с широкоугольными объективами, что позволяет формировать изображение контролируемой области в плоскости линейной матрицы камеры с высокой четкостью и углом зрения около 90°. Кроме того в состав комплекса входит компьютер. Получаемые с камер данные обрабатываются установленной на компьютере программой регистрации
координат, которая фиксирует момент пролета боеприпаса (пули, снаряда, ракеты и др.) через контролируемую область и по данным с обеих видеокамер вычисляет координаты пролета. Полученные таким образом результаты передаются на монитор, находящийся перед стрелком на котором можно наблюдать как его попадания по мишени, так и выстрелы мимо цели (промахи). Наличие возможности регистрации промахов позволяет вносить соответствующие поправки в процесс стрельбы.
1. Концепция формирования атмосферной проекционной мишени для обучения боевой стрельбе отвечает перспективным направлениям развития мишенных комплексов в части касающейся их максимальной цифровизации и исключения расходных материалов.
2. Атмосферная проекционная мишень может быть сформирована перед неподвижным стрелком в воздушном пространстве тира или стрельбища как в виде статического изображения, так и динамического, вплоть до демонстрации реального видео сюжета.
3. Применение атмосферных проекционных мишеней позволит существенно повысить уровень огневой подготовки за счёт придания им максимально реалистичных характеристик.
4. Применение устройства позволит исключить такие расходные материалы, как древесные доски и фанера, картон и бумага, ткань, метал и другие материалы, что полностью исключает какое либо загрязнение окружающей среды отходами мишенной обстановки.
Список литературы
1. Патент Германии DE102006021114A1, F41J 9/14, F41J5/10, 2006 г.^РгфЙюп seinheiteiner Raumschie Banlage.
2. Заявка на изобретение РФ RU 2013146221, F41J 1/01, 2012 г. Устройство для формирования виртуальной цели для обучения боевой стрельбе.
3. Ватутин Н.М., Колтунов В.В., Ломакин Е.А. и др. Способ формирования атмосферной проекционной мишени для обучения боевой стрельбе и устройство для его осуществления: патент №2638510 Рос. Федерация; МПК F41J 5/10 (2006.01); заявитель и патентообладатель ФКП «НИИ «Геодезия». - № 2016147197; заявл. 01.12.16 г.; опубл. 13.12.17 г., Бюл. № 35.
4. Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. М.: Химия, 1973. 536 с.
5. Дискин М.Е. К вопросу о расчете воздушных завес // Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика, 2003. АВОК № 7. С. 58-64.
6. Мезенцев В.А. Энциклопедия чудес. Кн. 1. Необычное в обычном. 2-е изд. М., Знание, 1988.
С. 30 - 41.
7. Тарасов Л.В. Физика в природе: Книга для учащихся. М.: Просвещение, 1988. 33 с.
8. Моисеев В.А., Додонова Ю.А. Воздушно-тепловые завесы промышленных зданий, уч. пособие. Н. Новгород, ННГАСУ, 2013.
9. Каталог теплового оборудования АО «НПО «Тепломаш» 2018-19 г. Воздушно-тепловые завесы. Тепловентиляторы. Фанкойлы. М., 172 с.
Абрамов Дмитрий Геннадьевич, начальник участка, info@niogbip.ru, Россия, Красноармейск, Федеральное казённое предприятие «Национальное испытательное объединение «Государственные бо-еприпасные полигоны России»,
Ватутин Николай Михайлович, канд. техн. наук, учёный секретарь, vatutin@niigeo. ru, Россия, Красноармейск, Федеральное казённое предприятие «Национальное испытательное объединение «Государственные боеприпасные полигоны России»,
Колтунов Владимир Валентинович, канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник, v koltunov@mail.ru, Россия, Красноармейск, Федеральное казённое предприятие «Национальное испытательное объединение «Государственные боеприпасные полигоны России»,
Мелешко Алина Сергеевна, инженер-конструктор, info@niogbip.ru, Россия, Красноармейск, Федеральное казённое предприятие «Национальное испытательное объединение «Государственные боеприпасные полигоны России»
THE POSSIBILITY OF USING OPTICAL TARGET COMPLEXES FOR TRAINING MILITARY PERSONNEL D.G. Abramov, N.M. Vatutin, V.V. Koltunov, A.S. Meleshko
The conceptual provisions of the development of promising target complexes providing the formation of atmospheric, optical projection targets on the principle of "mirage" are considered. Targets can be created directly in the atmosphere of a shooting range or shooting range for conducting fire training classes for various armed formations using standard weapons and ammunition without any consumables.
Key words: target, fire training, projection, air flow, heat curtain, mirage, optical ruler.
Abramov Dmitry Gennadievich, section foreman, info@niogbip.ru, Russia, Krasnoarmeysk, Federal state enterprise «National Testing Association «State Ammunition Ranges of Russia»,
56
Vatutin Nikolay Mikhailovich, candidate of technical sciences, scientific secretary, vatutin@niiseo.ru, Russia, Krasnoarmeysk, Federal state enterprise «National Testing Association «State Ammunition Ranges of Russia»,
Koltunov Vladimir Valentinovich, candidate of technical sciences, docent, leading researcher, v koltunov@mail.ru, Russia, Krasnoarmeysk, Federal state enterprise «National Testing Association «State Ammunition Ranges of Russia»,
Meleshko Alina Sergeevna, design engineer, info@niogbip.ru, Russia, Krasnoarmeysk, Federal state enterprise «National Testing Association «State Ammunition Ranges of Russia»
УДК 623.4.018
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-57-64
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОТОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ АВИАЦИОННЫХ СРЕДСТВ ПОРАЖЕНИЯ НА ПОДВИЖНОМ НОСИТЕЛЕ
М.Н. Белобородов, А.В. Струневич, А.В. Черепенникова
В работе представлены описание и технические характеристики комплекса оборудования, предназначенного для проведения испытаний авиационных средств поражения с определением возмущающих факторов, действующих на боеприпас при применении с подвижного носителя, и методика проведения данных работ. Приведены примеры полученных результатов при испытаниях неуправляемых авиационных ракет. Данная методика испытаний представляет интерес для специалистов, разрабатывающих и испытывающих системы вооружения, устанавливаемые на различные подвижные носители, в том числе и наземные.
Ключевые слова: испытания, подвижный носитель, авиационные средства поражения, траектория, баллистика.
При натурных стрельбовых испытаниях боеприпасов (БП) с боевых вертолетов в силу совершенно различных причин БП отклоняется от прицельной траектории, что изменяет, соответственно, координаты его прихода к цели. Причинами отклонения является действие на БП в плоскости дульного среза в момент его выхода и потери взаимосвязи с пусковой установкой сил различной природы - механических, аэрогидродинамических, метеорологических и других. Эти причины относятся к возмущающим факторам, влияющим на траекторию полёта авиационного средства поражения (АСП), и на изменение характеристик ракетно-пушечного вооружения по сравнению с наземными стрельбами, особенно на начальном участке движения АСП.
Одна из возможных классификаций сил, действующих на АСП во время стрельбы, представлена на рис. 1, где показан один из вариантов учёта возмущающих факторов, допускающих экспериментальную оценку их вклада в общую погрешность промаха при стрельбе с подвижного носителя (ПН).
Для определения воздействия горизонтального потока воздуха, создаваемого несущим винтом, существуют специальные номограммы, по которым можно определить его величину, поэтому для мониторинга состояния воздушного потока необходимо использовать регистраторы, способные анализировать поток во всех направлениях.
Для оценки факторов, определяющих параметры этого поведения, предлагается новая методика испытаний АСП. Полученные с использованием разработанной методики данные позволяют сформировать рекомендации конструкторам вооружения, что, в свою очередь, приводит к существенному снижению временных затрат при разработке новых изделий или при проведении испытаний серийных образцов БП. Кроме того, заложенное в методике использование математического моделирования позволяет уменьшить количество испытаний, что в свою очередь приводит к сокращению материальных затрат. Методика включает в себя проведение наземных стендовых и летных испытаний.
Наземные стендовые испытания проводятся с целью определения влияния вибраций на углы выхода снаряда из ствола или неуправляемой авиационной ракеты (НАР) из пускового блока и, как следствие, получение зависимости отклонения точек попадания АСП в щит (реальный или виртуальный) от точки прицеливания за счет вибрации ствола орудия или пускового блока. В данном случае под виртуальным щитом понимается оптическая плоскость, построенная на определенном расстоянии от орудия, перпендикулярная линии прицеливания на этом расстоянии, построенная с использованием оптических средств регистрации.
