RU2593532C1 - Man-portable air defense system and its operation method - Google Patents

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: group of inventions relates to air defense systems. Man-portable air defense system (MANPADS) comprises a missile and a homing head (HH). Missile is equipped with a passive radar homing head. System includes a manual radio frequency emitter with a radio transmitter, 5 radio receivers, a parabolic antenna and a time relay. Missile HH is directed downwards at the angle of 5-15 degrees, and in a preset time after the launch the HH smoothly turns at the angle of approximately 0.1-0.2 degrees downwards. In the MANPADS operating method its processor measures a distance to the target from the sum of reflected and direct signals of the radio frequency emitter, on the final leg it turns the HH precisely aiming it at the target.

EFFECT: technical result of the inventions group is higher combat capabilities of the MANPADS in bad weather conditions.

4 cl

Description

Изобретение относится к зенитным ракетным комплексам.The invention relates to anti-aircraft missile systems.

У США в настоящее время большое количество крылатых ракет, способных нести ядерное оружие. А после проведенной недавно модернизации они стали еще опаснее. У нас нет столько стационарных или мобильных комплексов постоянной готовности, чтобы создать по всей границе сплошную, эшелонированную, круглосуточную ПВО, хотя бы от крылатых ракет, не говоря уже о настоящей ПВО (то есть и от самолетов тоже). Поэтому большое значение приобретает возможность пехотных отрядов быстро занять определенные позиции - с шагом по фронту около 15 км, преимущественно на высотах - и караулить на этих рубежах крылатые ракеты и низко летящие самолеты «Стелс» и В-2 (и все остальные, конечно, тоже) с переносными зенитно-ракетными комплексами (далее - ПЗРК) всех типов.The United States currently has a large number of cruise missiles capable of carrying nuclear weapons. And after a recent upgrade, they became even more dangerous. We do not have so many stationary or mobile complexes of constant readiness to create a continuous, layered, round-the-clock air defense along the entire border, even from cruise missiles, not to mention real air defense (that is, from airplanes too). Therefore, the ability of infantry detachments to quickly take certain positions - with a step along the front of about 15 km, mainly at heights - and guard cruise missiles and low-flying Stealth and B-2 aircraft (and all the others, of course, also ) with man-portable air defense systems (hereinafter - MANPADS) of all types.

Кроме того, ПЗРК могут являться последним рубежом обороны от баллистических боеголовок (на спуске они представляют собой яркую инфракрасную цель).In addition, MANPADS may be the last frontier of defense against ballistic warheads (on the descent they represent a bright infrared target).

ПЗРК значительно (на два порядка) дешевле самых дешевых зенитных комплексов типа «Тунгуска», и поэтому есть возможность создать нужную степень насыщения ПВО и ПРО этими средствами поражения.MANPADS are significantly (two orders of magnitude) cheaper than the cheapest Tunguska anti-aircraft systems, and therefore it is possible to create the necessary degree of saturation of air defense and missile defense with these weapons.

Но существующие ПЗРК, в том числе «Верба», практически теряют способность обнаруживать и сбивать воздушные цели в дождь, в снегопад и особенно - в туман. Видимость во время дождя или снега может падать до 200-300 м, а в туман - до 30 м. Кроме того, у ПЗРК и в их обычном применении есть «дыра» в боеспособности - низкая облачность. Если в небе имеется хотя бы 10-15% облачности, то, увидев пуск ПЗРК по своему самолету, летчик тут же нырнет в ближайшее облако, и оно закроет инфракрасное излучение самолета.But existing MANPADS, including Verba, practically lose their ability to detect and shoot down air targets in rain, snowfall, and especially fog. Visibility during rain or snow can fall up to 200-300 m, and in fog - up to 30 m. In addition, MANPADS and in their usual application have a “hole” in combat readiness - low cloud cover. If there is at least 10-15% of cloudiness in the sky, then, having seen the launch of MANPADS on his plane, the pilot will immediately dive into the nearest cloud and it will close the infrared radiation of the aircraft.

Задача и технический результат изобретения - повышение боевых возможностей ПЗРК в плохих погодных условиях.The objective and technical result of the invention is to increase the combat capabilities of MANPADS in bad weather conditions.

Для сохранения боеспособности в плохих погодных условиях предлагается оснастить ПЗРК «Верба» пассивной радиолокационной ГСН (головка самонаведения) и включить в состав комплекса ручной подсвечивающе-поисковый доплеровский радиоизлучатель. Радиоизлучатель может быть один на несколько ракет.To maintain combat readiness in bad weather conditions, it is proposed to equip the Verba MANPADS with a passive radar seeker (homing head) and include a manual illuminating-search Doppler radio emitter in the complex. The radio emitter can be one on several missiles.

С учетом современного уровня электроники пассивная радиолокационная ГСН по своим размерам и массе будет примерно равна инфракрасной ГСН (чуть больше мобильного телефона). Поэтому конструкция ракеты в общем не изменится. Потребуется только одно усовершенствование, которое, однако, возможно потребуется и инфракрасному варианту. Так как пуск ракеты производится практически с уровня земли, а цель в виде крылатой ракеты также находится практически на уровне земли, то на большом расстоянии (7-8 км) возможна просадка ракеты в полете и задевание поверхности земли или отдельных выступающих препятствий: столбы, деревья, ЛЭП, силосные и водонапорные башни, трубы котельных и т.п. Поэтому предлагается сделать изменяемым положение ГСН в ракете - во время пуска ГСН должна смотреть вниз примерно на 5-15 градусов, а через 2-3 секунды после пуска ГСН должна плавно повернуться на угол примерно 0,1-0,2 градуса вниз (то есть у ракеты должен быть «низ» и «верх», то есть она должна иметь гироскопчик). Это придаст ракете выпуклую вверх траекторию, то есть ракета сначала наберет высоту около 50 метров, затем будет некоторое время лететь практически на одной высоте и затем, очень плавно снижаясь, попадет в низколетящую цель.Given the current level of electronics, a passive radar seeker in its size and weight will be approximately equal to an infrared seeker (a little more than a mobile phone). Therefore, the design of the rocket in general will not change. Only one improvement will be required, which, however, may also be necessary for the infrared version. Since the launch of the rocket is carried out almost from ground level, and the target in the form of a cruise missile is also located almost at ground level, then at a large distance (7-8 km) it is possible to draw down the rocket in flight and touch the surface of the earth or individual protruding obstacles: poles, trees , Power lines, silos and water towers, boiler pipes, etc. Therefore, it is proposed to change the position of the GOS in the rocket - during start-up, the GOS should look down about 5-15 degrees, and 2-3 seconds after the start, the GOS should smoothly turn an angle of about 0.1-0.2 degrees down (i.e. the rocket must have a “bottom” and a “top”, that is, it must have a gyroscope). This will give the rocket a convex upward trajectory, that is, the rocket will first gain a height of about 50 meters, then it will fly at almost the same height for some time and then, very smoothly falling, will hit a low-flying target.

В очень «продвинутом» варианте процессор ракеты может измерять расстояние до цели по изобретению патент №2429502 и на последних 200-300 метрах поворачивать ГСН точно на цель без упомянутого вертикального отклонения вниз на 0,1-0,2 градуса.In a very "advanced" embodiment, the rocket processor can measure the distance to the target according to the invention of patent No. 2429502 and at the last 200-300 meters turn the GOS precisely at the target without the said vertical deviation down by 0.1-0.2 degrees.

Для полета по пересекающейся траектории ГСН должна поворачиваться и в горизонтальной плоскости, см. изобретение патент №2400590.For a flight along an intersecting trajectory, the GOS must be rotated in a horizontal plane, see patent No. 2400590.

Для взрыва ракеты рекомендуется использовать изобретение №2412437 «Бесконтактный взрыватель».For the explosion of a rocket, it is recommended to use the invention No. 2412437 "Contactless fuse".

Подсвечивающе-поисковый доплеровский радиоизлучатель представляет собой радиопередатчик, радиприемник (точнее - 5 радиоприемников) и параболическую или иную направленную антенну. Антенна при излучении должна давать рассеивающийся луч в пространственном секторе примерно 5-15 градусов. Вблизи фокуса антенны должны быть 4 приемных элемента, настроенных на отклонение вверх, вниз и в стороны примерно на 2-5 градусов. И во время приема они (точнее - прием отраженного сигнала на них) показывают оператору, в какую сторону довернуть антенну, чтобы она хорошо подсвечивала цель.The search-illuminating Doppler radio emitter is a radio transmitter, a radio receiver (more precisely, 5 radios) and a parabolic or other directional antenna. The radiation antenna should produce a scattering beam in the spatial sector of about 5-15 degrees. Near the focus of the antenna there should be 4 receiving elements configured to deviate up, down and to the side by about 2-5 degrees. And during the reception, they (more precisely - the reception of the reflected signal on them) show the operator which way to turn the antenna so that it illuminates the target well.

Радиоизлучатель также должен иметь реле времени и, таким образом, показывать время прохождения радиосигнала от излучения до приема, то есть - показывать дальность до цели. То есть радиоизлучатель представляет собой простейший однонаправленный радиолокатор. Дальность до цели нужна, во-первых, для того чтобы определить досягаемость для ракеты, а во-вторых, для того чтобы решить к какому из соседних расчетов цель находится ближе - к этому или к соседнему.The radio emitter must also have a time relay and, thus, show the transit time of the radio signal from radiation to reception, that is, to show the distance to the target. That is, the radio emitter is the simplest unidirectional radar. The range to the target is needed, firstly, in order to determine the reach for the rocket, and secondly, in order to decide which of the neighboring calculations, the target is closer to this or to the neighboring one.

Мощность радиоизлучателя и чувствительность радиоприемника должны быть в совокупности такими, чтобы обеспечивать надежное обнаружение цели типа «боеголовка» в радиусе 10 км.The power of the radio emitter and the sensitivity of the radio receiver must be such as to ensure reliable detection of targets of the "warhead" type within a radius of 10 km.

Радиоизлучатель должен иметь два режима работы: поисковый, когда для экономии электроэнергии производится 5-10 импульсов в секунду, и подсвечивающий, когда число импульсов в секунду должно быть как можно больше, или же излучатель вообще переходит на непрерывный режим излучения.A radio emitter should have two operating modes: search, when 5-10 pulses per second are produced to save energy, and highlighting, when the number of pulses per second should be as large as possible, or the emitter generally switches to a continuous radiation mode.

Один - основной - из 5 радиоприемников улавливает отраженный сигнал от чувствительного элемента большей площади круглой формы по центру антенны, а еще 4 радиоприемника улавливают попадание отраженного сигнала на четыре дугообразных чувствительных элемента антенны, расположенных рядом с фокусом антенны. На обратной стороне антенны есть 5 светодиодов - центральный - показывает наличие цели, и 4 периферийных (сверху, снизу и по бокам). Они показывают оператору радиоизлучателя наличие цели и подсказывают, как направить антенну, чтобы центральная часть сектора излучения попадала на цель.One - the main one - out of 5 radios picks up the reflected signal from a sensor of a larger circular shape in the center of the antenna, and 4 more radios pick up the reflected signal on four arched sensitive elements of the antenna located near the focus of the antenna. On the back of the antenna there are 5 LEDs - the central one - shows the presence of the target, and 4 peripheral (top, bottom and sides). They show the presence of the target to the operator of the radio emitter and suggest how to direct the antenna so that the central part of the radiation sector hits the target.

В экстренных условиях оператор держит радиоизлучатель в руках. Но в условиях ожидания пролета крылатой ракеты или в условиях ожидания появления баллистической боеголовки во избежание утомления оператора радиоизлучатель можно поставить на штатив высотой 1-1,5 метра. Штатив должен иметь фиксацию вертикального перемещения (то есть антенна будет вращаться только в горизонтальной плоскости). Этот режим хорош для ожидания крылатых ракет, так как они летят низко.In emergency conditions, the operator holds the radio emitter in his hands. But in conditions of waiting for the passage of a cruise missile or in conditions of waiting for the appearance of a ballistic warhead to avoid operator fatigue, the radio emitter can be put on a tripod with a height of 1-1.5 meters. The tripod should have a fixation of vertical movement (that is, the antenna will rotate only in the horizontal plane). This mode is good for waiting for cruise missiles, as they fly low.

Время падения боеголовки может быть известно с точностью до секунд, поэтому для ее ожидания достаточно электропитания от аккумуляторов. Ожидание пролета крылатой ракеты может растянуться на часы и даже сутки, поэтому для сохранения боеспособности в состав комплекса в этом варианте следует включить бензиновый электрогенератор.The fall time of the warhead can be known with an accuracy of seconds, therefore, for its expectation, enough power from the batteries. The anticipation of the passage of a cruise missile can stretch for hours or even a day, therefore, to maintain combat efficiency, a gasoline generator should be included in the complex in this embodiment.

Для повышения ТТХ ПЗРК желательно использовать двухступенчатую схему ракеты с разным топливом; плоское постоянное крыло, см. изобретение патент №2514324; Водородовыделяющее топливо, см., например, патенты №№2516825 и 2516711; комплексную головку самонаведения патент №2483273; ракетный двигатель Староверова - 8.To improve the performance characteristics of MANPADS, it is advisable to use a two-stage missile scheme with different fuels; flat fixed wing, see invention patent No. 2514324; Hydrogen-generating fuel, see, for example, patents Nos. 2516825 and 2516711; integrated search homing patent No. 2483273; Staroverov's rocket engine - 8.

Примерный состав пехотного подразделения для дежурства на рубеже перехвата крылатых ракет может быть таким:The approximate composition of the infantry division for duty at the turn of the interception of cruise missiles can be as follows:

1. Гусеничная БМП для торения дороги в снегу.1. Tracked infantry fighting vehicle for toying the road in the snow.

2. БТР с охраной от диверсантов или вторая БМП.2. Armored personnel carrier with protection from saboteurs or the second infantry fighting vehicle.

3. Бронированный грузовик с ПЗРК.3. Armored truck with MANPADS.

4. 10 ПЗРК в радиоварианте, еще 10 обычных инфракрасных ПЗРК и 20 операторов.4. 10 MANPADS in the radio version, another 10 conventional infrared MANPADS and 20 operators.

5. 2 радиоизлучателя и 4 оператора (если долго ждать, то посменно).5. 2 radio emitters and 4 operators (if you wait a long time, then in shifts).

6. 15-20 солдат с гранатометом и 2 пулеметами, 2 снайпера (охрана).6. 15-20 soldiers with a grenade launcher and 2 machine guns, 2 snipers (security).

7. Два бензиновых генератора, запас бензина, два носильщика.7. Two gasoline generators, a supply of gasoline, two porters.

Для прикрытия объекта от баллистической боеголовки достаточно гораздо меньшей группировки - двух ПЗРК в радиоварианте, радиоизлучателя и двух обычных ПЗРК.To cover an object from a ballistic warhead, a much smaller grouping is enough - two MANPADS in the radio variant, a radio emitter and two conventional MANPADS.

Claims (4)

1. Переносной зенитно-ракетный комплекс, содержащий ракету и головку самонаведения, отличающийся тем, что ракета оснащена пассивной радиолокационной головкой самонаведения и в состав комплекса включен ручной радиоизлучатель, содержащий радиопередатчик, 5 радиоприемников, параболическую антенну и реле времени.1. A portable anti-aircraft missile system containing a missile and a homing head, characterized in that the missile is equipped with a passive radar homing head and the complex includes a hand-held radio emitter containing a radio transmitter, 5 radio receivers, a parabolic antenna and a time relay. 2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что ручной радиоизлучатель представляет собой радиопередатчик, 5 радиоприемников, реле времени и параболическую антенну, которая при излучении дает рассеивающийся луч в пространственном секторе примерно 5-15 градусов, причем в фокусе антенны имеется круглый центральный чувствительный элемент, а вблизи фокуса антенны имеются 4 дугообразных приемных элемента, настроенных на отклонение вверх, вниз и в стороны на 2-5 градусов.2. The complex according to claim 1, characterized in that the hand-held radio emitter is a radio transmitter, 5 radio receivers, a time relay and a parabolic antenna, which when emitted gives a scattering beam in the spatial sector of about 5-15 degrees, and there is a round central sensitive antenna in the focus of the antenna element, and near the focus of the antenna there are 4 arcuate receiving elements configured to deviate up, down and to the side by 2-5 degrees. 3. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что на обратной стороне антенны есть 5 светодиодов, соединенных каждый со своим радиоприемником: центральный - показывает наличие цели, и 4 периферийных (сверху, снизу и по бокам) показывают оператору радиоизлучателя наличие цели и подсказывают, как направить антенну, чтобы центральная часть сектора излучения попадала на цель.3. The complex according to claim 1, characterized in that on the reverse side of the antenna there are 5 LEDs, each connected to its own radio receiver: the central one shows the presence of the target, and 4 peripheral (top, bottom and sides) show the presence of the target to the radio emitter operator and prompt how to direct the antenna so that the central part of the radiation sector hits the target. 4. Способ работы переносного зенитно-ракетного комплекса по п. 1, отличающийся тем, что во время пуска ГСН ориентирована вниз на угол 5-15 градусов, через заданное время после пуска ГСН плавно поворачивается на угол примерно 0,1-0,2 градуса вниз, причем процессор ракеты измеряет расстояние до цели по сумме отраженного и прямого сигналов радиоизлучателя и на последнем участке поворачивает ГСН точно на цель. 4. The method of operation of a portable anti-aircraft missile system according to claim 1, characterized in that during the launch of the GOS it is oriented downward at an angle of 5-15 degrees, after a predetermined time after the start of the GOS, it smoothly rotates through an angle of about 0.1-0.2 degrees down, and the rocket processor measures the distance to the target by the sum of the reflected and direct signals of the radio emitter and in the last section turns the GOS precisely at the target.