RU2722709C1 - Method of destroying military equipment with controlled ammunition - Google Patents

Abstract

FIELD: weapons.SUBSTANCE: invention relates to weapons and can be used in antitank, anti-aircraft missile systems, systems of guided armament of tanks, as well as in missile systems of inter-service application. To defeat military equipment with controlled ammunition, guided ammunition (1) is directed to target vulnerable zone. At that, ground control equipment equipped with television (2) and thermal-imaging (3) channels, integrating images from television (2) and thermal-imaging (3) channels, aimed at improving information content of the observed situation. Target is detected and marked by threshold brightness method. Target recognition, identification and selection of preferable vulnerable zone are performed by means of matching target contour in complexized image with images contained in pre-compiled database (6). Controlled ammunition (1) is induced in coded laser beam in selected target vulnerable area.EFFECT: higher efficiency of destruction of military equipment, simplification of design, exclusion of high-tech elements from disposable ammunition, reduced response time of complex of weapons.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в противотанковых, зенитных ракетных комплексах, комплексах управляемого вооружения танков, а также в ракетных комплексах межвидового применения.The invention relates to the field of armaments and can be used in anti-tank, anti-aircraft missile systems, complexes of guided weapons of tanks, as well as in missile systems of interspecific use.

Известен 155-мм самоприцеливающийся боевой элемент BONUS, носителями вариантов которого, в частности, являются снаряды BONUS Mk I [ГУП «КБП». Высокоточное оружие зарубежных стран. Том 2. Танковые, артиллерийские, минометные КУВ, самоприцеливающиеся и самонаводящиеся боевые элементы. Обзорно аналитический справочник. - Тула: ООО «Власта», 2011. - 304 с., ил.], в которых реализован способ поражения бронированных объектов в уязвимую зону. Действие снаряда BONUS Mk I основано на использовании данных разведки о местонахождении целей, которые передаются на позицию подразделения 155-мм гаубиц. Перед выстрелом осуществляется программирование электронного дистанционного взрывателя снаряда для срабатывания на установленной дальности до цели. Снаряд выстреливается из гаубицы как штатный снаряд. После достижения снарядом района целей из него последовательно выбрасываются самоприцеливающиеся боевые элементы. При достижении высоты около 1000 м начинается сканирование площади поиска целей, и при обнаружении инфракрасным датчиком первой цели она немедленно атакуется в верхнюю проекцию. К недостаткам данного аналога относятся: использование гаубиц, а, следовательно, сниженная мобильность, поражение только в одну уязвимую зону (верхнюю проекцию), возможность использования только боевой части типа «ударное ядро» для поражения цели.The 155-mm self-aiming BONUS combat element is known, the carriers of the variants of which, in particular, are the BONUS Mk I shells [State Unitary Enterprise KBP. High-precision weapons of foreign countries. Volume 2. Tank, artillery, mortar KVV, self-aiming and homing combat elements. Overview analytical reference. - Tula: Vlasta LLC, 2011. - 304 p., Ill.], Which implements a method for hitting armored objects in a vulnerable zone. The action of the BONUS Mk I shell is based on the use of intelligence data on the location of targets, which are transmitted to the position of the 155-mm howitzer unit. Before firing, the electronic remote fuse of the projectile is programmed to fire at a set range to the target. A shell fired from a howitzer as a regular shell. After the projectile reaches the target area, self-aiming combat elements are successively thrown out of it. When reaching a height of about 1000 m, scanning of the target search area begins, and when an infrared sensor detects the first target, it immediately attacks the upper projection. The disadvantages of this analogue include: the use of howitzers, and, consequently, reduced mobility, defeat only in one vulnerable zone (upper projection), the ability to use only the warhead of the “shock core" type to hit the target.

Известен противотанковый ракетный комплекс TOW 2В [ГУЛ «КБП». Высокоточное оружие зарубежных стран. Том 1. Противотанковые ракетные комплексы. Обзорно аналитический справочник. - Тула: «Бедретдинов и Ко», 2008. - 563 с., ил.], реализующий способ поражения цели в уязвимую зону. Его ракета, предназначенная для поражения цели в верхнюю проекцию на подлете, оснащена боевой частью, содержащей два заряда диаметром 127-мм бокового боя с самоформирующимися при подрыве бронебойными элементами и неконтактным комбинированным взрывателем, направленным вниз. Неконтактный комбинированный взрыватель ракеты содержит оптический датчик цели, который обнаруживает цель по ее конфигурации, магнитный датчик, который реагирует на присутствие определенной массы металла, и лазерный высотометр, который выдает сигнал на подрыв боевой части ракеты при ее пролете над целью. Боевая часть срабатывает при пролете над целью, образуя два бронебойных самоформирующихся элемента, направленных в верхнюю проекцию цели. Двухэлементная боевая часть увеличивает шансы выведения цели из строя. Недостатками данного способа являются возможность использования целью системы размагничивания, что может привести к тому, что боевая часть не сработает, создание целью помех лазерному датчику, возможность использования только боевой части типа «ударное ядро» для поражения цели, а также вероятность срабатывания боевой части при прохождении неровного ландшафта, поражение только в одну уязвимую зону (в крышу), пробитие которой не гарантирует попадание в двигатель, экипаж и так далее, то есть вывод цели из строя.Known anti-tank missile system TOW 2B [GUL "KBP". High-precision weapons of foreign countries. Volume 1. Anti-tank missile systems. Overview analytical reference. - Tula: “Bedretdinov & Co.”, 2008. - 563 p., Ill.], Which implements a method of hitting a target in a vulnerable zone. His missile, designed to hit the target in the upper projection on approach, is equipped with a warhead containing two charges with a diameter of 127 mm side battle with self-forming armor-piercing elements when detonated and a non-contact combined fuse pointing down. The non-contact combined missile fuse contains an optical target sensor that detects the target by its configuration, a magnetic sensor that responds to the presence of a certain mass of metal, and a laser altimeter that gives a signal to detonate the warhead of the rocket when it flies over the target. The warhead is triggered when flying over the target, forming two armor-piercing self-forming elements aimed at the upper projection of the target. A two-element warhead increases the chances of incapacitating a target. The disadvantages of this method are the possibility of using the target of the demagnetization system, which can lead to the fact that the warhead does not work, creating a target for interference with the laser sensor, the possibility of using only the warhead of the “shock core" type to hit the target, and also the probability of the warhead being triggered when passing uneven terrain, defeat only in one vulnerable zone (in the roof), breaking through it does not guarantee getting into the engine, crew, and so on, that is, putting the target out of action.

Известен способ поражения управляемыми боеприпасами бронированных объектов [Пат. 2246681 Российская Федерация, МПК(7) F41G 7/00. Способ поражения управляемыми боеприпасами бронированных объектов в местах размещения оптико-электронных приборов [Текст] / В.А. Пархоменко, Е.М. Устинов; заявитель и патентообладатель Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт - №2003130383/02; заявл. 14.10.2003; опубл. 20.02.2005, Бюл. №5., ил.], заключающийся в том, что для увеличения эффективности поражения бронированного объекта его облучают лучом лазера и используют отраженное лазерное излучение от оптико-электронных приборов, расположенных в эксплуатационных отверстиях корпуса, для наведения управляемых боеприпасов на наиболее слабые места бронированного объекта.There is a method of defeating guided munitions of armored objects [Pat. 2246681 Russian Federation, IPC (7) F41G 7/00. The method of destruction of guided munitions of armored objects at the locations of optoelectronic devices [Text] / V.A. Parkhomenko, E.M. Ustinov; applicant and patent holder Penza Artillery Engineering Institute - No. 2003130383/02; declared 10/14/2003; publ. 02/20/2005, Bull. No. 5., ill.], Which consists in the fact that to increase the efficiency of destruction of an armored object it is irradiated with a laser beam and use reflected laser radiation from optoelectronic devices located in the operational openings of the hull to direct guided ammunition to the weakest points of the armored object .

Достоинствами прототипа являются увеличение вероятности обнаружения и поражения бронированных объектов, снижение потребной величины бронепробития, а, следовательно, уменьшение потребной массы боевой части и габаритно-массовых характеристик боеприпаса в целом.The advantages of the prototype are an increase in the probability of detection and destruction of armored objects, a decrease in the required amount of armor penetration, and, consequently, a decrease in the required mass of the warhead and overall mass characteristics of the munition as a whole.

Данный способ предусматривает использование полуактивной лазерной головки самонаведения, которая значительно превосходит по стоимости все остальные составные части боеприпаса. Также предусматривается использование отраженного излучения от оптико-электронных приборов цели, что может быть не всегда доступно, так как возможно применение на оптике цели антибликовой защиты, которая лишает возможности использовать данный способ.This method involves the use of a semi-active laser homing head, which significantly exceeds the cost of all other components of the ammunition. It also provides for the use of reflected radiation from optoelectronic devices of the target, which may not always be available, since it is possible to use anti-glare protection on the target, which makes it impossible to use this method.

Помимо того, в данном случае потребуется непрерывно облучать цель лучом лазера, поскольку ничего не говориться об использовании инерциальной навигационной системы, что приведет к демаскировке позиции стрелка (комплекса) и позволит цели поставить помехи, уклониться или поразить позицию стрелка (комплекса) ответным огнем.In addition, in this case, it will be necessary to continuously irradiate the target with a laser beam, since nothing is said about using an inertial navigation system, which will unmask the position of the shooter (complex) and allow the target to interfere, evade or hit the position of the shooter (complex) with return fire.

Исходя из указанного выше, недостатки прототипа заключаются в следующем:Based on the above, the disadvantages of the prototype are as follows:

- высокая стоимость боеприпаса, обусловленная наличием высокотехнологичных элементов головки самонаведения в одноразовом боеприпасе;- the high cost of ammunition, due to the presence of high-tech elements of the homing head in a single-use munition;

- неработоспособность при наличии у цели антибликовой защиты;- inoperability if the target has anti-glare protection;

- демаскировка позиции комплекса при выстреле.- unmasking the position of the complex when fired.

Все это в значительной мере ухудшает показатель «эффективность / стоимость» комплекса вооружения, использующего данный способ.All this significantly worsens the indicator "efficiency / cost" of an armament complex using this method.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности поражения цели, упрощение конструкции боеприпаса за счет исключения головки самонаведения.An object of the invention is to increase the effectiveness of hitting a target, simplifying the design of ammunition by eliminating the homing head.

Задача изобретения решается следующим образом.The objective of the invention is solved as follows.

В способе поражения военной техники управляемыми боеприпасами, включающем наведение управляемого боеприпаса в уязвимую зону цели, новым является то, что на первом этапе наземной аппаратурой управления осуществляют комплексирование изображений от телевизионного и тепловизионного каналов, направленное на повышение информативности наблюдаемой обстановки. Далее выполняют обнаружение и маркирование цели по методу пороговой яркости, после чего осуществляют ее распознавание, идентификацию и выбор предпочтительной уязвимой зоны посредством сопоставления контура цели в комплексированном изображении с образами, содержащимися в базе данных. После идентификации цели управляемый боеприпас наводят в кодированном луче лазера в выбранную уязвимую зону цели.In the method of destroying military equipment with guided ammunition, including guiding guided ammunition in the vulnerable zone of the target, the new thing is that at the first stage, ground-based control equipment integrates images from television and thermal imaging channels to increase the information content of the observed situation. Next, the target is detected and marked using the threshold brightness method, after which it is recognized, identified and the preferred vulnerable zone is selected by comparing the target contour in the integrated image with the images contained in the database. After identifying the target, the guided ammunition is directed in the coded laser beam into the selected vulnerable zone of the target.

В частном случае распознавание и идентификацию цели выполняют последовательно: сначала определяют тип цели, основываясь на ее контуре (форме), параметрах ее движения, изображении фона и наличии характерных элементов, а затем идентифицируют модель техники путем сопоставления контура цели с базой данных, определяемой типом цели;In a particular case, target recognition and identification is performed sequentially: first, determine the type of target, based on its contour (shape), its motion parameters, background image and the presence of characteristic elements, and then identify the model of technology by comparing the target's contour with a database determined by the type of target ;

В отличие от прототипа, определение уязвимой зоны цели не зависит от наличия у нее средств маскировки оптических приборов. Кроме того, при использовании предлагаемого способа достигается возможность поражения целей не только в оптико-электронные приборы, но и в прочие уязвимые зоны: место расположения экипажа, двигатель, вооружение и т.д. Также следует отметить, что в предлагаемом способе обнаружение уязвимой зоны происходит в пассивном режиме, что, в отличие, от прототипа, позволяет избежать демаскирования позиции стрелка (комплекса) до момента подлета боеприпаса к цели (например, в случае использования боеприпасом траектории с превышением линии визирования, реализованной в ПТРК «Корнет»). Все это позволяет повысить эффективность поражения военной техники.Unlike the prototype, the definition of the target’s vulnerable zone does not depend on the availability of means for masking optical devices. In addition, when using the proposed method, it is possible to hit targets not only in optoelectronic devices, but also in other vulnerable areas: the location of the crew, engine, weapons, etc. It should also be noted that in the proposed method, the detection of the vulnerable zone occurs in the passive mode, which, unlike the prototype, avoids unmasking the position of the shooter (complex) until the ammunition approaches the target (for example, if the ammunition uses a trajectory with an excess of the line of sight implemented in the ATRA "Cornet"). All this allows to increase the effectiveness of the defeat of military equipment.

Отказ от использования лазерного полуактивного наведения управляемого боеприпаса и переход к наведению в луче лазера («в лазерной тропе») позволяет уйти от необходимости применения дорогостоящей головки самонаведения, что уменьшит стоимость управляемого боеприпаса при большей его эффективности. Это существенно упрощает конструкцию боеприпаса и упрощает процесс его производства.The refusal to use semi-active laser guidance of guided munitions and the transition to guidance in the laser beam (“in the laser path”) allows you to get away from the need to use an expensive homing head, which will reduce the cost of guided munitions with greater efficiency. This greatly simplifies the design of the ammunition and simplifies the process of its production.

Таким образом, показатель «эффективность / стоимость» комплекса вооружения значительно возрастет. Также упрощается процесс производства боеприпасов и снижается количество высокотехнологичных элементов в одноразовом боеприпасе.Thus, the indicator "efficiency / cost" of the weapons complex will increase significantly. The ammunition production process is also simplified and the number of high-tech elements in a single-use ammunition is reduced.

Изобретение поясняется графическим материалом.The invention is illustrated by graphic material.

На фиг. изображена структурная схема комплекса вооружения, в которой может быть реализован предлагаемый способ поражения.In FIG. depicts a structural diagram of an armament complex in which the proposed method of destruction can be implemented.

Комплекс вооружения включает управляемый боеприпас (УБ) 1, наземную аппаратуру (НАУ), в состав которой входят телевизионный (ТВ-канал) 2 тепловизионный (ТПВ-канал) 3 каналы наблюдения, служащие для наблюдения фоноцелевой обстановки в телевизионном (0,6-0,9 мкм) и тепловизионном (8-14 мкм) диапазонах, информационный канал 4 для формирования лазерного поля управления, телевизионный автомат сопровождения (ТАС) 5, выполненный в виде электронного блока, имеющий базу данных 6, в которой содержится информация о типах целей и их уязвимых зонах, предназначенный для обеспечения обнаружения, распознавания и идентификации цели, маркирования цели, комплексирования видеопотоков и выдачи координат сопровождаемого объекта. Пусковая установка (ПУ) с приводами горизонтального и вертикального наведения 7 пусковой установки 8 предназначена для придания линии ведения огня требуемой высоты и сопровождения цели по координатам от ТАС 5.The weapons complex includes guided ammunition (UB) 1, ground equipment (NAU), which includes television (TV channel) 2 thermal imaging (TPV channel) 3 surveillance channels that serve to monitor the phono-target situation in television (0.6-0 , 9 μm) and thermal imaging (8-14 μm) ranges, an information channel 4 for forming a laser control field, a television tracking machine (TAC) 5, made in the form of an electronic unit, having a database 6, which contains information about the types of targets and their vulnerable areas, designed to provide detection, recognition and identification of targets, marking targets, integrating video streams and issuing coordinates of the tracked object. The launcher (PU) with horizontal and vertical guidance drives 7 of the launcher 8 is designed to give the firing line of the required height and tracking the target in coordinates from the TAC 5.

ТАС может быть выполнен как в Пат. 2321020 Российская Федерация, МПК^(2006.01) G01S 13/66, G01S 17/66. Интегрированная локационно-оптическая автоматическая система сопровождения подвижных объектов [Текст] / А.Г. Шипунов [и др.]; заявитель и патентообладатель Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" - №: 2006137875/09; заявл. 26.10.2006; опубл. 27.03.2008, Бюл. №9. - 845 с: ил. и доработан в части использования тепловизионного канала, базы данных, содержащей информацию по типам целей и их уязвимым зонам, и алгоритмов, обеспечивающий поражение цели в уязвимую зону.TAS can be performed as in Pat. 2321020 Russian Federation, IPC ^(2006.01) G01S 13/66, G01S 17/66. Integrated location-optical automatic tracking system for moving objects [Text] / A.G. Shipunov [et al.]; Applicant and patent holder State Unitary Enterprise "Instrument Design Bureau" - No: 2006137875/09; declared 10/26/2006; publ. 03/27/2008, Bull. No. 9. - 845 s: ill. and improved regarding the use of the thermal imaging channel, a database containing information on the types of targets and their vulnerable areas, and algorithms that ensure the defeat of the target in the vulnerable zone.

Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.

После начала работы комплекса вооружения от телевизионного 1 и тепловизионного 2 каналов наблюдения начинают поступать видеопотоки в телевизионный автомат сопровождения 3 наземной аппаратуры управления, в котором они подвергаются обработке. Целью обработки является повышение информативности наблюдаемой фоноцелевой обстановки. Комплексирование изображений заключается в том, что сначала повышается разрешение от тепловизионного канала посредством интерполирования исходного кадра, определения межкадрового движения, совмещения усреднением интерполированных кадров и устранения фильтром искажений изображений. Далее осуществляется привязка изображений к единой системе координат. Привязка включает в себя определение особых точек, привязку особых точек, оценку модели трансформации и трансформацию изображения. Завершающим этапом при комплексировании является синтез изображений, заключающийся в использовании пирамидального преобразования. После синтеза изображений, на комплексированном изображении по методу пороговой яркости происходит обнаружение цели. Решение об обнаружении и маркировании объекта принимается исходя из того, что яркость какой-либо области изображения превышает определенное пороговое значение. За обнаружением цели следует ее распознавание и идентификация, которые выполняются последовательно. При этом объем вычислений, связанных с обработкой изображений, уменьшается посредством понижения пространственного разрешения исходных изображений (уменьшения числа элементов обработки). На первом этапе осуществляется определение типа цели, которое основано на контуре (форме) цели, параметрах ее движения, изображении фона и наличии характерных элементов. Затем следует ее идентификация, заключающаяся в том, что модель техники определяют путем сопоставления контура цели с базой данных 6, являющейся составной частью телевизионного автомата сопровождения и содержащей информацию по типам целей и их уязвимым зонам. Уязвимая зона, в которую будет выполняться наведение управляемого боеприпаса, выбирают из соображений наибольшей вероятности поражения и площади зоны для текущего ракурса наблюдаемого объекта. После обнаружения объекта и определения его уязвимой зоны комплекс вооружения, посредством исполнения команд от телевизионного автомата сопровождения приводами горизонтального и вертикального наведения пусковая установка начинает сопровождение цели, при этом точкой прицеливания является выбранная уязвимая зона цели. После взятия цели на сопровождение выполняется пуск управляемого боеприпаса и активируется информационный канал, формирующий кодированное лазерное поле управления, в котором происходит наведение управляемого боеприпаса.After the start of operation of the weapons complex from the television 1 and thermal imaging 2 surveillance channels, video streams begin to flow into the television automatic tracking device 3 of the ground control equipment, in which they are processed. The aim of the processing is to increase the information content of the observed phono-target environment. Complexing the images consists in first increasing the resolution from the thermal imaging channel by interpolating the original frame, determining inter-frame motion, combining the averaging of the interpolated frames, and eliminating image distortion by the filter. Next, the images are linked to a single coordinate system. Snapping includes defining singular points, snapping singular points, evaluating the transformation model, and transforming the image. The final step in the integration is the synthesis of images, which consists in using the pyramidal transformation. After image synthesis, target detection is performed on a complex image using the threshold brightness method. The decision to detect and mark an object is made on the basis that the brightness of any area of the image exceeds a certain threshold value. Detection of a target is followed by its recognition and identification, which are performed sequentially. Moreover, the amount of computation associated with image processing is reduced by lowering the spatial resolution of the original images (reducing the number of processing elements). At the first stage, the determination of the type of target is carried out, which is based on the contour (shape) of the target, its motion parameters, background image and the presence of characteristic elements. Then follows its identification, which consists in the fact that the model of technology is determined by comparing the target’s contour with the database 6, which is an integral part of the television tracking machine and contains information on the types of targets and their vulnerable areas. The vulnerable zone into which the guided munition will be guided is selected for reasons of the greatest probability of damage and the area of the zone for the current angle of the observed object. After the object is detected and its vulnerable zone is determined, the weapons complex, by executing commands from the television control machine with horizontal and vertical guidance drives, the launcher starts tracking the target, while the aiming point is the selected target vulnerable zone. After taking the target for escort, the guided munition is launched and the information channel is activated, which forms the coded laser control field in which the guided munition is guided.

Технический результат изобретения: повышение эффективности поражения военной техники, уменьшение стоимости боеприпаса за счет упрощения конструкции и исключения высокотехнологичных элементов из одноразового боеприпаса, а также уменьшение времени реакции комплекса вооружения.The technical result of the invention: improving the effectiveness of the destruction of military equipment, reducing the cost of ammunition by simplifying the design and eliminating high-tech elements from a single-use ammunition, as well as reducing the reaction time of the weapon complex.

Claims (1)

Способ поражения военной техники управляемыми боеприпасами, при котором с помощью наземной аппаратуры управления, оснащенной телевизионным и тепловизионным каналами, осуществляют комплексирование изображений от телевизионного и тепловизионного каналов, после чего осуществляют обнаружение и маркирование цели, определяют тип цели, основываясь на ее контуре и форме, параметрах ее движения, изображения фона и наличии характерных элементов, после чего осуществляют ее идентификацию посредством сопоставления контура цели в комплексированном изображении с образами, содержащимися в базе данных, являющейся составной частью наземной аппаратуры управления, после идентификации цели боеприпас наводят в кодированном луче лазера в выбранную уязвимую зону, отличающийся тем, что уязвимую зону, в которую выполняется наведение управляемого боеприпаса, выбирают в соответствии с наибольшей вероятностью поражения и площади уязвимой зоны для текущего ракурса цели, а база данных содержит необходимую для такого выбора информацию.A method of defeating military equipment with guided ammunition, in which using ground-based control equipment equipped with television and thermal imaging channels, images from television and thermal imaging channels are integrated, then target detection and marking is carried out, the type of target is determined based on its contour and shape, parameters its movement, background image and the presence of characteristic elements, after which it is identified by comparing the target contour in the integrated image with the images contained in the database, which is an integral part of the ground control equipment, after identifying the target, the ammunition is directed in the encoded laser beam into the selected vulnerable zone characterized in that the vulnerable zone into which the guided munition is guided is selected in accordance with the highest probability of destruction and the area of the vulnerable zone for the current view of the target, and the database contains the necessary selection information.

Images