Система самонаведения торпед

(51) 42 19/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ также в возможности наджной регистрации системой самонаведения минимально заданного порога чувствительности при прохождении торпедой через границу кильватерного следа от корабля-цели противника, в том числе за счт приспосабливаемости системы к изменяющимся параметрам водной среды в конкретном месте нахождения торпеды. Средство измерения выполнено в виде оппозитно расположенных источника и примника сигналов, размещнных на обтекаемых по форме концах цилиндрических штоков, расположенных в носовой части торпеды, вычислительное устройство дополнительно оснащено устройством адаптивной идентификации, состоящем из блока нормирования по состоянию невозмущнной среды акватории и блока оценки изменения динамического деформирования среды акватории и устройством компенсации естественного фона окружающий среды в виде статистического фильтра выделения текущего среднего сигнала и блока удаления случайных выбросов, а выход вычислительного устройства связан со входом средства измерения. Все описанные блоки и устройства являются элементами заявляемой системы самонаведения.(72) Кадыров Жаннат Нургалиевич Кочетков Андрей Викторович(57) Изобретение относится к концепции и техническим решениям боевого применения морских подводных видов военной техники и вооружения, например, торпед, подводных лодок,подводных пусковых платформ, подводных торпедракет и других. Технический результат при использовании предлагаемой системы самонаведения заключается в повышении чувствительности системы самонаведения, в том числе, в условиях нахождения в турбулентном следе корабля-цели противника, а также в условиях проведения противоторпедных мероприятий со стороны корабля-цели противника. Технический результат при использовании предлагаемой системы самонаведения заключается Изобретение относится к концепции и техническим решениям боевого применения морских подводных видов военной техники и вооружения, например, торпед, подводных лодок,подводных пусковых платформ, подводных торпедракет и других. Известна система самонаведения торпед,содержащая бесконтактное средство измерения в виде источника и приемника сигнала,преобразователь информации, вычислительное устройство и устройство коммутации (см. Теоретические основы торпедного оружия. - М. Воениздат, 1969 - .296). Известная система обладает ограниченными тактико-техническими характеристиками. Так,известной системе самонаведения вполне эффективно противодействует система защиты корабля противника, что не позволяет эффективно использовать потенциальные возможности известной системы самонаведения. В конечном итоге, не достигается эффективного моральнопсихологического воздействия на потенциального противника и конечной цели - подрыва корабля цели противника. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является система самонаведения подводных видов военной техники,например,торпед,включающая бесконтактное средство измерения в виде источника и примника сигналов,преобразователя информации, вычислительного устройства и устройства коммутации (Платонов А.В. Подводные лодки. - СПб. ООО Издательство Полигон,2004. - .108-109). К недостаткам известной системы можно отнести низкую эффективность работы системы самонаведения из-за, в первую очередь, слабого противодействия (учета) в условиях создания противником имитирующих цель искусственных помех,а также отсутствие возможности приспособления(свето-,звукопроницаемости,плотности,деформируемости,солености,прозрачности и других), имеющих место в условиях погружения на разную глубину, в условиях различной степени деформируемости водной среды из-за прохода корабля-цели противника различного водоизмещения,в условиях ограниченной видимости (например, в темное время суток), в различных температурных условиях водной среды и при других факторах. Недостатком известной системы наведения является также е низкая чувствительность в условиях работы по турбулентному(беспузырьковому) кильватерному следу корабляцели противника, а также общая низкая чувствительность на изменение физикомеханических параметров водной среды, что не позволяет наджно и эффективно зафиксировать границу кильватерного следа корабля-цели противника и выйти на режим рыскания для его поиска. 2 Технический результат при использовании предлагаемой системы самонаведения заключается в повышении чувствительности системы самонаведения, в том числе, в условиях нахождения в турбулентном следе корабля-цели противника, а также в условиях проведения противоторпедных мероприятий со стороны корабля-цели противника. Технический результат при использовании предлагаемой системы самонаведения заключается также в возможности наджной регистрации системой самонаведения минимально заданного порога чувствительности при прохождении торпедой через границу кильватерного следа от корабля-цели противника, в том числе за счт приспосабливаемости системы к изменяющимся параметрам водной среды в конкретном месте нахождения торпеды. Указанные технические результаты достигаются за счт того, что в системе самонаведения подводных видов военной техники, например,торпед, включающей последовательно соединнные бесконтактное средство измерения, преобразователь информации,вычислительное устройство и устройство коммутации, средство измерения выполнено в виде оппозитно расположенных источника и примника сигналов, размещнных на обтекаемых по форме концах цилиндрических штоков, расположенных в носовой части торпеды,вычислительное устройство дополнительно оснащено устройством адаптивной идентификации,состоящем из блока нормирования по состоянию невозмущнной среды акватории и блока оценки изменения динамического деформирования среды акватории и устройством компенсации естественного фона окружающий среды в виде статистического фильтра выделения текущего среднего сигнала и блока удаления случайных выбросов, а выход вычислительного устройства связан со входом средства измерения. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая система отличается тем,что средство измерения выполнено в виде оппозитно расположенных источника и примника сигналов, размещнных на обтекаемых по форме концах цилиндрических штоков, расположенных в носовой части торпеды, вычислительное устройство дополнительно оснащено устройством адаптивной идентификации, состоящем из блока нормирования по состоянию невозмущнной среды акватории и блока оценки изменения динамического деформирования среды акватории и устройством компенсации естественного фона окружающий среды в виде статистического фильтра выделения текущего среднего сигнала и блока удаления случайных выбросов, а выход вычислительного устройства связан со входом средства измерения. Таким образом,заявляемая система самонаведения соответствует критерию изобретения НОВИЗНА. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники,не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретения СУЩЕСТВЕННЫЕ ОТЛИЧИЯ. Изобретение поясняется иллюстрацией, где на фиг.1 схематично изображено бесконтактное средство измерения, на фиг.2. - блок-схема предлагаемой системы самонаведения. Система самонаведения имеет в свом составе бесконтактное средство измерения (БСИ) в виде оппозитно расположенных источника 1 и примника 2 сигналов. Источник 1 и примник 2 сигналов размещены на обтекаемых по форме концах цилиндрических штоков 3, расположенных в носовой части одного из подводных видов военной техники, например, торпеды 4. Как известно, после прохода корабля-цели противника любого водоизмещения образуется различная по характеристикам кильватерная струя(так называемый, кильватерный след). При этом,физико-механические параметры воды в кильватерной струе отличаются от аналогичных параметров морской воды в спокойном невозмущнном состоянии. В кильватерной струе,прежде всего, изменяются оптические свойства воды. Сама водная среда становится двухфазной,состоящей как из воды, так и из воды с пузырьками воздуха, объем (количество) которых в единице объема воды переменно и зависит от скорости и размеров(водоизмещения) судна,гидродинамических параметров корпуса судна,характера его движителей и многих других механических и физических факторов. Предлагаемое средство измерения достаточно наджно фиксирует и распознает степень деформации (деформируемости) естественного оптического фона морской воды. При этом,количество и диапазон устойчиво регистрируемых средством измерения системы самонаведения уровней деформации фона морской воды соответствует практически всем классам судов противника. В качестве источника 1 сигналов может использоваться, например, лазерный излучатель, а в качестве приемника 2 - видеоматрица (например,размерами 10241024 с возможными фиксациями 64 градаций (уровней яркости). При этом минимальная вариация яркости светового потока наджно фиксируется и передается в качестве исходной информации системе самонаведения для управления движением подводного вида военной техники,например, торпедой. С помощью предлагаемого средства измерения достигнута высокая вероятность обнаружения кильватерного следа корабля-цели противника, в том числе с ярко выраженными характеристиками турбулентности(в беспузырьковом состоянии, только с завихрениями) и в этой связи, достигнута возможность надежного обнаружения границы кильватерного следа, чтобы в дальнейшем преследовать корабль-цель противника по догонной траектории (вдогонку кораблю). В состав системы входят последовательно соединнные преобразователь информации 5,вычислительное устройство 6 и устройство коммутации 7, причем выход вычислительного устройства 6 дополнительно связан с входом бесконтактного средства измерения 8. При этом в состав вычислительного устройства 6 дополнительно включены устройство адаптивной идентификации (на фиг. не показано), состоящее из блока нормирования по состоянию невозмущнной среды акватории и блока оценки изменения динамического деформирования среды акватории и устройство компенсации естественного фона окружающей среды (на фиг. не показано) в виде статистического фильтра выделения текущего среднего сигнала и блока удаления случайных выбросов (на фиг.2 поз.9 - библиотека уставок,поз. 10 - устройство сравнения). Дополнительно введнная связь вычислительного устройства 6 со входом бесконтактного средства измерения 8 обеспечивает обратную связь и возможность приспособления(адаптации) напряжения на источнике 1 сигналов с реальной светопроницаемостью морской воды в данном конкретном месте нахождения торпеды с учетом е заглублнности, времени суток, времени года и других факторов,влияющих на сопротивление(интенсивность) прохождения светового потока от источника 1 к примнику 2 сигналов (как известно, оптические свойства водной среды - е светопроницаемость, зависят от глубины,времени года, времени суток и др.факторов,например, чем глубже - тем темнее, летом - темнее,ночью - темнее и т.д.). Для чего формируют библиотеку уставок 9 - множество значений(электрических сигналов),соответствующих определенной (конкретной) светопроницаемости водной среды в различных ее состояниях (например,в зависимости от заглубленности, от времени суток,от времени года, от степени деформируемости водной среды механическими объектами и др. внешними факторами). Данные значения формируются эмпирическим путем до начала эксплуатации системы самонаведения и вносятся(программируются) в качестве дискретных значений в библиотеку уставок 9. Наличие в составе вычислительного устройства 6 устройства адаптивной идентификации (на фиг. не показано) обеспечивает нормирование(приспособление) к реальной светопроницаемости водной среды и возможность адаптации(приспособления) напряжения на источнике светового потока используемого бесконтактного средства измерения. Наличие в составе вычислительного устройства 6 устройства компенсации естественного фона окружающей среды (на фиг. не показано), позволяет удалить(компенсировать) систематическую составляющую изменения световой проницаемости водной среды в конкретном месте нахождения торпеды и исключить возможность прохождения случайных возмущений (например, случайного ослепления водной среды в месте нахождения торпеды лучом прожектора или другими яркими вспышками) и их воздействие на работу системы. Фактически данное устройство выполняет роль фильтра и может функционировать по различным алгоритмам работы фильтра. На выходе вычислительного устройства 6 (после прохождения в устройствах адаптивной идентификации и компенсации естественного фона окружающей среды) имеем усредннное нормированное значение сигнала (информацию) о световом потоке в реальном месте нахождения торпеды. При этом высокая чувствительность средства измерения и наличие двух дополнительных устройств в составе вычислительного устройства позволяет уловить(зафиксировать) любое минимальное изменение оптических свойств воды,вызванных, например, даже наличием в водной среде микроорганизмов, например, планктона. Как показывают экспериментальные данные,заранее отрегулировать (выставить нужный уровень уставки) в библиотеке уставок 9 средство измерения на имеющую место реальную светопроницаемость водной среды в интересующем нас конкретном месте нахождения торпеды практически невозможно. Предлагаемая же система самонаведения позволяет это сделать. Так, после выстреливания торпедой, световой сигнал в видеоматрице (ПЗС - матрица) преобразуется в усредннный цифровой сигнал,который сравнивается, например, с серединой диапазона яркости элементов ПЗС - матрицы и, при наличии рассогласования, команда управления передатся через дополнительно введнную в систему обратную связь на вход источника 1 сигналов средства измерения, например, для увеличения яркости свечения источника излучения. Такая процедура периодически повторяется, например,при изменении глубины маршевого хода торпеды и при других ситуациях, связанных с изменением оптических свойств водной среды в конкретном местонахождении торпеды. Для эффективной работы системы самонаведения необходимо, во-первых, адаптация(приспособление) интенсивности светового потока от источника излучения к примнику средства измерения фактически имеющей место светопроницаемости водной среды в конкретном месте нахождения торпеды и,во-вторых,возможность регистрации системой самонаведения минимально заданного порога чувствительности (то есть возможности определения(фиксации) изменения усредннного нормированного сигнала средства измерения системы установленного порогового значения). Установлено, что при прохождении торпедой через границу кильватерного следа усредннный нормированный сигнал изменяется на 2025, что наджно фиксируется предлагаемой системой самонаведения. Опыт эксплуатации системы показал, что она достаточно наджно и эффективно функционирует даже в условиях проведения противоторпедных мероприятий со стороны корабля-цели противника. Предлагаемая система самонаведения работает следующим образом. После прохода корабля-цели противника, как правило, образуется кильватерная струя, физикомеханические параметры которой отличаются от морской воды в спокойном состоянии. После выстреливания торпеды из торпедного аппарата подводной лодки торпеда согласно заданной программе перемещается в хвост цели подводного корабля-цели или подводной лодки противника. При достижении заданного сближения торпеды с целью включается система самонаведения. По сигналу от источника 1 оптического излучения сигнал принимается примником 2, обрабатывается в преобразователе информации 5 и передается в вычислительное устройство 6, в котором проводится анализ степени деформируемости водной среды в месте нахождения торпеды. По сигналу обратной связи происходит корректировка уровня интенсивности излучения сигнала от источника 1. Происходит это путем сравнения (сопоставления) в устройстве сравнения 10 сигнала из библиотеки уставок 9,пропорционального реальной светопроницаемости водной среды в месте нахождения торпеды с фактически обработанным(приспособленным) сигналом на выходе вычислительного устройства 6(в котором компенсирована систематическая составляющая изменения световой проницаемости водной среды в конкретном месте нахождения торпеды и исключена возможность прохождения случайных возмущений, то есть с фактически отфильтрованным сигналом с выхода вычислительного устройства 6). Тем самым обеспечивается приспосабливаемость (адаптация) интенсивности излучения реальной светопроницаемости морской водной среды в месте нахождения торпеды. В дальнейшем торпеда по заданной программе в режиме рысканья определяет зоны с наибольшей степенью деформации водной среды уже от внешних механических объектов, например,корабля - цели противника. Расчетным путм определяется направление курса и скорость перемещения корабля-цели противника. Через средство коммутации 7 передается команда на подготовку подрыва заряда. Торпеда продолжает перемещаться в направлении корабля-цели противника. При проходе торпеды под днищем корабля-цели происходит подрыв заряда от контактного (или неконтактного) взрывателя. Корабль-цель противника уничтожается. Таким образом,достигнута высокая чувствительность системы самонаведения торпед, в том числе в условиях ее нахождения в турбулентном следе корабля-цели противника, а также в условиях проведения противоторпедных мероприятий со стороны корабля-противника. Достигнута высокая надежность регистрации системой самонаведения минимального порога чувствительности при прохождении торпедой через границу кильватерного следа от корабля-цели противника,в том числе за счет приспосабливаемости системы к изменяющимся параметрам водной среды в конкретном месте нахождения торпеды, например, при вариации свето-,звукопроницаемости,плотности,деформируемости, солености, прозрачности и других физико-механических параметрах водной среды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Система самонаведения торпед, включающая последовательно соединнные бесконтактное средство измерения, преобразователь информации,вычислительное устройство и устройство коммутации, отличающаяся тем, что средство измерения выполнено в виде оппозитно расположенных источника и примника сигналов,размещнных на обтекаемых по форме концах цилиндрических штоков, расположенных в носовой части торпеды,вычислительное устройство дополнительно оснащено устройством адаптивной идентификации, состоящим из блока нормирования по состоянию невозмущнной среды акватории и блока оценки изменения динамического деформирования среды акватории, и устройством компенсации естественного фона окружающей среды в виде статистического фильтра выделения текущего среднего сигнала и блока удаления случайных выбросов, а выход вычислительного устройства связан со входом средства измерения.