Курс лекций «Современная элементная база систем управления ЛА» описывает аппаратуру, входящую в состав СУ современных беспилотных летательных аппаратов (БЛА) военного и гражданского применения. Материал, представленный в данном отчете содержит вводную информацию, а также конструкции и принципы функционирования современных навигационных датчиков ЛА.
В первом и втором разделах материала дается описание новейших тенденций развития ЛА, возникающих проблем и вариантов их решения.
Третий раздел посвящен микроэлектромеханическим системам, которые благодаря своей функциональности, малой массе, габаритам и энергопотреблению, играют все более значительную роль. Подробно описывается технология МЕМС.
В четвертом разделе рассматриваются вопросы применения, конструкции и функционирования современных высотомеров на базе кремниевых датчиков давления.
В пятом разделе рассматривается роль и место микромеханических навигационных датчиков на примере гироскопических приборов.
В шестом разделе описываются основные производители элементной базы БИНС в России и за рубежом. Подробно рассматриваются конструкции и принцип функционирования микромеханических гироскопов и акселерометров компаний ЗАО «ГИРООПТИКА» и Analog Devices.
1 Тенденции развития современных беспилотных летательных аппаратов военного и гражданского применения
Традиционно рассматривают два варианта применения беспилотных летательных аппаратов: военное и гражданское. Для более полного понимания основных тенденций развития современной аппаратуры систем управления проанализируем основные направления проектирования БЛА и решаемые ими задачи.
Так как описание многообразия существующих классов и вариантов применения БЛА может стать темой отдельного курса лекций, остановимся подробнее на рассмотрении направлений развития:
-
авиационных бомб,
-
артиллерийских снарядов.
-
мини- и микро-БЛА,
-
мини- и микро-ИСЗ.
Сначала рассмотрим ведение современных боевых действий. Отметим, что в рамках курса речь пойдет лишь о локальных конфликтах, как о наиболее вероятных.
1.1 Концепция современных боевых действий
Конфликты на Ближнем Востоке, на Балканах и в Ираке продемонстрировали новые технологии ведения боевых действий и обозначили основные направления их развития и совершенствования с учетом современных достижений в создании интеллектуального оружия различного назначения.
Эти технологии базируются на ряде основных принципов:
-
создание единой информационной, управляющей и ударной среды, простирающейся от поверхности земли (воды) до космоса и доступной различным военным потребителям от стратегического уровня (армия) до тактического уровня - взвод, группа солдат или даже отдельный солдат. Всеобъемлющая и своевременная информация, а также управление рассматриваются в качестве ведущего компонента достижения успеха [4];
-
возрастание глубины огневого поражения, требующее увеличения дальностей действия проектируемых средств поражения;
-
одновременное преодоление повышающейся защищенности большинства целей, например, систем объектовой ПВО противника;
-
активное применение относительно дешевых боеприпасов классов “воздух -поверхность” и “ поверхность - поверхность”.
Единая информационная среда обеспечивается непрерывной разведкой, планированием и управлением выполнения запланированных действий с привлечением минимально необходимых ударных средств.
Одним из типов современного интеллектуального оружия, вызывающего особый интерес в последнее время, стали беспилотные летательные аппараты (unmanned aerial vehicle (UAV)). Известные проекты БЛА разработаны или разрабатываются в большинстве для решения следующих задач:
-
разведка или целеуказание оружию,
-
в качестве ударных средств [4].
Параллельно несоответствие боевых возможностей классических: артиллерии ВМФ и Сухопутных войск, неуправляемых авиабомб в РФ и во всем мире (включая США) современным тактическим требованиям стимулировало появление большого количество работ в направлении обеспечения выполнения требований к точности наведения.
Важнейшим направлением повышения точности стрельбы является создание комплексов управляемого вооружения на базе высокоточных артиллерийских боеприпасов (ВТАБ) и управляемых авиационных бомб (УАБ), обеспечивающих многократное сокращение расхода снарядов и времени решения огневых задач. Создание ВТАБ и УАБ, характеризующихся повышенной боевой эффективностью, рассматривается зарубежными военными специалистами в качестве одного из основных направлений совершенствования артиллерии и авиации в ближайшие 10-15 лет [3].
1.2 Управляемые авиационные бомбы
В ряде локальных конфликтов, в том числе в Югославии, в Ираке широкое применение получили управляемые авиационные бомбы.
Определение: УАБ - бомбы, снабженные системой управления, которая позволяет сделать ее промах относительно цели минимальным [1].
Работы в этом направлении ведутся в Великобритании, Франции, ФРГ, Бельгии, Швеции, Израиле, Японии, лидером же в разработке УАБ являются США. Производство этого класса ЛА ведется в двух направлениях:
1. массовое,
2. специальное, создаваемое для выполнения особых заданий, характеризующееся, например, высокой точностью, специальной боевой частью и т.п.
Важной характеристикой каждого боеприпаса считается отношение массы БЧ к его общей массе. У неуправляемых АБ это отношение близко к 1, у авиационных управляемых ракет класса «воздух-поверхность» оно составляет 0.2…0.5, а для УАБ это отношение примерно равно 0.7…0.9. Таким образом, при прочих равных условиях УАБ доставит к цели вдвое больше БЧ, чем управляемая ракета, что играет особую роль при поражении прочных и заглубленных целей на дальности до 100 км.
По оценке зарубежных специалистов, основными преимуществами УАБ по сравнению с обычными авиационными бомбами являются:
-
повышение точности попадания в цель в 4…10 раз,
-
сокращение расхода боеприпасов в 5…25 раз в зависимости от типа цели,
-
уменьшение числа самолето-вылетов в 2…20 раз и числа заходов на цель,
-
повышение живучести самолетов-носителей,
-
сокращение затрат на выполнение боевой операции в 2…30 раз,
-
возможность избирательного поражения цели [1].
В последних локальных конфликтах роль УАБ постоянно увеличивается, так как они сочетают:
В настоящее время сформировались два подвида УАБ: корректируемые (КАБ) и планирующие.
Определение: КАБ – это УАБ, траектория движения которой формируется таким образом, чтобы минимизировать величину ее отклонения от баллистической траектории (неуправляемой), проходящей через цель и лежащей в пределах «трубки» рассеивания бомбы.
Определение: Управляемая планирующая авиационная бомба – это УАБ, в траектории движения которой содержится четко выраженный планирующий участок и дальность действия которой превышает баллистический относ УАБ. Как правило, эти АБ используется в составе ударного авиационного комплекса для выполнения наиболее сложных боевых задач, причем без вхождения самолетов в зону действия объектов противовоздушной обороны, а КАБ применяются для поражения широкого класса малоразмерных прочных целей при частично или полностью подавленной ПВО [1].
Достарыңызбен бөлісу: |