Разведывательно-огневой комплекс вооружения танка

Изобретение относится к области военной техники, а конкретно к объектам бронетанковой техники, и может быть использовано при разработке новых образцов или модернизации. Задачей изобретения является повышение огневой мощи танка. Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в возможности эффективного ведения огня на дистанциях, превышающих возможности штатных приборов обнаружения, наблюдения и прицеливания танка, уменьшением демаскирующих свойств при производстве пуска реактивного снаряда. Поставленная задача достигается тем, что опорно-поворотная платформа пусковой установки для размещения контейнера с реактивными снарядами размещена с тыльной стороны башни, а в состав прицельно-наблюдательного комплекса дополнительно введен микробеспилотный летательный аппарат с приборами обнаружения целей, приборами приема и обработки информации, а также управления его полетом и функционирования, размещенный на площадке, закрепленной на корпусе танка. При этом реактивные снаряды снабжены системой самонаведения, между воспламенителями реактивных снарядов и системой управления их воспламенения установлены пирозамедлители, а контейнер для реактивных снарядов снабжен воздушным аккумулятором давления, соединенным с пневмосистемой танка и через систему электропневмоклапанов с каждым реактивным снарядом. Размещение пусковой установки с реактивными снарядами как дополнительного высокоэффективного вооружения с возможностью ведения прицельного огня вне зоны прямой видимости цели с места командира на дистанциях, превышающих дальность обнаружения, наблюдения и наводки штатных приборов танка с вводом в систему самонаведения координат цели перед запуском обеспечивает независимость действия основного и дополнительного вооружения и повышает точность наведения реактивных снарядов при ведении стрельбы на дистанциях, превышающих возможность ведения прицельного огня обычным вооружением танка, вне зоны прямой видимости. Для предложенной конструкции характерны: связь комплекса управления огнем пусковой установки через шину обмена информацией с прицельно-наблюдательным комплексом командира, системой управления микробеспилотным летательным аппаратом, блоком обработки данных с баллистическим вычислителем, электронной картой, датчиком положения пусковой установки в вертикальной плоскости и отражение на комплексе управления готовности к запуску ракеты из пусковой установки; возможность обнаружения, наблюдения и наведения ракет на цель вне зоны прямой видимости на дальность, превышающих возможность штатных приборов наблюдения и наведения вооружения танка; увеличенная защищенность танка и более упрощенная конструкция.

Изобретение относится к области военной техники, конкретно к объектам бронетанковой техники, и может быть использовано при разработке новых образцов или модернизации существующих.

Известны танки (см. Полная энциклопедия танков. - Минск: ООО Харвест, 1998), содержащие корпуса и башни, на которых в качестве основного вооружения устанавливается пушка, а в качестве вспомогательного вооружения пулеметы - курсовой и спаренный с основным вооружением, а также зенитный пулемет, который размещается, как правило, на башне с возможностью ведения огня командиром.

Зенитный пулемет устанавливается как дополнительное вооружение для борьбы с вертолетами и беспилотными средствами, так как пушка имеет ограничения по склонению и возвышению.

Опыт применения танков показывает, что с ростом эффективности танка на поле боя появляются все более разнообразные достаточно эффективные и хорошо защищенные средства борьбы с ним (танки, ПТУРСы, вертолеты, самолеты и др.), при этом не в единичном виде. Все они опасны для танка и могут действовать независимо и одновременно. Поэтому пулеметы, устанавливаемые на танк в виде дополнительных средств поражения, в современных условиях как дополнительное вооружение недостаточно эффективны. В связи с этим целесообразно и необходимо иметь на танке дополнгтельное вооружение повышенной эффективности по сравнению с пулеметами.

Известен американский основной боевой танк М2А2 (Абрамс), принятый за прототип, содержащий корпус, башню, установленную на погоне корпуса с размещенным в ней основным вооружением (пушкой), комплексом управления огнем из него, местом командира, размещенным во вращающейся командирской башенке, оборудованным прицельно-наблюдательным комплексом, включающим прицел, и датчиком положения зеркала в вертикальной плоскости (см. кн. Шмелев И.П. История танка. - М.: Техника молодежи. - С.186-187, рис. на с.190) для дублирования возможности ведения огня из основного вооружения. На башне этого танка с возможностью управления командиром установлен зенитный пулемет, вместо которого в будущем может быть установлена пусковая установка ракет. Однако, если управление ведением огня из пулемета осуществляется непосредственно командиром, то наведение и запуск ракет в основном (штатном) режиме работы осуществляются наводчиком с помощью комплекса управления основным вооружением аналогично тому, как это сделано на югославской боевой машине пехоты типа М-80, где на неподвижном кронштейне башни установлены две управляемые ракеты (ПТУРСы), наводимые на цель наводчиком БМП (см. Холявский Г.Л. Энциклопедия бронетехники. Гусеничные боевые машины. - М.: ООО Харвест, 2001. - С.555-557). Тем самым наведение на цель в штатном режиме осуществляется наводчиком с возможностью как выбора цели, так и ведения им выборочной стрельбы либо из пушки, либо ракетами. В то же время командир может произвести целеуказание на главную танкоопасную цель, которую не видит наводчик, а в особом режиме, например при поражении наводчика, командир может вести огонь самостоятельно или из пушки, или управляемой ракетой.

Недостатком этого является отсутствие возможности ведения одновременно прицельного огня по нескольким танкоопасным целям, например из пушки - наводчиком, а ракетами - командиром.

Известен патент 2218543, МПК F41H 7/02, 2003. Сущность его заключается в том, что на башне танка установлена опорно-поворотная платформа с приводом для ориентации ее в горизонтальной плоскости. На вращающейся части платформы размещена пусковая установка для ракет, соединенная с платформой посредством шарнирного механизма, с приводом для ориентации ракет в вертикальной плоскости. При этом параллельно комплексу управления огнем основного вооружения встроен комплекс управления огнем пусковой установки с обеспечением возможности ведения из нее прицельного огня ракетами с места командира и автоматическим вводом угла прицеливания при стрельбе. Однако данная разработка предусматривает создание принципиально новой боевой машины, что требует больших материальных и финансовых затрат.

На сегодняшний день на вооружении бронетехники различных стран мира находятся струйные танковые огнеметы. Их существенными недостатками являются малая дальность стрельбы и большие размеры, поэтому ближайшими задачами по их совершенствованию являются увеличение дальности стрельбы и уменьшение в несколько раз габаритов и веса, то есть получение малогабаритных танковых огнеметов, упрощение размещения элементов танкового огнемета в жестких условиях замкнутого внутреннего объема танка (Желтов И.Н., Павлов А.С., Сергеев А.В. Неизвестный Т-34. - М.: Экспринт, 2001. - 167 с., Оружие победы. - М.: Машиностроение, 1987. - 509 с.).

Наиболее близким по принципу работы и техническому устройству является патент 2399859, МПК F41H 7/02, F41H 9/02, 2010. Сущность его заключается в том, что предусмотрена установка и применение штатных реактивных огнеметов без изменения конструкции танка. Для этого на платформе зенитной установки сверху размещается установка реактивных огнеметов в специальном защитном контейнере, при этом в прицеле зенитного пулемета введена дополнительная шкала (сетка) для прицеливания, определения расстояния до цели и ведения огня реактивным огнеметным вооружением. Огнеметная установка в качестве дополнительного вооружения обеспечивает возможность ведения прицельного огня реактивными огнеметами совместно с зенитным пулеметом или без него независимо от положения башни с места командира по хорошо защищенным расположенным по различным направлениям целям с возможностью их поражения как из основного, так и огнеметного вооружения танка.

Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности ведения прицельного огня по целям, находящимся вне пределов прямой видимости, уязвимости пусковой установки, находящейся в момент производства выстрела на башне танка, отсутствием системы наблюдения, обнаружения и прицеливания по целям, находящимся на расстоянии, превышающем дальность обнаружения и прицеливания штатных приборов танка, демаскирующими свойствами, возникающими в момент пуска реактивных снарядов и огнеметов.

Целью предлагаемого технического решения является повышение огневой мощи танка.

Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого технического решения, заключается в возможности эффективного ведения огня на дистанциях, превышающих возможности штатных приборов обнаружения, наблюдения и прицеливания танка, уменьшением демаскирующих свойств при производстве пуска реактивного снаряда и реактивного огнемета.

Поставленная задача достигается тем, что разведывательно-огневой комплекс вооружения танка представляет собственно танк с основным вооружением и комплексом управления его огнем, пусковую установку для хранения и пуска реактивных снарядов с комплексом их управления, прицельно-наблюдательный комплекс и опорно-поворотную платформу с приводом для ориентации ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях, установленную на командирской башне. При этом опорно-поворотная платформа пусковой установки для размещения контейнера с реактивными снарядами размещена за башней в виде модуля, позволяющего осуществлять пуск реактивных снарядов сжатым воздухом, а в состав прицельно-наблюдательного комплекса дополнительно введены штанга-перископ и микробеспилотные летательные аппараты (микроБПЛА) с приборами обнаружения целей, приборами приема и обработки информации, а также управления его полетом и функционированием (см. рис.1-4).

Предлагаемый разведывательно-огневой комплекс вооружения танка (см. рис.1-4) состоит из корпуса 1, башни 2, содержащего в качестве основного вооружения пушку 3 со спаренным с ней пулеметом, зенитного пулемета и в качестве дополнительного вооружения пусковой установки 4 для пуска реактивных снарядов 5, находящихся в контейнерах 6 (рис.4).

Пусковая установка 4 закреплена в тыльной части башни 2, в походном положении она опускается. При этом контейнеры 6 с реактивными снарядами 5 находятся в закрытом состоянии. Наведение пусковой установки по вертикали производится от пневмосистемы, связанной с валом подъемного устройства.

Комплекс управления огнем разведывательно-огневого комплекса (на рисунках не показан) дополнительно снабжен микроБПЛА 7, приборами наблюдения и управления 9, 11, находящимися на поднимаемой штанге-перископе 8, приборами приема и обработки информации и управления, размещенными внутри танка.

Воздушный аккумулятор давления 10 соединен с пневмосистемой танка через систему электроклапанов с каждым реактивным снарядом 5.

Комплекс управления огнем пусковой установки также снабжен блоком управления приводом вертикального наведения. Роль привода горизонтального наведения пусковой установки выполняет механизм поворота башни танка. Блок управления привода вертикального наведения связан с комплексом управления пусковой установки. Датчик горизонтального положения башни танка также связан с комплексом управления пусковой установки.

Реактивные снаряды 5 пусковой установки 4 размещены в модуле и находятся каждый в отдельном контейнере, позволяющим осуществлять его выброс из него сжатым воздухом от танка, с дополнительным включением пирозамедлителя маршевого двигателя.

При движении танка по-походному микроБПЛА 7 находятся на пусковой площадке и жестко закреплены фиксаторами в положении по-походному. Реактивные снаряды 5 находятся в контейнерах за башней в модуле в положении, обеспечивающем их транспортирование. В условиях, где необходимо применение дополнительного вооружения, параллельно с основным или отдельно от него командир танка кнопкой включает комплекс управления пусковой установкой и систему управления микроБПЛА 7. Фиксаторы освобождают микроБПЛА 7. Его двигатель запускается и он движется в заданном направлении со скоростью, задаваемой системой управления микроБПЛА, расположенной в верхней части штанги-перископа 8. Командир танка управляет работой микроБПЛА 7 (см. рис.4). Приборы наблюдения и датчики, установленные на микроБПЛА 7, сканируют местность и при обнаружении целей передают информацию либо на дисплей, либо на электронную карту местности. При этом информация о целях, поступающая от микроБПЛА 7, автоматически вводится в блок обработки данных с баллистическим вычислителем и через него в систему наведения установки и самонаведения реактивных снарядов 5.

При получении информации от микроБПЛА 7 контейнер с реактивными снарядами 5 наводится в горизонтальном и вертикальном положении в сторону цели, вводятся данные полетного задания, а также количество реактивных снарядов 5 для пуска, их тип (самонаводящиеся или самоприцеливающиеся).

Запуск реактивных снарядов 5 производится только при наличии в данный момент сигналов разрешения. Для запуска реактивного снаряда 5 командир включает кнопку «Пуск». При этом электросигнал открывает один или несколько электропневмоклапанов для подачи воздуха в соответствующую полость реактивных снарядов 5. Сжатый воздух выталкивает соответствующий реактивный снаряд 5 из контейнера 6. Работа воздушного аккумулятора давления 10 в данном случае эквивалентна работе стартового двигателя. В момент запуска реактивного снаряда 5 с места подается электрический импульс на задействование пирозамедлителя его маршевого двигателя, выполненного в виде ракетного двигателя твердого топлива.

В полете в момент времени, определяемом характеристиками пирозамедлителя, подается команда на воспламенитель маршевого двигателя реактивного снаряда 5. Это время определяется безопасным расстоянием до поверхности танка и параметрами его маскировки. На рис.5 эта точка траектории обозначена буквой Н. Ей соответствует начало активного участка траектории полета. На этом участке двигатель работает до полного выгорания ракетного топлива и разгоняет реактивный снаряд 5 до необходимой скорости. На рис.5 эта точка траектории обозначена буквой K₁. Ей соответствует конец активного участка траектории полета реактивного снаряда и переход его на пассивный участок полета. При достижении заданной высоты и дальности полета (точка К₂) выдается команда на поражение цели самонаводящимися или самоприцеливающимися боевыми элементами (БЭ).

Боевой элемент выбрасывается из корпуса реактивного снаряда, после чего взводится взрыватель БЭ. На высоте 250-300 метров от земли у самоприцеливающегося боевого элемента срабатывает и открывается парашютная система, обеспечивая его снижение и сканирование местности с угловой скоростью вращения 6-8 об./мин. Боевая часть снижается на парашюте со скоростью 110 м/с. При встрече боевого элемента с преградой происходит срабатывание взрывателя, который вырабатывает детонационный импульс на срабатывание детонатора, а затем и на заряд взрывчатого вещества.

При попадании в сектор самонаводящийся БЭ с головкой самонаведения инфракрасного излучения производит захват цели и подрыв заряда взрывчатого вещества. За счет кумулятивного действия заряда происходит поражение бронированной цели противника.

При невозможности наведения на цель микроБПЛА приборами наблюдения и управления 9, находящимися на штанге-перископе 8, засекается направление на цель, измеряется расстояние до нее, данные вводятся в баллистический вычислитель, башня в горизонтальном положении ориентируется на цель, а в вертикальном положении приводом вертикального наведения - на требуемый угол наводки, после чего производится пуск ракеты.

Анализ технического решения показал, что установка за башней модуля, ориентированного в горизонтальной плоскости поворотом башни, а в вертикальной - приводом шарнирного механизма, и с размещением в нем пусковой установки ракет в контейнерах системы, обеспечивающей выброс ракет сжатым воздухом в момент запуска, применение микроБПЛА, штанги-перископа, электронной карты, обеспечивающей возможность поражения целей, находящихся вне пределов прямой видимости, уменьшает уязвимость пусковой установки, обеспечивает систему обнаружения, наблюдения и прицеливания по целям, находящимся на расстояниях, превышающих возможности штатных систем обнаружения, наблюдения и прицеливания танка, уменьшает демаскирующие свойства запуска ракет из пусковой установки.

Размещение пусковой установки с реактивными снарядами как дополнительного высокоэффективного вооружения с возможностью ведения прицельного огня вне зоны прямой видимости цели с места командира на дистанциях, превышающих дальность обнаружения, наблюдения и наводки штатных приборов танка с вводом в систему самонаведения координат цели перед запуском обеспечивает независимость действия основного и дополнительного вооружения и повышает точность наведения реактивных снарядов при ведении стрельбы на дистанциях, превышающих возможность ведения прицельного огня обычным вооружением танка, вне зоны прямой видимости.

Для предложенной конструкции разведывательно-огневого комплекса вооружения танка характерны:

- связь комплекса управления огнем пусковой установки через шину обмена информацией с прицельно-наблюдательным комплексом командира, системой управления микроБПЛА, блоком обработки данных с баллистическим вычислителем, электронной картой, датчиком положения пусковой установки в вертикальной плоскости, и отражение на комплексе управления готовности к запуску ракеты из пусковой установки;

- возможность обнаружения, наблюдения и наведения ракет на цель вне зоны прямой видимости на дальность, превышающей возможность штатных приборов наблюдения и наведения вооружения танка;

- наведение по горизонту осуществляется одновременно с вращением башни и совпадает с направлением пушки танка;

- выброс ракеты сжатым воздухом и предварительное введение координат целей перед пуском в систему самонаведения ракет позволяет отказаться от установки на башне танка опорно-поворотной платформы, что увеличивает защищенность танка и упрощает конструкцию;

- размещение реактивных снарядов в модуле и в контейнерах с тыльной стороны башни в исходном положении под минимальным углом к горизонтальной плоскости обеспечивает их лучшую защищенность.

Известно, что боевая сеть управления боем состоит из пяти важнейших сегментов: системы дистанционной разведки, системы связи, системы обработки данных, системы управления войсками и оружием, системы обеспечения боевых действий. Каждый из этих пяти сегментов в свою очередь состоит из более мелких составных частей, которые объединяются в одну большую систему-сеть, одной из задач которой является: «Сбор и обработка информации и данных о своих войсках и войсках противника, что позволяет с помощью новых информационных технологий выделять из общей добываемой информации ревалентную информацию для различных мест зоны боевых действий и направлять ее туда, где она необходима» (Баранюк В.В. Основные направления создания единого информационного пространства ВС РФ //Военная мысль. - 2004. - 8. - С.29-34).

Установка на бронеобъекте разведывательно-огневого комплекса расширит возможности получения ревалентной информации о динамике операции или боя в реальном масштабе времени и поможет увеличить возможность координации боевой сети управления по вертикали и горизонтали. Бронеобъект в результате установки разведывательно-огневого комплекса будет иметь в своем составе элементы аналогов всех сегментов боевой сети. Например, в качестве системы дистанционной разведки - микроБПЛА, системы обработки данных - бортовые компьютеры, системы управления оружием - систему управления огнем бронеобъекта, системы обеспечения боевых действий - средства аэрозольной маскировки и т.д. Данный подход позволяет рассматривать бронеобъект не только в качестве «боевой платформы», «оружия» или «стрелка» в составе боевой сети, а гораздо шире с приданием ему функции «информационной ячейки» получения ревалентной информации в структуре локальной боевой сети (см. рис.6).

Поэтому в будущих войнах танк следует рассматривать, не только как традиционный вид оружия, но и как боевую единицу информационной системы. Информационная ячейка локальной боевой сети будет состоять из средств получения информации, размещенных на бронеобъекте и средств получения информации, размещенных на микроБПЛА, которые объединяются в одну информационную систему. В задачу этой системы входят следующие задачи: поиск, сбор, первичная обработка и передача информации. Полученная информация может использоваться в интересах самого бронеобъекта или передаваться по вертикальным и горизонтальным информационным каналам в той мере, которая необходима для выполнения боевой задачи. При использовании информации, полученной микроБПЛА, в интересах разведывательно-огневого комплекса бронеобъекта в перспективе возможен ее ввод в блок информации и обработки данных разведывательно-огневого комплекса вышестоящих объектов и принятие решения на применение оружия, минуя экипаж. Это позволит использовать в будущем новые информационные технологии для обеспечения работы разведывательно-огневого комплекса в автоматическом режиме.

Что касается возможности удара по нескольким целям, то необходимо отметить следующее - оснащение танка разведывательно-огневым комплексом будет способствовать не только значительному повышению боевой эффективности, но и изменит тактику его применения. Во-первых, применение разведывательно-огневого комплекса позволит осуществить «загоризонтное» обнаружение и поражение одиночных и групповых целей. Во-вторых, при нахождении части целей на дистанции, позволяющей вести огонь обычным вооружением, разведывательно-огневой комплекс позволит осуществлять поражение комплексно на различных дистанциях, а в перспективе и на различных направлениях. Эта иерархическая сеть управления обеспечивает планирование и контроль выполнения боевых заданий, предоставляя тактическим звеньям и объектам (количеством не менее 200 абонентов), адреса, коды доступа и протоколы информационного обмена, сопряженные с системой опознания «свой-чужой», необходимых подразделениям и средствам обороны дополнительной разведывательной и навигационной информации по выполнению поставленных боевых задач и применению высокоточного оружия.

Обмен информацией в сети минимизирован по объему между взаимодействующими подразделениями по выполнению поставленных заданий и ограничен необходимым объемом выборочного контроля, постановкой дополнительных заданий в ее иерархической вертикали.

Основным элементом фрактальной навигационной сети является интегрированное инерциальное ядро в модулях различных по назначению и точности, комплексирующее спутниковые, инерциальные и иные доступные навигационные данные в корректировке накопленных ошибок и обеспечивающее автономную навигацию до одного часа с сохранением заданной точности в условиях отсутствия возможности ее корректировки в потребности разведки и наведения высокоточного оружия. Необходимые топогеодезические координаты в сети формируются при взаимодействии этих модулей (различных по точности) от доступных космических, воздушных, наземных ее компонент, бортовых навигационных систем и иных датчиков координат.

Таким образом, предлагаемый комплекс позволит осуществлять сбор и обмен информацией от микроБПЛА с танками подчиненного подразделения, обработку информации и передачу ее по иерархической подчиненности в автоматизированную систему управления войсками.

Преимущества технического решения:

- пусковая установка для ракет размещена в задней части башни;

- наличие модуля, в котором размещена пусковая установка, сзади башни позволяет вращать пусковую установку в горизонтальной плоскости;

- наличие устройства, позволяющего осуществлять подъем и опускание пусковой установки для ракет в вертикальной плоскости;

- система запуска предусматривает пуск ракет от источника сжатого воздуха;

- использование в качестве вооружения пусковой установки ракет с головками самонаведения или с лазерной подсветкой, поражающих цель в области верхней полусферы;

- использование в системе управления огнем бронеобъекта микроБПЛА с системами обнаружения целей в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах электромагнитного импульса;

- использование в системе управления огнем бронеобъекта электронной карты, где отображается информация от микроБПЛА или от сопряженных информационных систем соседних бронеобъектов, или от других сопряженных информационных систем по различным информационным каналам.

- использование в системе управления огнем танка приборов наблюдения, размещенных на штанге-перископе, на передней части башни и в обитаемом отсеке бронеобъекта.

Разведывательно-огневой комплекс вооружения танка, представляющий собственно танк с основным вооружением и комплексом управления его огнем, пусковую установку для хранения и пуска реактивных снарядов с комплексом их управления, прицельно-наблюдательный комплекс, опорно-поворотную платформу с приводом для ориентации ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях, установленную на командирской башне, отличающийся тем, что опорно-поворотная платформа пусковой установки для размещения контейнера с реактивными снарядами размещена за башней в виде модуля, позволяющего осуществлять пуск реактивных снарядов сжатым воздухом, а в состав прицельно-наблюдательного комплекса дополнительно введены штанга-перископ и микробеспилотные летательные аппараты с приборами обнаружения целей, приборами приема и обработки информации, а также управления его полетом и функционирования.