Построение системы зенитного ракетного огня

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Усовершенствованная методика построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения при прикрытии подвижного объекта

1.1 Компьютерная модель расчета и построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения при прикрытии точечного объекта

1.2 Усовершенствованная методика построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения и зоны огня ЗРП при прикрытии подвижного объекта

Заключение

Введение

Одна из задач, которая может ставиться зенитным ракетным войскам на современном этапе, это прикрыть такие объекты, как позиционные районы мобильных ракетных соединений Ракетных войск стратегического назначения, аэродромов стратегической авиации и дальних бомбардировщиков (дальней авиации) Военно-воздушных сил, баз и складов оружия, а в будущем - прикрытие вновь создаваемых мобильных боевых железнодорожных ракетных комплексов на маршрутах их боевого патрулирования. Также объектами зенитного ракетного прикрытия в ходе проведения специальной операции могут быть оперативно разворачивающиеся группировки войск, воздушные суда и другие транспорты, перевозящие первых лиц государства. В связи с этим перед зенитными ракетными войсками встает новая задача - прикрытие подвижных объектов. Задача исследования: как изменяются зоны огня зенитных ракетных подразделений и вся система огня зенитной ракетной части по мере изменения положения прикрываемых подвижных объектов.

В данной работе усовершенствована существующая методика построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения на оборону стационарного объекта для построения системы зенитного ракетного огня при прикрытии подвижного объекта.

Курсовая работа содержит введение, три раздела, заключение, список использованной литературы и два приложения. В первом разделе описывается усовершенствованная методика построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения при прикрытии подвижного объекта. Во втором разделе представлена динамика изменений характеристик реализуемой зоны огня при движении прикрываемого объекта, а в третьем разделе обоснованы рекомендации командиру зенитной ракетной части при построении системы огня на прикрытие подвижного объекта.

Все расчеты в курсовой работе проводились с использованием современного математического аппарата и компьютерных технологий на основе графоаналитического способа.

Исходными данными для проведения расчетов являются следующие положения:

зенитный ракетный дивизион прикрывает на малых высотах точечный объект, который двигается к дивизиону с нулевым параметром со скоростью 12 км/час;

зрп в составе четырех зрдн средней дальности обороняет город НАХОДКА, порт НАХОДКА и выделяет для проведения специальной операции по прикрытию подвижного объекта часть своих сил;

воздушный противник для поражения подвижного объекта применяет управляемую ракету класса «воздух-поверхность», запускаемую за пределами зоны поражения зрдн на малой высоте с самолета тактической авиации и не уничтожаемую силами и средствами зенитной ракетной части (R_РВЗ=15км).

Новыми научными положениями в курсовой работе являются:

- новый подход к определению углового размера сектора прикрытия объекта;

- новый подход к определению коэффициента реализации зоны огня зрдн;

- усовершенствованная методика построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения при прикрытии подвижного объекта.

Материалы курсовой работы проиллюстрированы большим количеством рисунков, графиков, формул и таблиц.

Полученные результаты курсовой работы использовались в научно-исследовательской работе академии «График-14» и военно-научной работе на тему «Расчет зон поражения, огня и пуска зенитных ракетных подразделений в редакторе Excel».

1 Усовершенствованная методика построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения при прикрытии подвижного объекта

Возможности системы огня зенитной ракетной части включают в себя возможности по прикрытию и огневые возможности. Основу возможностей по прикрытию составляют размеры зоны огня, которая представляет собой совокупность зон поражения для любых направлений полета целей.

В теории стрельбы и тактики для построения зоны огня зенитных ракетных подразделений (зрдн) существует методика построения реализуемой зоны огня зрдн с использованием графо-аналитического метода, описанная в [2]. Эта методика позволяет построить зоны огня зрдн на самооборону, на прикрытие точечного объекта и на прикрытие площадного объекта.

Так как поставлена задача на прикрытие подвижного объекта с относительно небольшими геометрическими размерами целесообразно, на наш взгляд, применить методику построения реализуемой зоны огня зрдн на прикрытие точечного объекта. Для этого необходимо построить зоны огня для различных положений объекта, осуществить их анимацию и исследовать динамические характеристики. В связи с этим, для расчета и построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения при прикрытии точечного объекта, была создана компьютерная модель.

1.1 Компьютерная модель расчета и построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения при прикрытии точечного объекта

Был разработан пакет программ в редакторе Excel, позволяющий производить расчеты параметров зон поражения и огня для ЗРК различного типа и их графическое отображение в различных системах координат [6]. Исходными данными программ являются: тип ЗРК, стоящего на вооружении зенитного ракетного дивизиона (зрдн); вид стрельбы (навстречу или вдогон); параметры полета цели (высота, длительность удара, скорость, положение рубежа выполнения задачи воздушным противником); временные параметры работы боевого расчета (работное время боевого расчета от момента получения целеуказания и до нажатия кнопки пуск с учетом уровня его подготовки, время поиска и захвата цели на сопровождение, время прохождения старта ракеты, время на оценку результатов стрельбы, интервал между пусками ракет); параметры зоны поражения (дальняя и ближняя границы зоны поражения с учетом их конфигураций, значения предельного и минимального параметров); параметры зрдн (удаление стартовой позиции от объекта обороны, запас ракет на стартовой позиции, расход ракет за одну стрельбу, количество целевых каналов зрдн, задействованных в боевой работе).

Особенностями программ являются, во-первых, записи в логической форме законов изменения координат границ зоны поражения (1) и полетного времени ракеты к точке встречи с целью в зависимости от наклонной дальности (Д_тв) до этой точки (2). Причем ось параметра цели 0Р_ц имеет как положительные, так и отрицательные значения.

(1)

=ЕСЛИ(Р_ц<-Р_пр;0;ЕСЛИ(Р_ц<Р_пр;КОРЕНЬ(d_д^2-Р_ц^2);0))

где: L_д - курсовая дальность до дальней границы зоны поражения;

d_д - горизонтальная дальность до дальней границы зоны поражения;

Р_пр - значения предельного параметра.

(2)

где а и с - коэффициенты линейной аппроксимации полетного времени ракеты к точке встречи с целью.

Во-вторых, блокирование логическими формулами восприятия программами отсутствия информации в расчетных ячейках, как наличие в этих ячейках значений «0» (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Дальняя граница зоны поражения зрдн

В-третьих, комплексное использование полярной и прямоугольной систем координат.

На рисунке 1.2 представлены в подвижной прямоугольной параметрической системе координат зона поражения зрдн и её пространственные показатели: дальняя и ближняя границы зоны поражения, её глубина. При этом использовалась точечная диаграмма редактора Excel.

Рисунок 1.2 - Графическое представление зоны поражения

Зона огня зрдн на самооборону [2, 4, 5] представляется в неподвижной прямоугольной земной системе координат Z0X (рисунок 1.3) и в полярной системе координат в0d с дальней и ближней границами зоны огня (рисунок 1.4). В последнем случае использовалась лепестковая диаграмма редактора Excel.

Рисунок 1.3 - Зона огня зрдн на самооборону в прямоугольной земной системе координат

Рисунок 1.4 - Зона огня зрдн на самооборону в полярной системе координат

В зависимости от параметра движения цели относительно зрдн и временных составляющих рассчитывается по формуле (3) известный количественный показатель огневых возможностей - количество стрельб (), проводимых дивизионом по целям (рисунок 1.5) [1, 3].

, (3)

где: Q_р - запас зенитных управляемых ракет (ЗУР) на стартовой

позиции зрдн;

n_р - количество ЗУР в очереди при проведении одной стрельбы;

t_уд - длительность удара воздушного противника;

t_ПрЗПу - время пребывания цели в зоне пуска зрдн;

t_и - временной интервал между пусками ЗУР в очереди;

t_пз - время поиска и захвата цели на сопровождение;

Т_{ц ср} - средний цикл стрельбы по цели;

К - количество целевых каналов зрдн, задействованных в боевой работе.

По этой диаграмме можно определять известный пространственный показатель огневых возможностей - интервал между дивизионами, при котором обеспечивается беспровальная зона огня дивизионов зенитной ракетной части.

огонь зона зенитный подвижной

Рисунок 1.5 - Зависимость количества стрельб, проводимых дивизионом, от параметра полета цели

При расчете параметров зоны огня на оборону объекта необходимо, в отличие от расчетов зоны огня зрдн на самооборону, учитывать влияние дополнительных факторов, таких как удаление стартовой позиции зрдн от центра объекта (R_сп), положение рубежа выполнения задач противником (R_рвз), положение объекта относительно зрдн (б), целей не на центр зрдн, а на центр объекта (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 - Построение зоны огня на оборону объекта

(4)

,

где: - параметр зоны поражения относительно направления движения цели, км;

- удаление объекта от стартовой позиции зрдн, км;

- азимут линии объект - зрдн относительно позиции зрдн;

- азимут цели, летящей на объект.

На конфигурацию зоны огня существенное влияние будет оказывать и конфигурация зоны поражения зрдн, и особенно конфигурация его ближней границы зоны поражения. При этом при определенных исходных данных значения положения ближней границы могут быть отрицательными относительно места расположения объекта. Поэтому использование лепестковой диаграммы редактора Excel в этих случаях невозможно, поэтому была применена точечная диаграмма с прямоугольной системой координат в0d (рисунок 1.7).

Рисунок 1.7 - Параметры зоны огня зрдн на оборону объекта

Для отображения глубины зоны огня зрна оборону объекта дн применена лепестковая диаграмма (рисунок 1.8).

Для лучшего восприятия и изучения зоны огня зрдн на оборону объекта использована точечная диаграмма с прямоугольной системой координат Z0X. Расчеты для данной диаграммы проведены в диапазоне азимута от 0⁰ до 180⁰, то есть для первой половины зоны. Это позволит детально изучить конфигурацию ближней границы зоны огня, которая в отличие от конфигурации ближней границы зоны огня на самооборону (рисунки 1.3 и 1.4) имеет очень сложную форму.

Рисунок 1.8 - Глубина зоны огня зрдн на оборону объекта в полярной системе координат

На рисунках 1.9 и 1.10 представлены зоны огня на оборону объектов удаленных от стартовой позиции зрдн (R_сп) на величины 50 и 150 км, соответственно, которые существенно отличаются друг от друга. Вторую половину зоны огня зрдн на оборону объекта в диапазоне азимутов полета цели к объекту от 180⁰ до 360⁰ можно представить зеркальным отражением первой половины. Следует обратить внимание на направления от точек на ближней границе к одноименным точкам на дальней границе, они на рисунках отображены пунктирными линиями со стрелочками через каждые 5⁰ азимутов направлений полета цели.

Рисунок 1.9 - Зона огня зрдн на оборону объекта удаленного на 50 км от стартовой позиции зрдн

Рисунок 1.10 - Зона огня зрдн на оборону объекта удаленного на 150 км от стартовой позиции зрдн

Количество стрельб, проводимых зрдн, при обороне объекта, представлено в полярной системе координат с помощью лепестковой диаграммы (рисунок 1.11) для большей наглядности и в прямоугольной системе координат в0N_стр с помощью точечной диаграммы (рисунок 1.12) для определения, во-первых, направлений расположения соседних дивизионов зенитного ракетного полка при создании сплошной зоны огня на оборону объекта и, во-вторых, ширины сектора прикрытия объекта обороны зоной огня одного дивизиона.

Рисунок 1.11 - Количество стрельб зрдн на оборону объекта в полярной системе координат

Рисунок 1.12 - Количество стрельб зрдн на оборону объекта в прямоугольной системе координат

Таким образом, разработанная компьютерная модель может позволить осуществить исследование зоны огня зрдн для различных условий с использованием известных показателей огневых возможностей.

1.2 Усовершенствованная методика построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения и зоны огня зрп при прикрытии подвижного объекта

Наличие компьютерной модели построения зоны огня зрдн позволяет производить расчеты и анализировать изменения показателей зоны огня в зависимости от дальности расположения объекта от позиции зрдн и, таким образом, позволяет произвести анимацию зоны огня не только зрдн, но и системы зенитного ракетного огня зрп.

Кроме того, при определении моментов времени нахождения объекта в конкретных точках трассы его движения модель позволяет рассчитать угол сектора прикрытия, площадь зоны огня, коэффициент реализации зоны огня, конфигурацию зоны огня зрдн и их изменения во времени, то есть динамические характеристики зон огня (рисунок 2.1). Новая интерпретация этих математических зависимостей рассматривается во втором разделе курсовой работы.

Если задаться вариантом построения боевого порядка зрп, то для каждого зрдн строится зона огня для фиксированного положения объекта на трассе его движения. После чего рассчитываются параметры зон огня каждого зрдн и результаты записываются в специальную матрицу. Обработка этой матрицы позволяет провести ранжирование данных и определение наилучших для решения задачи прикрытия дивизионов и выявить, какие участки трассы движения объекта прикрыты наилучшим образом. Суммирование исследуемых показателей дает значение обобщенного показателя для данного варианта построения боевого порядка зрп.

Сравнение обобщенных показателей всех вариантов построения боевого порядка зрп позволяет выявить рациональный вариант и на его основе разработать рекомендации командиру зрп по порядку использования подразделений при прикрытии подвижного объекта.

Рисунок 2.1 - Блок-схема усовершенствованной методики построения реализуемой зоны огня зенитного ракетного подразделения и зоны огня зрп при прикрытии подвижного объекта

Выводы

Разработанный пакет программ в редакторе Excel позволяет рассчитывать основные показатели зоны поражения зрдн и системы огня зрдн на самоприкрытие и на оборону объекта (количество стрельб и сектор прикрытия объекта) при широком диапазоне изменений разнообразных исходных данных, а также графически отображать результаты расчетов в различной форме. Разработанный пакет программ будет применяться при исследовании систем зенитного ракетного огня зенитной ракетной группировки при прикрытии точечных, площадных и подвижных объектов, а также на маршруте полета цели.

Усовершенствованная методика построения реализуемой зоны огня позволяет исследовать её параметры и осуществить анимацию не только зенитного ракетного подразделения, но зенитного ракетного полка при прикрытии подвижного объекта.

Представленная методика позволяет выбирать рациональный боевой порядок зрп, наилучшие дивизионы для решения задачи прикрытия подвижного объекта, а также оценить различные участки трассы его движения.

Размещено на Allbest.ru