RU2339905C2

RU2339905C2 - Roll-stabilised air bomb with inertial-satellite guidance system

Info

Publication number: RU2339905C2
Application number: RU2006145550/02A
Authority: RU
Inventors: Евгений Сумбатович Шахиджанов (RU); Евгений Сумбатович Шахиджанов; Дмитрий Петрович Бабушкин (RU); Дмитрий Петрович Бабушкин; Евгений Иванович Гуськов (RU); Евгений Иванович Гуськов; Александр Петрович Даньшин (RU); Александр Петрович Даньшин; Александра Анатольевна Ермакова (RU); Александра Анатольевна Ермакова; Владимир Григорьевич Жуков (RU); Владимир Григорьевич Жуков; Ирина Григорьевна Жукова (RU); Ирина Григорьевна Жукова; Александр Николаевич Колобков (RU); Александр Николаевич Колобков; Александр Иванович Кондратьев (RU); Александр Иванович Кондратьев; Иван Артемьевич Кривов (RU); Иван Артемьевич Кривов
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-11-27
Also published as: RU2006145550A

Abstract

FIELD: armaments and ammunition.

SUBSTANCE: inertial-satellite guidance system represents the air bomb self-guidance system. At the trajectory final path, self-guidance is made by thermal imager self-guidance head incorporating a correlation algorithm of data processing. The reference target image is input prior to dropping the bomb. The air bomb aerodynamic structure realises a minor static stability which allows low-power steering mechanisms with a small-area aerodynamic rudder to deviate the bomb by major angles of attack thus providing its high maneuverability. The bomb guidance system generates curved hitting trajectories to provided high accuracy and efficiency. The differential error antenna allows a final accuracy of 3 to 5 m.

EFFECT: precise guidance of air bomb at curbed trajectories at invariable grouping of satellites.

2 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для доставки с самолета-носителя на землю боевой нагрузки для уничтожения при проведении боевых действий объектов боевой техники, самолетов на открытых стоянках и в обвалованиях, оборонительных сооружений, пунктов управления и т.д.The invention relates to aircraft and can be used to deliver a combat load from a carrier aircraft to the ground to destroy military equipment, aircraft in open parking lots and in debris, defensive structures, command posts, etc.

Известны авиационные бомбы с лазерной головкой самонаведения, содержащие последовательно соединенные флюгерный насадок с приемником отраженного лазерного излучения и головной отсек с электронным блоком лазерного координатора и электронно-вычислительным устройством лазерной головки самонаведения, отсек боевой нагрузки с расположенным в его донной части взрывателем, а также хвостовой отсек, на котором Х-образно укреплены четыре стабилизатора с четырьмя аэродинамическими рулями.Known aerial bombs with a laser homing head, containing a serially connected weather vane nozzle with a reflected laser receiver and a head compartment with an electronic unit of the laser coordinator and an electronic computing device of the laser homing head, a payload bay with a fuse located in its bottom, and a tail compartment on which four stabilizers with four aerodynamic rudders are X-shaped.

Наиболее широко распространены за рубежом авиационные бомбы с лазерной головкой самонаведения типа PAVEWAY 1, PAVEWAY 2 разработки США (см. JANE'S WEAPON SYSTEMS, 1987-88 гг. PARIS, стр.170, 171, стр.782, 783 соответственно). В серию лазерных авиабомб PAVEWAY 1 входят авиабомбы GBU 10 А/В, GBU 11 А/В, GBU 12 А/В. В серию лазерных авиабомб PAVEWAY 2 входят авиабомбы GBU 10 Е/В, GBU 10 F/B, GBU 12 D/B, GBU 12 Е/В, GBU 16 В/В, GBU 12 С/В.The most widespread abroad are laser bombs with a laser homing type PAVEWAY 1, PAVEWAY 2 developed by the USA (see JANE'S WEAPON SYSTEMS, 1987-88. PARIS, pp. 170, 171, pp. 782, 783, respectively). The PAVEWAY 1 series of laser bombs includes GBU 10 A / B, GBU 11 A / B, GBU 12 A / B. The PAVEWAY 2 series of laser bombs includes GBU 10 E / V, GBU 10 F / B, GBU 12 D / B, GBU 12 E / V, GBU 16 V / V, GBU 12 C / V.

Указанные авиабомбы отличаются своим калибром, типом боевой нагрузки, наличием (или отсутствием) выдвижных стабилизирующих перьев.These bombs are distinguished by their caliber, type of combat load, the presence (or absence) of retractable stabilizing feathers.

Калибр авиабомбы определяется ее диаметром. Авиабомба GBU 10 Е/В содержит последовательно соединенные флюгерный насадок с приемником отраженного лазерного излучения и головной отсек с электронным блоком лазерного координатора, отсек с вычислительным устройством лазерного координатора, отсек системы управления с четырьмя установленными по X-образной схеме аэродинамическими рулями, отсек боевой нагрузки с взрывателем, хвостовой отсек с четырьмя установленными по Х-образной схеме стабилизаторами с выдвижными стабилизирующими перьями.The caliber of an air bomb is determined by its diameter. The GBU 10 E / B bomb contains a vane nozzle in series with a reflected laser receiver and a head compartment with a laser coordinator electronic unit, a compartment with a laser coordinator computing device, a control system compartment with four aerodynamic rudders installed in an X-shaped pattern, and a combat load compartment with fuse, tail compartment with four stabilizers installed according to the X-shaped scheme with retractable stabilizing feathers.

Авиационная бомба GBU 10 Е/В обеспечивает точность попадания Е_кво=6...7 м, но имеет ряд недостатков, снижающих ее эффективность и ограничивающих зону ее сброса и условия применения.The GBU 10 E / B aerial bomb provides an accuracy of E _quo = 6 ... 7 m, but has a number of disadvantages that reduce its effectiveness and limit its discharge zone and application conditions.

Авиационная бомба GBU 10 Е/В сбрасывается с самолета-носителя на цель из узкой, ограниченной области, начальные условия которой по дальности относа бомбы, скорости и углу планирования соответствуют попаданию бомбы в цель при практически баллистическом полете.A GBU 10 E / B aerial bomb is dropped from a carrier aircraft onto a target from a narrow, limited area, the initial conditions of which in terms of bomb range, speed and planning angle correspond to the bomb entering the target during an almost ballistic flight.

Это объясняется тем, что GBU 10 Е/В выполнена с использованием боевых частей от уже имеющихся в арсеналах в большом количестве неуправляемых фугасных бомб. Масса GBU 10 Е/В, ее длина, диаметр, положение центра масс не оптимизировались, исходя из условий обеспечения высокой маневренности авиационной бомбы.This is due to the fact that the GBU 10 E / B was made using warheads from a large number of unguided high-explosive bombs already available in the arsenals. The mass of GBU 10 E / V, its length, diameter, and position of the center of mass were not optimized, based on the conditions for ensuring high maneuverability of an aircraft bomb.

Одним из существенных недостатков авиационных бомб, оснащенных флюгерной лазерной головкой самонаведения (ГСН), является заметное снижение точности наведения на цель в условиях ветра при скоростях ветра больше 10-15 м/с, в силу специфических особенностей флюгерной лазерной ГСН, а также невозможности реализации при данной ГСН оптимального закона наведения авиационной бомбы, обеспечивающего высокую точность и эффективность поражения заданных целей. Лазерные ГСН не обеспечивают всепогодность боевого применения изделия.One of the significant drawbacks of aircraft bombs equipped with a vane laser homing head (GOS) is a noticeable decrease in the accuracy of aiming at the target in wind conditions at wind speeds of more than 10-15 m / s, due to the specific features of the vane laser GOS, and the impossibility of This GOS of the optimal law of guidance of an aircraft bomb, providing high accuracy and efficiency of destruction of targets. Laser GOS do not provide all-weather combat use of the product.

Известна авиационная бомба, стабилизированная по крену, содержащая последовательно соединенные головной отсек с телевизионным координатором цели, блоком корреляционной обработки информации и установленными Х-образно на отсеке четырьмя дестабилизаторами, дополнительный тонкостенный переходный отсек с блоком бортовой автоматики, отсек боевой нагрузки с взрывателем, хвостовой отсек с блоком системы управления, турбогенераторным источником энергии и четырьмя X-образно закрепленными на нем стабилизаторами с аэродинамическими рулями. В донную часть бомбы симметрично между боковыми стабилизаторами выведены выхлопные патрубки турбогенератора (патент РФ №2014559, заявка №92001864/23 от 22.10.92 г., Бюл. №11 от 15.06.94).A roll stabilized aerial bomb is known, comprising a head compartment connected in series with a television target coordinator, an information correlation processing unit and four destabilizers mounted X-shaped on the compartment, an additional thin-walled transition compartment with an onboard automation unit, a combat load compartment with a fuse, and a tail compartment with a control system unit, a turbogenerator energy source and four stabilizers with aerodynamic rudders X-shapedly fixed to it. Exhaust nozzles of a turbogenerator are symmetrically removed between the side stabilizers in the bottom of the bomb (RF patent No. 20144559, application No.92001864 / 23 of 10.22.92, Bull. No. 11 of 06.15.94).

Существенным недостатком авиационных бомб с телевизионными координатами цели (телевизионными головками самонаведения, ТВ ГСН) является отсутствие круглосуточности и всепогодности авиационных бомб с ТВ ГСН. Для обеспечения самонаведения авиационных бомб с ТВ ГСН необходима внешняя освещенность не менее 1...10 люкс (глубокие сумерки).A significant drawback of aviation bombs with television target coordinates (television homing heads, TV GOS) is the lack of round-the-clock and all-weather air bombs with TV GOS. To ensure homing of aerial bombs with a GOS TV, external illumination of at least 1 ... 10 lux (deep dusk) is required.

ТВ ГСН не являются всепогодными информационными приборами. При метеорологической дальности видимости (МДВ) менее 3 км боевое применение авиационных бомб с ТВ ГСН невозможно.GOS TVs are not all-weather information devices. With a meteorological range of visibility (MDV) of less than 3 km, the combat use of aerial bombs from GOS TV is impossible.

Известны американские управляемые авиационные бомбы (УАБ) семейства JDAM и JSOW (GBU - 29, GBU - 30, GBU - 31, GBU - 32, AGM - 154A, AGM - 154В), оснащенные инерциально-спутниковой системой наведения (П.Д.Джурасович «Существующий и перспективный типаж управляемых бомб авиации НАТО», Научно-техническая информация, Авиационные системы, №1, 2004, Научно-информационный центр ГосНИИАС, стр.22...33). В указанных УАБ счисление их координат выполняет инерциальная навигационная система (ИНС), которая корректируется прибором спутниковой навигации (ПСН). Масса указанных УАБ и характер их БЧ зависят от типа УАБ.Famous American guided aerial bombs (UAB) of the JDAM and JSOW families (GBU - 29, GBU - 30, GBU - 31, GBU - 32, AGM - 154A, AGM - 154B) equipped with an inertial-satellite guidance system (P.D. Dzhurasovich “Existing and Prospective Type of NATO Aviation Bombs”, Scientific and Technical Information, Aviation Systems, No. 1, 2004, GosNIIAS Scientific Information Center, p.22 ... 33). In the indicated UAB, their coordinates are calculated by an inertial navigation system (ANN), which is adjusted by the satellite navigation device (PSN). The mass of these UABs and the nature of their warheads depend on the type of UAB.

Недостатком указанных УАБ с инерциально-спутниковой системой наведения является недостаточная результирующая точность наведения УАБ. Она составляет 15...18 м., что при относительно малых БЧ не обеспечивает поражение цели.The disadvantage of these UAB with inertial-satellite guidance system is the insufficient resulting accuracy of UAB guidance. It is 15 ... 18 m., Which with relatively small warheads does not provide target damage.

Известна самонаводящаяся бомба, стабилизированная по крену с инерциально-спутниковой системой навигации (Патент РФ 2247314 C1, заявка 2003123742/02 от 01.08.2003 г., опубликовано 27.02.2005 г., Бюл. №6).Known homing bomb, stabilized roll with inertial-satellite navigation system (RF Patent 2247314 C1, application 2003123742/02 from 01.08.2003, published 02.27.2005, Bull. No. 6).

В данной самонаводящейся авиационной бомбе, стабилизированной по крену, устанавливаются две антенны глобальной спутниковой связи и одна для приема информации от наземной станции дифференциальных поправок, а также аппаратура глобальной спутниковой и инерциальной навигации.In this roll-stabilized homing bomb, two global satellite communications antennas are installed and one for receiving information from the ground station of differential corrections, as well as global satellite and inertial navigation equipment.

Спутниковая радионавигационная система в настоящее время стала одним из основных средств обеспечения круглосуточной и всепогодной навигации наземных, морских и воздушных объектов.The satellite radio navigation system has now become one of the main means of providing round-the-clock and all-weather navigation of land, sea and air objects.

Глобальная спутниковая система местоопределения полностью соответствует обычным геодезическим методам определения положения по геодезическим знакам на местности. В геодезии, если есть два геодезических знака, положение которых на плоскости земли точно закоординировано, и если расстояние до этих знаков от того места, координаты которого необходимо найти, определены, то можно составить два уравнения для дальностей, в которых есть два неизвестных: координаты местоположения. Решая эти уравнения, потребитель найдет свое положение на плоскости. Если требуется найти и высоту местоопределения, то необходим еще один ориентир, координаты X, У, Z которого и дальность от точки местоположения известны. Для трех дальностей составляется уравнение, и, зная координаты трех опорных ориентиров, потребитель находит свое положение в трехмерном пространстве.The global satellite positioning system is fully consistent with conventional geodetic methods for determining the position of geodetic signs on the ground. In geodesy, if there are two geodetic signs whose position on the ground plane is precisely coordinated, and if the distance to these signs from the place whose coordinates you want to find is determined, then you can make two equations for ranges in which there are two unknowns: location coordinates . Solving these equations, the consumer will find his position on the plane. If you want to find the height of the location, then you need another reference point, the coordinates of X, Y, Z of which and the distance from the location point are known. An equation is drawn up for three ranges, and, knowing the coordinates of three reference points, the consumer finds his position in three-dimensional space.

В глобальной спутниковой радионавигационной системе вместо геодезических знаков используется система спутников, текущее положение которых в пространстве в каждый момент времени известно с высокой точностью.In the global satellite radio navigation system, instead of geodetic signs, a satellite system is used, the current position of which in space at each moment of time is known with high accuracy.

Спутники как бы представляют собой систему подвижных геодезических знаков. Координаты этих подвижных геодезических знаков определять потребителю не нужно.Satellites, as it were, are a system of moving geodetic signs. The coordinates of these moving geodetic signs do not need to be determined by the consumer.

Каждый спутник орбитальной системы сам в своем радиосигнале сообщает информацию о своем положении. В глобальной орбитальной спутниковой системе содержится 24 спутника, находящихся на круговых орбитах высотой ~20000 км.Each satellite of the orbital system itself in its radio signal reports information about its position. The global orbiting satellite system contains 24 satellites in circular orbits with an altitude of ~ 20,000 km.

Положение этих спутников на орбитах так распределено, что в любой точке Земли в любое время одновременно наблюдаются от 6 до 12 спутников, считая спутники отечественной глобальной навигационной спутниковой системы («ГЛОНАСС») и спутники глобальной системы местоопределения США («НАВСТАР»).The position of these satellites in orbits is so distributed that from anywhere in the world at any time from 6 to 12 satellites are simultaneously observed, including the satellites of the Russian global navigation satellite system (GLONASS) and the satellites of the US global positioning system (NAVSTAR).

Эти спутники образуют сплошное радионавигационное поле для потребителей, даже находящихся в космосе на орбитах высотой до 2000 км.These satellites form a continuous radio navigation field for consumers, even those in space in orbits up to 2000 km high.

Каждому спутнику навигационной системы присваивается наземным управляющим комплексом свой индивидуальный код.Each satellite of the navigation system is assigned its own individual code by the ground control system.

Дальность до движущихся геодезических знаков (спутников) потребитель определяет путем сравнения запаздывания кода спутника по отношению к такому же коду, генерируемому в аппаратуре потребителя. Это временное запаздывание, умноженное на скорость распространения радиосигнала (скорость света), и определяет дальность до движущегося геодезического знака (спутника).The consumer determines the range to moving geodetic signs (satellites) by comparing the delay of the satellite code with respect to the same code generated in the consumer’s equipment. This time delay, multiplied by the speed of propagation of the radio signal (speed of light), and determines the distance to the moving geodetic sign (satellite).

Для вычисления трех координат (положение в плане и высоты) потребителю необходимы три независимых уравнения, т.е. нужно определить три дальности по трем опорным знакам, которыми являются навигационные спутники системы.To calculate the three coordinates (position in plan and height), the consumer needs three independent equations, i.e. you need to determine three ranges by three reference signs, which are the navigation satellites of the system.

В подобной дальномерной системе местоопределения расхождение шкал системного времени орбитальной группировки спутников и шкалы времени потребителя Δt образует погрешность в определении дальностей до спутников, равную cΔt, где с - скорость света.In such a ranging ranging system, the discrepancy between the system time scales of the satellite orbital constellation and the consumer time scale Δt forms an error in determining the distances to satellites equal to cΔt, where c is the speed of light.

Величину Δt можно считать четвертой неизвестной, которая определяется, если добавить в систему из трех уравнений четвертое уравнение дальности до четвертого спутника.The value of Δt can be considered the fourth unknown, which is determined by adding the fourth equation of range to the fourth satellite to the system of three equations.

Поэтому приемники современной аппаратуры спутниковой радионавигации принимают и обрабатывают сигналы от 6 до 14 спутников.Therefore, receivers of modern satellite radio navigation equipment receive and process signals from 6 to 14 satellites.

Выбор потребителем 4 спутников для решения навигационной задачи из числа спутников, находящихся в зоне радиовидимости, осуществляется из условия получения наибольшей точности местоопределения.The consumer selects 4 satellites for solving the navigation problem from among the satellites located in the radio visibility zone, based on the condition of obtaining the highest accuracy of positioning.

Точность системного времени орбитальной группировки спутников поддерживается квантовым водородным стандартом частоты со стабильностью 10^-14...10^-15, находящимся в Центральном синхронизаторе пункта управления системой. На навигационных спутниках шкала времени стабилизируется рубидиевыми и цезиевыми атомными стандартами частоты со стабильностью 10^-12...10^-13. В состав аппаратуры потребителя входит кварцевый генератор со стабильностью 10^-11. Командно-измерительный комплекс определяет орбиты навигационных спутников, осуществляет предсказание орбиты на период 12 часов с дискретностью 2 мин, вычисляет положение всех спутников системы на две недели вперед (альманах системы), вычисляет расхождение бортовых шкал времени каждого спутника относительно системного времени и закладывает всю эту информацию в память спутников. Свою временную поправку относительно системного времени каждый навигационный спутник транслирует потребителю в своем радиосигнале. Одновременно спутники сообщают потребителю альманах орбитальной группировки (расположение всех 24 спутников системы), что существенно сокращает время поиска остальных 3 спутников, после захвата первого спутника системы.The accuracy of the system time of the orbital constellation is supported by hydrogen quantum frequency standard with stability 10 ^-14 ... 10 ^-15, located in the central clock system control center. On navigation satellites, the time scale is stabilized by rubidium and cesium atomic frequency standards with a stability of 10 ^-12 ... 10 ^-13 . The consumer equipment includes a quartz oscillator with a stability of 10 ^-11 . The command-and-measurement complex determines the orbits of navigation satellites, predicts the orbit for a period of 12 hours with a resolution of 2 minutes, calculates the position of all satellites of the system two weeks in advance (system almanac), calculates the discrepancy of the on-board time scales of each satellite relative to the system time and lays down all this information in memory of satellites. Each navigation satellite broadcasts its time correction with respect to system time to the consumer in its radio signal. At the same time, the satellites inform the consumer of the almanac of the orbital constellation (the location of all 24 satellites of the system), which significantly reduces the search time for the remaining 3 satellites after capturing the first satellite of the system.

Современная многоканальная (не менее шести каналов) аппаратура спутниковой навигации может обеспечить оперативную навигацию подвижных объектов с максимальными погрешностями определения координат: 60 м в плане и 100 м по высоте в период максимальной солнечной активности и 30 м в плане и 50 м по высоте в период минимальной солнечной активности.Modern multichannel (at least six channels) satellite navigation equipment can provide operational navigation of moving objects with maximum coordinate errors: 60 m in plan and 100 m in height during maximum solar activity and 30 m in plan and 50 m in height during minimum solar activity.

Информация о скорости объекта извлекается аппаратурой спутниковой навигации на основе определения доплеровского сдвига частот.Information about the speed of the object is extracted by satellite navigation equipment based on the determination of the Doppler frequency shift.

Точность определения скорости движения объектов по уровню 3σ составляет 5...15 см/сек.The accuracy of determining the speed of movement of objects at a level of 3σ is 5 ... 15 cm / sec.

Точность определения времени по уровню 3σ~0,1 мксек.The accuracy of determining time by the level of 3σ ~ 0.1 μs.

Системы наведения с аппаратурой спутниковой навигации специальных объектов для повышения точности попадания в цель используют так называемый дифференциальный режим работы.Guidance systems with satellite navigation equipment for special objects to increase the accuracy of hitting the target use the so-called differential mode of operation.

Для этого создается опорная широкозонная наземная станция с точно известными (ошибка по уровню 3σ составляет 0,5 м) геодезическими координатами. Свои координаты опорная станция определяет также с помощью аппаратуры глобальной спутниковой навигации. Так как систематические погрешности местоопределения мало меняются во времени и в пространстве, опорная станция вычисляет разность между своими фактическими координатами, определенными геодезически, и полученными с помощью штатной аппаратуры глобальной спутниковой системы местоопределения.To do this, a reference wide-area ground station is created with precisely known (error in the 3σ level is 0.5 m) geodetic coordinates. The reference station also determines its coordinates using global satellite navigation equipment. Since the systematic errors of positioning do not change much in time and space, the reference station calculates the difference between its actual coordinates, determined geodesically, and obtained using standard equipment of the global satellite positioning system.

Эта разность и есть дифференциальная поправка, которая автоматически передается потребителям в районе опорной станции. Для этого аппаратура потребителя в свой состав должна включать приемник дифпоправок.This difference is a differential correction, which is automatically transmitted to consumers in the area of the reference station. For this, consumer equipment should include a differential corrections receiver.

Зона действия опорной станции дифпоправок достаточно велика и может составлять 200...1000 км.The coverage area of the reference station of differential corrections is quite large and can be 200 ... 1000 km.

Максимальная ошибка определения координат потребителя при этом не хуже 3...5 м.The maximum error in determining the coordinates of the consumer is not worse than 3 ... 5 m.

Самонаводящаяся авиационная бомба, стабилизированная по крену, с аппаратурой спутниковой и инерциальной навигации, выполненная в соответствии с патентом РФ №2247314, обеспечивает сверхвысокую точность 3...5 м только при наличии станции дифференциальной привязки (опорной широкозонной наземной станции с точно известными координатами).A roll-stabilized homing bomb with satellite and inertial navigation equipment, made in accordance with RF patent No. 2247314, provides ultra-high accuracy of 3 ... 5 m only if there is a differential reference station (wide-area reference ground station with precisely known coordinates).

Создание подобных станций в районах военных конфликтов проблематично, что является существенным недостатком.The creation of such stations in areas of military conflict is problematic, which is a significant drawback.

В то же время авиационная бомба, выполненная по патенту РФ №2247314, обладает наиболее перспективной инерциально-спутниковой системой наведения авиабомбы на цель. Учитывая выдающийся прогресс в создании микромеханических акселерометров и гироскопов на кремневой основе, обладающих сверхмалыми габаритами, электропотреблением и стоимостью, бесплатформенных навигационных систем, малогабаритных приборов спутниковой навигации, данная авиационная бомба может обеспечить точность по уровню 3σ не хуже 3...5 м., если в ее приборной состав включить «доводчик» (тепловизионную головку самонаведения, обеспечивающую автоматический захват заданной цели по ее предварительно введенному перед сбросом бомбы эталону).At the same time, an aerial bomb, made according to the patent of the Russian Federation No. 2247314, has the most promising inertial-satellite system for guiding an aerial bomb on a target. Considering the outstanding progress in the development of silicon-based micromechanical accelerometers and gyroscopes with ultra-small dimensions, power consumption and cost, strap-on navigation systems, small-sized satellite navigation devices, this aircraft bomb can provide an accuracy of 3σ no worse than 3 ... 5 m, if include a “door closer” (a thermal imaging homing head that automatically captures a given target by its previously entered reference before the bomb is dropped) in its instrumentation well).

Подобная тепловизионная ГСН может быть выполнена достаточно простой, так как необходимо обеспечить дальность поиска/захвата цели не более 2...3 км, что определяется малым промахом, обеспечиваемым инерциально-спутниковой системой авиабомбы (промах не более 20...30 м). В этом случае в авиабомбе, выполненной в соответствии с патентом РФ №2247314, отсутствует необходимость установки антенны приема дифференциальных поправок, что упрощает ее конструкцию и аппаратурный состав.Such a thermal imaging seeker can be made quite simple, since it is necessary to provide a target search / capture range of no more than 2 ... 3 km, which is determined by a small miss provided by the inertial-satellite bomb system (miss no more than 20 ... 30 m). In this case, in an aerial bomb made in accordance with RF patent No. 2247314, there is no need to install an antenna for receiving differential corrections, which simplifies its design and hardware.

Кроме того, в рассмотренной бомбе нельзя реализовать значительные дальности боевого применения, так как в бомбе отсутствует крыльевой модуль. Учитывая общность ряда конструктивно-аэродинамических решений бомбы, выполненной в соответствии с патентом РФ №2247314, и предлагаемой авиабомбы в изобретении, данная бомба выбрана в качестве прототипа.In addition, significant bombing ranges cannot be realized in the bomb under consideration, since there is no wing module in the bomb. Given the commonality of a number of structural and aerodynamic solutions of the bomb, made in accordance with RF patent No. 2243714, and the proposed bomb bomb in the invention, this bomb is selected as a prototype.

На фиг.1 изображен общий вид авиационной бомбы-прототипа. На фиг.2 представлен общий вид предлагаемой авиационной бомбы, стабилизированной по крену, с инерциально-спутниковой системой самонаведения.Figure 1 shows a General view of an aircraft bomb prototype. Figure 2 presents a General view of the proposed aircraft bomb, stabilized roll, with an inertial-satellite homing system.

Самонаводящаяся авиационная бомба, стабилизированная по крену с аппаратурой спутниковой и инерциальной навигации, выполненная в соответствии с патентом РФ №2247314, содержит (см. фиг.1) последовательно соединенные головной отсек (1), выполненный в виде конуса высотой, равной 0,9 калибра авиабомбы, и диаметром основания, равным 0,65 калибра авиабомбы, с блоком чувствительных элементов (двумя свободными гироскопами, каналы У и Z, и тремя акселерометрами, каналы X, У, Z), носовой стыковочный отсек (2), выполненный в виде усеченного конуса с диаметром основания 0,65 и 0,85 калибра авиабомбы и высотой, равной 0,5 калибра авиабомбы, с блоком приемовычислительного устройства, блоком дифференциальных поправок, с четырьмя дестабилизаторами (3), расположенными по Х-образной схеме и имеющими жесткие размеры (они не раскрываются и не имеют выдвижных перьев), длина нижней кромки дестабилизатора 0,5 калибра авиабомбы, длина верхней кромки дестабилизатора составляет 0,385 калибра авиабомбы, угол стреловидности дестабилизатора составляет 33°; переходный отсек (4) с блоком траекторного управления наведением, двумя антеннами глобальной спутниковой радионавигаци (5), приемной антенной дифференциальных поправок (6), выполненный в виде тонкостенного цилиндра с диаметром, равным калибру авиабомбы, и длиной 1,123 калибра авиабомбы, сопряженный с усеченным конусом, высота которого составляет 0,413 калибра авиабомбы, а диаметр сопряжения с носовым стыковочным отсеком (2) составляет 0,85 калибра авиабомбы, с двумя антеннами глобальной спутниковой навигации (5), выполненными в виде прямоугольных пластин с длиной 0,3 и шириной 0,2 калибра авиабомбы и расположенными симметрично по бокам авиабомбы на расстоянии, равным 1,9 калибра авиабомбы от головной оконечности авиабомбы, и одной антенной дифференциальных поправок (6) длиной 0,76 калибра авиабомбы и высотой 0,325 калибра авиабомбы, расположенной снизу в плоскости симметрии авиабомбы на расстоянии 2,175 калибра авиабомбы от ее головной оконечности.A homing bomb stabilized along the roll with satellite and inertial navigation equipment, made in accordance with RF patent No. 2247314, contains (see Fig. 1) a head section (1) connected in series in the form of a cone with a height of 0.9 caliber air bombs, and a base diameter of 0.65 caliber air bombs, with a block of sensitive elements (two free gyroscopes, channels U and Z, and three accelerometers, channels X, U, Z), the nose docking compartment (2), made in the form of a truncated diameter cone 0.65 and 0.85 caliber air bombs and a height equal to 0.5 caliber air bombs, with a receiving device for a calculating device, a block of differential corrections, with four destabilizers (3) located in an X-shaped pattern and having rigid dimensions (they do not open and do not have retractable feathers), the length of the lower edge of the destabilizer is 0.5 caliber air bombs, the length of the upper edge of the destabilizer is 0.385 caliber air bombs, the sweep angle of the destabilizer is 33 °; transition compartment (4) with guidance guidance block, two antennas of global satellite radio navigation (5), receiving differential correction antenna (6), made in the form of a thin-walled cylinder with a diameter equal to the caliber of an air bomb, and a length of 1,123 caliber air bombs, paired with a truncated cone , whose height is 0.413 caliber air bombs, and the diameter of the interface with the bow docking compartment (2) is 0.85 caliber air bombs, with two antennas for global satellite navigation (5), made in the form of rectangular plates with a length of 0.3 and a width of 0.2 caliber air bombs and located symmetrically on the sides of the air bombs at a distance equal to 1.9 caliber air bombs from the tip of the air bombs, and one antenna of differential corrections (6) 0.76 caliber long air bombs and a height of 0.325 caliber air bombs located below in the plane of symmetry of the air bombs at a distance of 2.175 caliber air bombs from its head end.

Переходный отсек (4) сопряжен с отсеком боевой нагрузки (7).The transition compartment (4) is interfaced with the combat load compartment (7).

Отсек боевой нагрузки представляет собой цилиндр длиной 3,57 калибра авиабомбы и являющийся конструктивной частью авиабомбы.The combat load compartment is a 3.57-caliber cylinder bomb that is a structural part of the bomb.

Передняя оконечность отсека боевой нагрузки представляет собой оживальную часть, входящую на длине, равной 1,123 калибра, в переходной отсек авиабомбы. Задняя оконечность отсека боевой нагрузки представляет собой усеченный конус высотой 0,773 калибра авиабомбы с диаметром основания, сопряженного с хвостовым отсеком авиабомбы, равным 0,85-0,93 ее калибра.The front end of the combat load compartment is a live part that enters a transition compartment of the bomb on a length equal to 1,123 caliber. The rear end of the combat load compartment is a truncated cone with a height of 0.773 caliber bombs with a diameter of the base associated with the tail compartment of the bombs equal to 0.85-0.93 of its caliber.

Взрыватель (8) обеспечивает срабатывание боевой нагрузки при встрече с преградой.The fuse (8) provides the operation of the combat load when meeting with an obstacle.

Центр масс авиационной бомбы расположен на расстоянии 3,463 калибра авиабомбы от ее носовой оконечности.The center of mass of an aerial bomb is located at a distance of 3,463 caliber air bombs from its nasal tip.

Корпус отсека боевой нагрузки (7) как силовое звено авиабомбы объединяет головной и хвостовой отсеки авиабомбы.The case of the combat load compartment (7), as the power link of the bomb, combines the head and tail bays of the bomb.

Длина хвостового отсека (9) составляет от 1,95 до 2,05 калибра авиабомбы.The length of the tail compartment (9) is from 1.95 to 2.05 caliber bombs.

В хвостовом отсеке (9) размещается аппаратура системы управления, система электропитания авиабомбы (турбогенераторный источник питания, ТГИП) и четыре газовые рулевые машинки.The tail compartment (9) houses the control system equipment, the power supply system of the bomb (turbogenerator power supply, TGIP) and four gas steering machines.

Хвостовой отсек (9) выполнен в виде цилиндра диаметром от 0,85 до 0,93 калибра авиабомбы.The tail compartment (9) is made in the form of a cylinder with a diameter of 0.85 to 0.93 caliber bombs.

На хвостовом отсеке по Х-образной схеме установлены четыре стабилизатора (10), длина корневой хорды которых составляет от 1,4 до 1,5 калибра, высота от 0,6 до 0,65 калибра, длина концевой хорды от 0,8 до 0,9 калибра, а угол стреловидности стабилизаторов равен от 40° до 50°.Four stabilizers (10) are installed on the tail compartment according to the X-shaped scheme, the length of the root chord of which is from 1.4 to 1.5 caliber, the height is from 0.6 to 0.65 caliber, the length of the end chord is from 0.8 to 0 , 9 gauge, and the sweep angle of the stabilizers is from 40 ° to 50 °.

Конструкция корпуса хвостового отсека (9) представляет собой тонкостенный цилиндр, выполненный из алюминиевого сплава. В передней части этого цилиндра имеется фланец, являющийся стыковочным элементом отсека с отсеком боевой нагрузки (7).The design of the body of the tail compartment (9) is a thin-walled cylinder made of aluminum alloy. In front of this cylinder there is a flange, which is the docking element of the compartment with the payload compartment (7).

Хвостовой отсек авиабомбы (9) имеет люки, обеспечивающие доступ для установки взрывателя, регулировки блока управления, подстыковки контрольного разъема при наземных проверках авиабомбы.The tail compartment of the bomb (9) has hatches that provide access for installing a fuse, adjusting the control unit, and docking the control connector during ground-based bomb checks.

Ось вращения аэродинамических рулей (11) расположена на расстоянии от 0,09 до 0,11 калибра авиабомбы от передней кромки руля. Хорда каждого из поворотных аэродинамических рулей (11) составляет от 0,32 до 0,36 калибра авиабомбы, высота от 0,6 до 0,65 калибра авиабомбы.The axis of rotation of the aerodynamic rudders (11) is located at a distance from 0.09 to 0.11 caliber bombs from the front edge of the steering wheel. The chord of each of the rotary aerodynamic rudders (11) is from 0.32 to 0.36 caliber air bombs, the height is from 0.6 to 0.65 caliber air bombs.

Самонаводящаяся авиационная бомба-прототип работает следующим образом.Homing aircraft prototype bomb works as follows.

Авиабомба предназначена для поражения наземных неподвижных целей, координаты которых заранее известны. Эти координаты вводятся в прицельно-навигационный комплекс самолета-носителя. Координаты цели могут вводиться в вычислитель бомбы на земле, до взлета самолета-носителя, а также могут оперативно быть определены с помощью локатора самолета-носителя.The air bomb is designed to hit ground stationary targets, the coordinates of which are known in advance. These coordinates are entered into the sighting and navigation system of the carrier aircraft. The coordinates of the target can be entered into the calculator of the bomb on the ground, before take-off of the carrier aircraft, and can also be quickly determined using the locator of the carrier aircraft.

Атака цели может осуществляться круглосуточно и при любой погоде. После подачи на авиационную бомбу электропитания от самолета-носителя в блок управления наведением авиабомбы, находящийся в переходном отсеке (4), вводится информация о координатах цели. В процессе совместного полета с самолетом-носителем практически вплоть до сброса на борт авиабомбы в приемовычислительное устройство, расположенное в носовом стыковочном отсеке (2), выдается информация от антенн самолетной системы глобальной спутниковой навигации. При этом начало выдачи информации должно осуществляться за 2...2,5 мин до сброса.Attack of the target can be carried out around the clock and in any weather. After applying power to the aerial bomb from the carrier aircraft, information on the coordinates of the target is entered into the control unit for guiding the aerial bombs located in the transition compartment (4). In the process of a joint flight with the carrier aircraft, almost until the airborne bomb is dropped on board, the receiving device located in the bow docking compartment (2) receives information from the antennas of the aircraft's global satellite navigation system. At the same time, the beginning of the issuance of information should be carried out 2 ... 2.5 minutes before the reset.

В совместном полете на борт авиабомбы в приемник дифференциальных поправок, расположенный в носовом стыковочном отсеке (2), выдается также информация о дифференциальных поправках, с помощью которых компенсируются систематические ошибки глобальной спутниковой навигации. Дифпоправки принимаются также аппаратурой авиабомбы с помощью антенны дифпоправок (6).In a joint flight aboard an aerial bomb, the differential corrections receiver located in the bow docking compartment (2) also receives information on differential corrections, which compensate for systematic errors in global satellite navigation. Difference corrections are also received by the bomb equipment using the antenna of differential corrections (6).

После приема СВЧ-сигнала блок приемовычислительного устройства, расположенный в отсеке (2), переходит в режим решения навигационной задачи.After receiving the microwave signal, the receiver unit of the computing device located in the compartment (2) goes into the navigation task solution mode.

Самолетный приемно-навигационный комплекс (ПРНК) в зависимости от условий полета вычисляет зону возможных сбросов. За 2...3 мин до сброса ПРНК самолета-носителя выдает команду на раскрутку всех гиросистем авиабомбы. За 2...3 сек до сброса от ПРНК самолета-носителя выдается команда на запуск турбогенератора бомбы, расположенного в хвостовом отсеке (9).Aircraft receiving-navigation complex (PRNK), depending on the flight conditions, calculates the zone of possible discharges. 2 ... 3 minutes before the PRNK carrier aircraft reset, it issues a command to spin up all the gyro systems of the bomb. 2 ... 3 seconds before the carrier aircraft is discharged from the PRNA, a command is issued to launch a bomb turbo-generator located in the tail compartment (9).

При входе самолета-носителя в зону сброса штурман производит сброс авиабомбы.When the carrier aircraft enters the discharge zone, the navigator discharges the bomb.

Перед отделением бомбы от самолета-носителя происходит переход электропитания всех систем бомбы на питание от турбогенератора, находящегося в хвостовом отсеке (9).Before separating the bomb from the carrier aircraft, the power supply of all bomb systems is switched to power from a turbogenerator located in the tail compartment (9).

Для отработки стартовых возмущений сразу же после отделения система управления, расположенная в хвостовом отсеке (9), формирует команду, в соответствии с которой через 0,1 с включаются контура стабилизации и осуществляется угловая стабилизация авиабомбы по каналам крена, курса и тангажа.To work out starting disturbances immediately after separation, the control system located in the tail section (9) forms a command, according to which stabilization loops are turned on in 0.1 s and angular stabilization of the aerial bomb through roll, heading and pitch channels is carried out.

Через 1 с после сброса производится отработка крена носителя, зафиксированного при отделении бомбы.After 1 s after the reset, the roll of the carrier fixed during the separation of the bomb is worked out.

Через 3 сек после сброса и получения первой информации от приемовычислительного устройства спутниковой навигации начинается наведение авиабомбы на цель.3 seconds after resetting and receiving the first information from the receiver of the satellite navigation computing device, the bomb starts to aim at the target.

Антенны глобальной спутниковой связи (5) и антенна дифпоправок (6) на протяжении всего полета принимают информационные сигналы от спутников орбитальной группировки и от наземной станции дифпоправок.The antennas of global satellite communications (5) and the antenna of differential corrections (6) throughout the flight receive information signals from satellites of the orbital constellation and from the ground station of differential corrections.

Приемовычислительное устройство, расположенное в носовом стыковочном отсеке (2), в режиме реального времени может одновременно обрабатывать сигналы от 6...12 спутников. Информация о навигационных координатах авиабомбы передается в блок траекторного управления, расположенный в переходном отсеке (4).The receiving and computing device located in the bow docking compartment (2) in real time can simultaneously process signals from 6 ... 12 satellites. Information about the navigational coordinates of the aerial bomb is transmitted to the trajectory control unit located in the transition compartment (4).

Приемовычислительное устройство определяет также составляющие вектора путевой скорости авиабомбы и текущее время независимо от ориентации авиабомбы в пространстве.The receiving-computing device also determines the components of the vector of the ground speed of the bomb and the current time, regardless of the orientation of the bomb in space.

Блок траекторного управления реализует закон наведения, который оптимизирован таким образом, чтобы заключительный участок траектории был близок к вертикали. Это существенно повышает эффективность боевой нагрузки (7) и уменьшает промах авиабомбы, так как вертикальная координата изделий в глобальной спутниковой навигации определяется с наименьшей точностью.The trajectory control unit implements the guidance law, which is optimized so that the final portion of the trajectory is close to the vertical. This significantly increases the effectiveness of the combat load (7) and reduces missile bombs, since the vertical coordinate of the products in global satellite navigation is determined with the least accuracy.

При пропадании информации от спутников блок управления наведением реализует закон наведения на основе информации, полученной от собственных чувствительных элементов (датчиков), расположенных в головном отсеке (1). При этом используются два ДСУ-а (каналы У и Z) и три акселерометра (каналы X, У, Z).In the event of loss of information from satellites, the guidance control unit implements the guidance law based on information received from its own sensitive elements (sensors) located in the head compartment (1). In this case, two DSU-a (channels U and Z) and three accelerometers (channels X, Y, Z) are used.

В процессе полета авиабомба с помощью антенны дифференциальных поправок (6) принимает сигналы от наземной станции дифпоправок, обрабатывает принятую информацию в блоке дифпоправок в носовом стыковочном отсеке (2). Дифпоправки учитываются в приемовычислительном устройстве при решении навигационной задачи.During the flight, an air bomb using the antenna of differential corrections (6) receives signals from the ground station of differential corrections, processes the received information in the differential corrections block in the bow docking compartment (2). Difference corrections are taken into account in the computing device when solving a navigation problem.

Частота обновления информации о положении центра масс авиабомбы в пространстве составляет 10 Гц.The frequency of updating information on the position of the center of mass of the bomb in space is 10 Hz.

В том случае, если из-за траекторных эволюций авиабомбы потеряно слежение за выбранным для навигации созвездием спутников, восстановление информации осуществляется за время не более 3 сек.In the event that due to the trajectory evolutions of the aerial bomb, the tracking of the constellation of satellites selected for navigation is lost, information is restored in a time of no more than 3 seconds.

Источником электропитания авиабомбы при автономном полете является турбогенератор (ТГИП), находящийся в хвостовом отсеке (9), преобразующий энергию горячих газов, образующихся от сгорания пороховых шашек, в электрическую энергию. ТГИП также обеспечивает горячим газом четыре рулевые машинки газового привода авиационной бомбы, находящиеся в хвостовом отсеке (9).The power source of an aerial bomb during autonomous flight is a turbogenerator (TGIP) located in the tail section (9), which converts the energy of hot gases generated from the combustion of powder bombs into electrical energy. TGIP also provides hot gas to four steering gears of the gas drive of the aircraft bomb, located in the tail compartment (9).

Блок управления, расположенный в отсеке (4), формирует сигналы для каналов системы управления, которые, в свою очередь, управляют аэродинамическими рулями (11) авиабомбы, расположенными в хвостовом отсеке.The control unit located in the compartment (4) generates signals for the channels of the control system, which, in turn, control the aerodynamic rudders (11) of the bomb, located in the tail compartment.

Высокая маневренность бомбы обеспечивается балансировочными углами атаки (скольжения), создаваемыми аэродинамическими рулями (11), при наличии малой статической устойчивости бомбы, реализуемой при конструктивно-аэродинамической оптимизации бомбы и выборе соответствующей центровки бомбы.The high maneuverability of the bomb is ensured by balancing angles of attack (slip) created by the aerodynamic rudders (11), in the presence of a low static stability of the bomb, which is realized by constructive and aerodynamic optimization of the bomb and choosing the appropriate bomb centering.

Близкая к нейтральной устойчивость авиабомбы обеспечивается выбором геометрических размеров и местом установки дестабилизаторов (3) и стабилизаторов (10).The stability of the aerial bomb close to neutral is ensured by the choice of geometric dimensions and the installation site of destabilizers (3) and stabilizers (10).

Близкая к нейтральной устойчивость авиабомбы позволяет реализовать перегрузки при рулевых агрегатах малой мощности. Малые шарнирные моменты на аэродинамических рулях обеспечиваются их рациональном выбором.The stability of the aerial bomb close to neutral allows overloading with low power steering units. Small articulated moments on the aerodynamic rudders are provided by their rational choice.

Разработанные для авиабомбы законы управления выбраны так, чтобы обеспечить наиболее крутые траектории подхода авиабомбы к цели, что повышает эффективность боевой нагрузки авиабомбы и повышает точность, особенно при применении в горной местности.The control laws developed for the aerial bomb are chosen so as to provide the steepest trajectories of the approach of the aerial bomb to the target, which increases the effectiveness of the combat load of the aerial bomb and increases accuracy, especially when applied in mountainous areas.

При встрече авиабомбы с целью срабатывает взрыватель (8), через установленное в нем замедление происходит срабатывание боевой нагрузки (7).When a bomb encounters with a target, a fuse (8) fires, through the deceleration set in it, a combat load is triggered (7).

Авиабомба применяется по целям, координаты которых заранее известны, и по целям, оперативно обнаруженным с помощью локатора самолета-носителя.Aerial bomb is used for targets whose coordinates are known in advance, and for targets quickly detected using the locator of the carrier aircraft.

Высокая эффективность боевой нагрузки (7) обеспечивается ее большой массой, выбором оживальной части боевой нагрузки, толщиной корпуса боевой нагрузки и крутыми траекториями подхода к прочным препятствиям.The high efficiency of the combat load (7) is ensured by its large mass, the choice of the live part of the combat load, the thickness of the combat load corps and the steep paths of approach to solid obstacles.

Центр масс авиабомбы расположен на расстоянии 3,463 калибра авиабомбы от ее носовой оконечности.The center of mass of the bomb is located at a distance of 3,463 caliber bombs from its nasal tip.

Авиационная бомба-прототип обеспечивает круглосуточность, всепогодность боевого применения авиабомбы во всем диапазоне режимов применения, не ограничивает возможности самолетов-носителей и реализует принцип «сбросил-забыл».The prototype aerial bomb provides round-the-clock, all-weather combat use of an aerial bomb in the entire range of application modes, does not limit the capabilities of carrier aircraft and implements the “dropped-forgot” principle.

Авиационная бомба-прототип, являясь авиационным оружием круглосуточного и всепогодного применения, обеспечивает высокую точность попадания (3...5 м) только при наличии наземных станций, вырабатывающих дифференциальные поправки.The prototype aircraft bomb, being an aircraft weapon of round-the-clock and all-weather use, provides high accuracy of hit (3 ... 5 m) only in the presence of ground stations generating differential corrections.

Кроме того, авиационная бомба-прототип не обладает крыльевым модулем, что не позволяет реализовать значительные дальности боевого применения авиабомбы.In addition, the prototype aircraft bomb does not have a wing module, which does not allow to realize significant ranges of combat use of the bomb.

Целью изобретения является реализация высокой точности авиабомбы (3...5 м) без наличия в авиабомбе приборов и антенны дифференциальных поправок, а также существенное увеличение дальности боевого применения авиабомбы.The aim of the invention is the implementation of high precision air bombs (3 ... 5 m) without the presence in the air bombs of instruments and antennas of differential corrections, as well as a significant increase in the range of combat use of the air bombs.

Поставленные задачи достигаются тем, что в предлагаемой авиабомбе в носовом приборном отсеке устанавливается достаточно простая тепловизионная головка самонаведения с дальностью действия 2...3 км, в которую перед отделением авиабомбы вводится эталонное изображение цели и которая обеспечивает автономный корреляционный принцип захвата цели и ее автосопровождение.The tasks are achieved by the fact that in the proposed aerial bomb in the bow instrument compartment, a fairly simple thermal imaging homing head with a range of 2 ... 3 km is installed, into which a target target image is introduced before the separation of the bomb and which provides an autonomous correlation principle of target capture and its auto tracking.

Крыльевой модуль в предлагаемой авиабомбе обеспечивает по сравнению с авиабомбой-прототипом высокое качество, позволяющее реализовать сброс авиабомбы с самолета-носителя без входа его в зону объектовой противовоздушной обороны.The wing module in the proposed aerial bomb provides, in comparison with the prototype aerial bomb, a high quality that allows for the discharge of an aerial bomb from a carrier aircraft without entering it in an object air defense zone.

Предлагаемая в изобретении самонаводящаяся авиационная бомба, стабилизированная по крену, с инерциально-спутниковой системой самонаведения содержит (см. фиг.2) последовательно соединенные головной отсек (1) с тепловизионной головкой самонаведения, бесплатформенной инерциальной системой управления и прибором спутниковой навигации, передняя оконечность которого (12) выполнена оптически прозрачной из селенида цинка (сульфида цинка), спектральная полоса прозрачности которого лежит в дальнем ПК-диапазоне 8...14 мкм, переходный отсек (4) с двумя антеннами глобальной спутниковой навигации (5), отсек боевой нагрузки (7) с взрывателем (8), на котором по Х-образной схеме установлены четыре аэродинамических крыла (13), хвостовой отсек (9) с установленными на нем по Х-образной схеме четырьмя стабилизаторами (10) и четырьмя аэродинамическими рулями (11), и содержащий блок бортовой автоматики, блок питания и воздушно-динамический рулевой привод.The roll stabilized homing bomb of the invention with an inertial-satellite homing system (see FIG. 2) comprises a head compartment (1) connected in series with a thermal imaging homing head, a strap-down inertial control system and a satellite navigation device, the front end of which ( 12) is made optically transparent of zinc selenide (zinc sulfide), the spectral transparency band of which lies in the far PC range of 8 ... 14 μm, the transition compartment (4) with two global satellite navigation antennas (5), the payload compartment (7) with a fuse (8), on which four aerodynamic wings (13) are installed in the X-shaped pattern, the tail compartment (9) with four X-shaped mounted on it stabilizers (10) and four aerodynamic rudders (11), and containing on-board automation unit, power supply and air-dynamic steering gear.

При этом длина головного отсека (1) равна 2,352 калибра авиабомбы. Он выполнен из сопряженных оптически прозрачного в дальнем ИК-диапазоне обтекателя с радиусом, равным 0,294 калибра авиабомбы, высотой сферического сегмента 0,196 калибра авиабомбы и диаметром основания сферического сегмента 0,529 калибра авиабомбы, сопрягающегося с обтекателем первого конуса с высотой 0,647 калибра авиабомбы, и диаметром нижнего основания 0,843 калибра авиабомбы, второго конуса, высота которого составляет 0,920 калибра авиабомбы и который сопрягается с цилиндром, длина которого составляет 0,588 калибра авиабомбы, диаметр цилиндра равен калибру авиабомбы.In this case, the length of the head compartment (1) is 2.352 caliber air bombs. It is made of a fairing that is optically transparent in the far IR range with a radius equal to 0.294 caliber bombs, a spherical segment 0.196 caliber bombs high and a base diameter of a spherical segment 0.529 caliber bombs mating with a first cone fairing with a height of 0.647 caliber bombs, and a lower base diameter 0.843 caliber air bombs, the second cone, whose height is 0.920 caliber air bombs and which mates with a cylinder whose length is 0.588 caliber air bombs, the cylinder diameter is vein caliber bombs.

Переходной отсек (4) представляет собой цилиндр, диаметр которого равен калибру авиабомбы, а длина 1,176 калибра авиабомбы. Длина каждой из антенн глобальной спутниковой навигации (5), установленных на переходном отсеке, равна 0,4 калибра авиабомбы, а ширина 0,235 калибра авиабомбы. Антенны (5) установлены симметрично по бокам авиабомбы на расстоянии от передней оконечности авиабомбы, равном 2,745 калибра авиабомбы.The transition compartment (4) is a cylinder whose diameter is equal to the caliber of the bomb, and the length of 1,176 caliber bombs. The length of each of the global satellite navigation antennas (5) installed on the transition compartment is 0.4 caliber air bombs, and the width is 0.235 caliber air bombs. Antennas (5) are mounted symmetrically on the sides of the bomb at a distance from the front end of the bomb, equal to 2.745 caliber bombs.

Отсек боевой нагрузки (7) представляет собой цилиндр, диаметр которого равен калибру авиабомбы, а длина составляет 4,902 калибра авиабомбы.The payload compartment (7) is a cylinder whose diameter is equal to the caliber of the bomb, and the length is 4.902 caliber of the bomb.

Так как боевая часть авиабомбы осколочно-фугасного действия, то взрыватель авиабомбы (8) установлен на переднем торце боевой части.Since the warhead of the high-explosive fragmentation bomb, the fuse of the bomb (8) is mounted on the front end of the warhead.

Для увеличения дальности полета на отсеке боевой части симметрично по Х-образной схеме установлены аэродинамические крылья (13).To increase the flight range, aerodynamic wings were installed symmetrically in the X-shaped pattern on the warhead compartment (13).

Размах двух симметричных крыльев (13) составляет 2,157 калибра авиабомбы. Угол передней кромки крыла (13) по отношению к корпусу авиабомбы составляет 45°.The span of two symmetrical wings (13) is 2.157 caliber bombs. The angle of the leading edge of the wing (13) with respect to the body of the bomb is 45 °.

Длина нижней хорды крыла (13) составляет 2,941 калибра авиабомбы.The length of the lower wing chord (13) is 2.941 caliber bombs.

Длина верхней хорды крыла (13) составляет 2,366 калибра авиабомбы.The length of the upper wing chord (13) is 2,366 caliber bombs.

Передняя часть нижней хорды крыла (13) на корпусе отстоит от носовой оконечности авиабомбы на расстоянии 5,706 калибра авиабомбы.The front of the lower chord of the wing (13) on the hull is separated from the bow tip of the bomb at a distance of 5.706 caliber bombs.

Хвостовой отсек авиабомбы (9) состоит из трех последовательно соединенных частей: цилиндра с диаметром, равным калибру авиабомбы, и длиной, равной 1,737 калибра авиабомбы, конуса, высота которого составляет 1,059 калибра авиабомбы, и диаметром узкой части 0,784 калибра авиабомбы и оконечного цилиндра с диаметром 0,784 калибра авиабомбы и длиной 1,106 калибра авиабомбы, на котором симметрично по Х-образной схеме установлены четыре стабилизатора (10) и четыре аэродинамических руля (11).The tail section of the bomb (9) consists of three series-connected parts: a cylinder with a diameter equal to the caliber of the bomb, and a length equal to 1,737 caliber bombs, a cone with a height of 1,059 caliber bombs, and a diameter of a narrow part of 0,784 caliber bombs and the end cylinder with a diameter 0.784 caliber air bombs and a length of 1.106 caliber air bombs, on which four stabilizers (10) and four aerodynamic rudders (11) are installed symmetrically in an X-shaped pattern.

Длина нижней хорды стабилизатора составляет 0,808 калибра авиабомбы, угол стреловидности стабилизатора (10) составляет 35°, размах двух симметрично расположенных стабилизаторов (10) составляет 2,157 калибра авиабомбы.The length of the lower chord of the stabilizer is 0.808 caliber air bombs, the sweep angle of the stabilizer (10) is 35 °, the span of two symmetrically positioned stabilizers (10) is 2.157 caliber air bombs.

Длина верхней хорды стабилизатора (10) составляет 0,312 калибра авиабомбы.The length of the upper stabilizer chord (10) is 0.312 caliber bombs.

Четыре аэродинамических руля (11) установлены на хвостовом отсеке (9) по Х-образной схеме. Высота каждого аэродинамического руля (11) составляет 0,502 калибра авиабомбы, а хорда руля 0,298 калибра авиабомбы.Four aerodynamic steering wheels (11) are installed on the tail section (9) according to the X-shaped pattern. The height of each aerodynamic wheel (11) is 0.502 caliber air bombs, and the chord of the wheel 0.298 caliber air bombs.

Предлагаемая в изобретении авиационная бомба работает следующим образом.Proposed in the invention aerial bomb works as follows.

Атака цели может осуществляться круглосуточно и при любой погоде. После подачи на предлагаемую авиабомбу электропитания от самолета-носителя блок инерциальной навигационной системы (БИНС), находящейся в головном отсеке авиабомбы (1), может принимать от самолетной системы информацию о координатах цели.Attack of the target can be carried out around the clock and in any weather. After supplying the proposed aerial bomb with power from the carrier aircraft, the inertial navigation system unit (SINS) located in the head compartment of the bomb (1) can receive information about the coordinates of the target from the aircraft system.

Предлагаемая авиабомба может применяться как по целям с заранее известными координатами, так и по целям, оперативно обнаруженным с помощью локатора в процессе полета самолета.The proposed aerial bomb can be used both for targets with previously known coordinates, and for targets quickly detected using a locator during an airplane flight.

При этом информация о координатах оперативно обнаруженной цели формируется в прицельно-навигационном комплексе (ПРНК) самолета-носителя и вводится перед сбросом авиабомбы в вычислитель БИНС авиабомбы, находящийся в головном отсеке (1), по информационным каналам связи «носитель-авиабомба».At the same time, information about the coordinates of the operatively detected target is generated in the sighting and navigation system (PRNK) of the carrier aircraft and is entered before the bomb is dropped into the BINS calculator of the bomb located in the head compartment (1) via the carrier-bomb bomb information channels.

В вычислитель БИНС до сброса непрерывно с периодом 0,1 сек. передается также информация о собственных координатах и скорости самолета-носителя.To the SINS computer, until reset, continuously with a period of 0.1 sec. Information is also transmitted about the own coordinates and speed of the carrier aircraft.

После приема СВЧ-сигналов от навигационных спутников через антенны (5) вычислительное устройство прибора спутниковой навигации (ПСН), расположенное в головном отсеке (1), переходит в режим решения навигационной задачи.After receiving microwave signals from navigation satellites through antennas (5), the computing device of the satellite navigation device (PSN) located in the head compartment (1) goes into the navigation task solution mode.

Самолетный прицельно-навигационный комплекс (ПРНК) в зависимости от условий полета вычисляет зону возможных сбросов. ПРНК заносит в память тепловизионной головки самонаведения «эталонное» изображение выбранной цели.Aircraft sighting and navigation system (PRNK), depending on the flight conditions, calculates the zone of possible discharges. PRNK stores in the memory of the thermal imaging homing head a “reference” image of the selected target.

При входе самолета-носителя в зону сброса самонаводящаяся авиационная бомба отделяется от самолета.When the carrier aircraft enters the drop zone, the homing aircraft bomb is detached from the aircraft.

Блок бортовой автоматики (ББА), находящийся в хвостовом отсеке (9), задействует все исполнительные механизмы бомбы, снимает блокировки функциональных связей.The on-board automation unit (BBA), located in the tail compartment (9), activates all the actuators of the bomb, removes the blocking of functional connections.

Перед отделением бомбы от самолета-носителя происходит переход всех систем бомбы на электропитание от батарей, находящихся в хвостовом отсеке (5).Before the bomb is separated from the carrier aircraft, all bomb systems are switched to power from the batteries located in the tail section (5).

Для отработки стартового возмущения сразу же после отделения авиабомбы БИНС формирует команду, в соответствии с которой через 0,1 сек включаются контура стабилизации и осуществляется угловая стабилизация авиабомбы по каналам крена, курса и тангажа с помощью аэродинамических рулей (11).To work out the starting perturbation, immediately after separation of the aerial bomb, the SINS forms a command, according to which stabilization loops are turned on in 0.1 seconds and the aerial bomb is angularly stabilized along the roll, course and pitch channels using aerodynamic rudders (11).

Через 3 сек после сброса авиабомбы и получения первой информации от ПСН начинается наведение авиабомбы на цель. Антенны глобальной спутниковой связи (5) на протяжении всего полета принимают информационные сигналы от спутников орбитальной группировки.3 seconds after the reset of the air bomb and the receipt of the first information from the PSN, the guidance of the air bomb begins on the target. Antennas for global satellite communications (5) throughout the flight receive information signals from satellites of the orbital constellation.

Вычислитель ПСН, расположенный в головном отсеке (1), в режиме реального времени может одновременно обрабатывать сигналы от 6...12 спутников. Информация о навигационных координатах авиабомбы передается в БИНС, расположенный в головном отсеке (1).The PSN computer located in the head compartment (1), in real time, can simultaneously process signals from 6 ... 12 satellites. Information on the navigational coordinates of the bomb is transmitted to the SINS located in the head compartment (1).

При отсутствии информации от ПСН управляющие сигналы наведения авиабомбы на цель формируются только на основе обработки информации от блока чувствительных элементов БИНС.In the absence of information from the PSN, the control signals of guiding the bomb to the target are formed only on the basis of information processing from the SINS sensitive elements block.

Вычислитель ПСН определяет также составляющие вектора путевой скорости и текущее время независимо от ориентации авиабомбы в пространстве.The PSN calculator also determines the components of the ground speed vector and the current time, regardless of the orientation of the bomb in space.

БИНС осуществляет управление полетом авиабомбы на основе комплексного использования информации не только от вычислителя ПСН, но и от собственных чувствительных элементов. При этом используются датчики угловой скорости и акселерометры БИНС.BINS manages the flight of the bomb based on the integrated use of information not only from the PSN calculator, but also from its own sensitive elements. In this case, angular velocity sensors and BINS accelerometers are used.

В том случае, если из-за траекторных эволюции авиабомбы потеряно слежение за выбранным для навигации созвездием спутников, восстановление информации может осуществляться за время не более 3 сек.In the event that due to the trajectory evolution of the aerial bomb, tracking of the constellation of satellites selected for navigation is lost, information can be restored in no more than 3 seconds.

Высокая маневренность предлагаемой бомбы обеспечивается углами атаки (скольжения), создаваемыми аэродинамическими рулями (11), при наличии малой статической устойчивости авиабомбы, реализуемой при конструктивно-аэродинамической оптимизации бомбы и выборе соответствующей центровки бомбы.The high maneuverability of the proposed bomb is ensured by the angles of attack (slip) created by the aerodynamic rudders (11), in the presence of low static stability of the bomb, which is realized with the structural and aerodynamic optimization of the bomb and the selection of the appropriate centering of the bomb.

Близкая к нейтральной устойчивость авиабомбы обеспечивается выбором геометрических размеров и местом установки несущих аэродинамических крыльев (8), стабилизаторов (10) и реализацией требуемого положения центра масс авиабомбы.The stability of the aerial bomb close to neutral is ensured by the choice of geometric dimensions and the installation site of the supporting aerodynamic wings (8), stabilizers (10) and the implementation of the required position of the center of mass of the bomb.

Близкая к нейтральной устойчивость авиабомбы позволяет осуществлять значительные перегрузки при рулевых агрегатах малой мощности. Малые шарнирные моменты на аэродинамических рулях (11) обеспечиваются их рациональным выбором.Close to neutral stability of the bomb allows significant overload when steering units of low power. Small articulated moments on the aerodynamic rudders (11) are provided by their rational choice.

Большая дальность полета предлагаемой авиабомбы и ее высокая маневренность увеличивается за счет того, что на ней установлены четыре аэродинамических крыла (13).The long flight range of the proposed aerial bomb and its high maneuverability increase due to the fact that four aerodynamic wings are installed on it (13).

Введение в конструкцию авиабомбы четырех подобных несущих аэродинамических поверхностей, установленных по Х-образной схеме, позволяет при управлении авиабомбой реализовать значительные перегрузки, что в условиях достаточно малого времени полета авиабомбы обеспечивает попадание ее в цель из широкой зоны начальных условий при сбросе. Эта широкая зона сброса полностью обеспечивает экипажу самолета-носителя выбор наилучшей тактики применения авиабомбы в данных конкретных условиях.The introduction of four such bearing aerodynamic surfaces into the design of the bomb, installed according to the X-shaped pattern, allows for significant overloads when controlling the bomb, which, in the conditions of a sufficiently short flight time of the bomb, ensures that it hits the target from a wide area of the initial conditions when dropped. This wide discharge zone fully provides the crew of the carrier aircraft with the choice of the best tactics for using the bomb in these specific conditions.

В предлагаемой авиабомбе в качестве рулевого привода, установленного в хвостовом отсеке (9), применяется воздушно-динамический рулевой привод (ВДРП). В качестве рабочего тела в этом приводе используется набегающий воздушный поток.In the proposed aerial bomb, an air-dynamic steering gear (WDW) is used as a steering gear installed in the tail compartment (9). As a working fluid in this drive the incoming air stream is used.

Для задействования ВДРП используются воздушные заслонки, открываемые с помощью пиропатрона по сигналу от блока бортовой автоматики, установленного также в хвостовом отсеке (9).To activate the VDRP, air dampers are used, which are opened with the help of a squib on the signal from the on-board automation unit, which is also installed in the tail compartment (9).

БИНС авиабомбы в процессе ее полета к цели обеспечивает стабилизацию авиабомбы, формирование траектории сближения авиабомбы с целью, формирование управляющих сигналов на воздушно-динамический рулевой привод.The BINS of an aerial bomb during its flight to a target ensures stabilization of an aerial bomb, formation of a trajectory of a rapprochement of an aerial bomb with a target, formation of control signals to an air-dynamic steering gear.

В процессе полета авиабомбы к цели БИНС ориентирует объектив тепловизионной головки самонаведения (ГСН) на углы визирования цели.During the flight of an air bomb to the target, the SINS orientates the lens of the thermal imaging homing head (GOS) at the viewing angles of the target.

Так как точность БИНС при коррекции от спутниковой навигационной системы достаточна высока (по уровню 3σ точность не хуже 18 м), то требования к тепловизионной ГСН могут быть снижены.Since the accuracy of the SINS during correction from the satellite navigation system is sufficiently high (at the 3σ level, the accuracy is no worse than 18 m), the requirements for the thermal imaging seeker can be reduced.

Ее дальность захвата может составлять 2...3 км, угол поля зрения 5...9°.Its capture range can be 2 ... 3 km, the field of view angle is 5 ... 9 °.

При уменьшении дальности до цели до 2...3 км БИНС подает команду на автоматический захват цели.When reducing the distance to the target to 2 ... 3 km SINS gives a command to automatically capture the target.

Тепловизионная ГСН, установленная в головном отсеке авиабомбы (1), сравнивает «эталонное» изображение цели с текущим изображением цели и осуществляет захват цели.The thermal imaging seeker installed in the head compartment of the bomb (1) compares the “reference” image of the target with the current image of the target and captures the target.

Дальнейшее самонаведение предлагаемой авиабомбы осуществляется БИНС с учетом сигналов от тепловизионной ГСН.Further homing of the proposed aerial bomb is carried out by the SINS taking into account the signals from the thermal imaging seeker.

При этом информацию о цели тепловизионная ГСН получает за счет собственного инфракрасного излучения цели в дальнем ИК-диапазоне 8...14 мкм. Это излучение воспринимается преобразователем «излучение-сигнал» ГСН через оптически прозрачный обтекатель (12), являющимся передней оконечностью головного отсека (1) авиабомбы.In this case, the thermal imaging seeker receives information about the target due to its own infrared radiation from the target in the far infrared range of 8 ... 14 μm. This radiation is perceived by the seeker’s “radiation-signal” converter through an optically transparent fairing (12), which is the front end of the head compartment (1) of the bomb.

В качестве материала обтекателя может быть выбран селенид цинка или сульфид цинка, спектральная полоса прозрачности которых включает диапазон 8...14 мкм. Этот диапазон электромагнитного излучения обеспечивает круглосуточное боевое применение авиабомбы, в том числе и при ограниченно-сложных погодных условиях.Zinc selenide or zinc sulfide, the spectral transparency band of which includes a range of 8 ... 14 microns, can be selected as a cowling material. This range of electromagnetic radiation provides round-the-clock combat use of an aerial bomb, including in limited-difficult weather conditions.

В качестве преобразователя «излучение-сигнал» в тепловизионной ГСН применяется микроболометрическая матрица, не требующая глубокого охлаждения жидким азотом (77 К).As a radiation-to-signal converter in a thermal imaging seeker, a microbolometric matrix is used that does not require deep cooling with liquid nitrogen (77 K).

Разработанные для авиабомбы законы управления выбраны так, чтобы обеспечить наиболее крутые траектории подхода авиабомбы к цели, что повышает эффективность боевой нагрузки авиабомбы (7) и повышает точность авиабомбы, особенно при применении в горной местности.The control laws developed for the aerial bomb are chosen so as to provide the steepest trajectories of the approach of the bomb to the target, which increases the effectiveness of the combat load of the bomb (7) and increases the accuracy of the bomb, especially when used in mountainous areas.

При встрече авиабомбы с преградой возникает волна разрушения. Опережая волну разрушения, срабатывают инерционные датчики взрывателя (8) и боевая часть (7).When a bomb encounters an obstacle, a wave of destruction occurs. Ahead of the wave of destruction, inertial fuse sensors (8) and warhead (7) are triggered.

Аэродинамические крылья авиабомбы (13) обеспечивают как большую дальность полета, так и высокую маневренность авиабомбы.The aerodynamic wings of an aerial bomb (13) provide both a large flight range and high maneuverability of an aerial bomb.

Большой диапазон изменения чисел М, реализуемый предлагаемой авиабомбой, предъявляет повышение требования к тщательности выбора размера крыльев (13), стабилизаторов (10) с учетом центровки, реализуемой в авиабомбе.A wide range of changes in the numbers of M, implemented by the proposed aerial bomb, makes it more demanding to carefully select the size of the wings (13), stabilizers (10), taking into account the alignment realized in the bomb.

Корпус боевой части (7) является составной частью корпуса авиабомбы.The body of the warhead (7) is an integral part of the body of the bomb.

Высокая эффективность боевой нагрузки (7) обеспечивается ее массой и крутыми траекториями подхода к цели.The high efficiency of the combat load (7) is ensured by its mass and steep trajectories of approach to the target.

Предлагаемая авиационная бомба, стабилизированная по крену, обеспечивает высокоточное наведение, круглосуточность, всепогодность боевого применения во всем диапазоне режимов полета самолета-носителя, не ограничивает возможности самолетов-носителей и реализует принцип «сбросил-забыл».The proposed roll-stabilized aerial bomb provides high-precision guidance, round-the-clock, all-weather combat use in the entire range of flight modes of a carrier aircraft, does not limit the capabilities of carrier aircraft and implements the "dropped-forgot" principle.

Применение в предлагаемой авиабомбе тепловизионной ГСН, работающей на конечном участке траектории, позволяет обеспечить высокую конечную точность авиабомбы, 3...5 м по уровню 3σ.The use of a thermal imaging seeker operating in the final section of the trajectory in the proposed bomb makes it possible to ensure a high final accuracy of the bomb, 3 ... 5 m at a 3σ level.

Эта точность обеспечивается даже в отсутствие дифференциальных поправок при работе приборов спутниковой навигации.This accuracy is ensured even in the absence of differential corrections in the operation of satellite navigation devices.

Применение тепловизионной ГСН существенно повышает помехоустойчивость авиабомбы, так как даже при отказе ПСН обеспечивается точное (3...5 м) попадание авиабомбы в цель.The use of a thermal imaging seeker significantly increases the noise immunity of an aerial bomb, since even with a PSN failure, an accurate (3 ... 5 m) hit of an aerial bomb is ensured.

Claims

A roll stabilized aerial bomb with an inertial-satellite guidance system containing a head section connected in series, a transition compartment made in the form of a cylinder, the diameter of which is equal to the caliber of an air bomb, and the length of 1,176 caliber air bomb, on the side surfaces of which is symmetrical at a distance from the front end 2.745 caliber aerial bombs, two global satellite navigation antennas are installed, the chord of each of the antennas is 0.4 caliber aerial bombs, and a height of 0.235 caliber aerial bombs, the battle compartment high load of a high-explosive fragmentation type, made in the form of a cylinder, the diameter of which is equal to the caliber of an air bomb, and the length of 4,902 caliber of an air bomb, with a fuse mounted on the front end of the air bomb, the tail compartment of the air bomb with an on-board automation unit and power supply unit, on which it is symmetrical in X- Four stabilizers are installed in a figurative scheme, the lower chord of which is 0.808 caliber air bombs, the sweep angle is 35 °, the upper chord is 0.312 caliber air bombs, and also four aerodynamic rudders installed along the X-arr In the basic scheme, the chord of each steering wheel is 0.298 caliber air bombs, and the height is 0.502 caliber air bombs, characterized in that the head compartment containing the thermal imaging homing head, strapdown inertial control system, satellite guidance device, is made with a total length of 2.352 caliber air bombs from mating between a fairing optically transparent in the far IR range, which is a spherical segment with a sphere radius of 0.294 caliber bombs, a segment height of 0.196 caliber bombs and diameter os a spherical segment of 0.529 caliber air bombs, a truncated cone with a height of 0.647 caliber air bombs and a diameter of the lower base of 0.843 caliber air bombs and a second cone joined with it, whose height is 0.92 caliber air bombs and which mates with the cylindrical part of the head compartment 0.588 caliber long air bombs, and with a diameter equal to the diameter of the aerial bomb, and four aerodynamic wings are additionally installed on the warhead compartment symmetrically in an X-shape, the length of the lower chord of which is 2.941 caliber air ombi, the sweep angle of the leading edge of the wing is 45 °, the length of the upper chord of the wing is 2,366 caliber air bombs, the span of two symmetrically arranged wings is 2,157 caliber air bombs, and the front of the lower edge of the wing is 5,706 caliber air bombs at the distance from the nose end of the bomb, tail compartment, including an air-dynamic drive using an incoming air stream as a working medium, which is made of sequentially mated cylinders with a diameter equal to the diameter of an air bomb, length of 1.737 caliber aircraft bomb, truncated cone, whose height is 1,059 caliber aircraft bomb, and the diameter of narrow section - 0.784 caliber aircraft bomb and the terminal cylinder of length 1.106 caliber aircraft bomb.