Устройство поражения маловысотного летательного аппарата

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ПОРАЖЕНИЯ МАЛОВЫСОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Быков Игорь Михайлович Воинов Валерий Васильевич Мокринский Владимир Валерьевич Чернявский Леонид Павлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Устройство поражения маловысотного летательного аппарата, содержащее мину направленного поражения, источник питания и переключатель, отличающееся тем, что в него включены двухкоординатный датчик электрического поля, первый и второй логарифмические усилители, первое и второе дифференцирующие устройства, первое и второе знакоразличающие устройства, первое, второе, третье и четвертое пороговые устройства, первая, вторая и третья схемы И, триггер, первый и второй усилители, двухполупериодный выпрямитель, причем первый выход датчика электрического поля соединен со входом первого логарифмического усилителя, соединенного последовательно с первым дифференцирующим устройством, первым знакоразличающим устройством и первым пороговым устройством, второй выход датчика электрического поля соединен со входом второго логарифмического усилителя, выход которого соединен со входами второго порогового устройства и второго дифференцирующего устройства, выход второго порогового устройства соединен с первым входом первой схемы И, выход которой последовательно 37062007.06.30 соединен со входом триггера и первым входом второй схемы И, выход второго дифференцирующего устройства соединен со входом первого усилителя, выход которого соединен со входами двухполупериодного выпрямителя и второго знакоразличающего устройства,выход двухполупериодного выпрямителя соединен со входом третьего порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом первой схемы И, выход второго знакоразличающего устройства соединен со входом четвертого порогового устройства, выход которого соединен с первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с выходом первого порогового устройства, выход третьей схемы И соединен со вторым входом второй схемы И, выход которой последовательно соединен со вторым усилителем и первым управляющим входом переключателя, второй вход переключателя соединен с источником питания, а выход - с электродетонатором.(56) 1. Наставление по военно-инженерному делу для Советской Армии. - М. Воениздат,1984. - С. 225-227. 2. Противопехотная мина МОН-90. Инструкция по эксплуатации. - М. Воениздат,1982. - С. 4-11. 3. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. - Л. Гидрометеоиздат, 1970. - С. 43-67. 4. Тамм И.Е. Основы теории электричества. - М. Наука, 1966. - С. 71. Полезная модель относится к средствам для взрывных работ и может быть использована для уничтожения маловысотных летательных аппаратов, летящих с различных направлений. Известно устройство кругового поражения 1, содержащее мину кругового поражения ПОМЗ-2 М, первый и второй колышки, растяжку, в котором мина устанавливается на первый вбитый в грунт колышек, второй колышек вбивается в грунт на расстоянии, равном длине растяжки, а растяжка соединена с чекой взрывателя мины и вторым колышком. Недостатком этого устройства является ограниченность технических возможностей,так как с его помощью невозможно поразить маловысотный летательный аппарат. Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому устройству является устройство направленного поражения 2, содержащее мину направленного поражения МОН-90, источник питания и переключатель, в котором источник питания, переключатель и электродетонатор мины соединены последовательно. Недостатком этого устройства является ограниченность технических возможностей,так как оно приводится в действие оператором, находящимся во избежание поражения на значительном расстоянии от избранной цели, что при движении цели с большой скоростью делает попадание в нее осколков мины практически невозможным. Задачей полезной модели является расширение технических возможностей устройства. Техническим результатом осуществления полезной модели является автоматическое,без участия оператора, поражение маловысотного летательного аппарата в момент пролета заданной области поражения. Для решения поставленной задачи при осуществлении полезной модели в устройство,содержащее мину направленного поражения, источник питания и переключатель, включены двухкоординатный датчик электрического поля, первый и второй логарифмические усилители, первое и второе дифференцирующие устройства, первое и второе знакоразличающие устройства, первое, второе, третье и четвертое пороговые устройства, первая,вторая и третья схемы И, триггер, первый и второй усилители, двухполупериодный выпрямитель, причем первый выход датчика электрического поля соединен со входом первого логарифмического усилителя, соединенного последовательно с первым дифференцирующим устройством, первым знакоразличающим устройством и первым пороговым устройством, второй выход датчика электрического поля соединен со входом второго ло 2 37062007.06.30 гарифмического усилителя, выход которого соединен со входами второго порогового устройства и второго дифференцирующего устройства, выход второго порогового устройства соединен с первым входом первой схемы И, выход которой последовательно соединен со входом триггера и первым входом второй схемы И, выход второго дифференцирующего устройства соединен со входом первого усилителя, выход которого соединен со входами двухполупериодного выпрямителя и второго знакоразличающего устройства, выход двухполупериодного выпрямителя соединен со входом третьего порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом первой схемы И, выход второго знакоразличающего устройства соединен со входом четвертого порогового устройства, выход которого соединен с первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с выходом первого порогового устройства, выход третьей схемы И соединен со вторым входом второй схемы И, выход которой последовательно соединен со вторым усилителем и первым управляющим входом переключателя, второй вход переключателя соединен с источником питания,а выход - с электродетонатором. На фиг. 1 показано электрическое поле маловысотного летательного аппарата в точке наблюдения. Обозначения на фиг. 1 следующие - - отрицательный заряд маловысотного летательного аппарата- положительный заряд зеркального изображения маловысотного летательного аппарата в горизонтальной проводящей поверхности Земли- высота полета маловысотного летательного аппарата ц - горизонтальная дальность цели (маловысотного летательного аппарата)- высота точки наблюдения,- напряженности электрического поля цели и ее изображения соответственно в точке наблюдения,расстояния от цели и ее изображения соответственно до точки наблюдения,- проекции вектора напряженности на оси координат 1, 2 - углы между векторамиисоответственно и линией оси ОХ. На фиг. 2 показана зависимость горизонтальной составляющей электрического поля Ех от горизонтальной дальности цели ц при различной высоте подъема измерительного прибора , связанной с высотой полета маловысотного летательного аппарата Н. На фиг. 3 приведена схема электронной части заявляемого устройства. Обозначения на фиг. 3 следующие 1 - двухкоординатный датчик электрического поля, например электростатический флюксметр 2, 3 - первый и второй логарифмические усилители, например выполненные на микросхеме К 554 УДГ и транзисторе КГ 342 А 4, 5 - первое и второе дифференцирующие устройства, например усилители с обратной связью, параллельно которым включены резисторы 6, 7 - первое и второе знакоразличающие устройства, например выполненные на двух диодах и двух триггерах серии К 155 каждый 8, 9, 10, 11 - первое, второе, третье и четвертое пороговые устройства, выполненные,например, на операционных усилителях К 140 УД 7 12, 13, 14 - первая, вторая и третья схемы И, например микросхемы 555 ЛИ 3 15 - триггер, выполненный, например, на микросхеме К 155 ТМ 2 16, 17 - первый и второй усилители, выполненные, например, на микросхемах К 140 УД 8 18 - двухполупериодный выпрямитель, выполненный, например, на диодах 19 - переключатель, например электронный 20 - источник питания, например аккумулятор 21 - электродетонатор, например ЭДП-Р. Совокупность элементов 119 образует обнаружитель цели. На фиг. 4 показана зависимость вертикальной составляющей электрического поляот горизонтальной дальности цели ц при различной высоте подъема измерительного прибора , связанной с высотой полета маловысотного летательного аппарата Н. 3 37062007.06.30 На фиг. 5 показана схема установки заявляемого устройства. Обозначения на фиг. 5 следующие 22 - маловысотный летательный аппарат 23 - обнаружитель цели, содержащий электронную часть заявляемого устройства 24 - мина со взрывателем 25 - крепежный элемент, например штырь с хомутами 26 - поверхность грунта 20 - источник питания. Устройство функционирует следующим образом. Маловысотный летательный аппарат несет на себе отрицательный заряд величиной 10-610-4 Кл 3. Электрическое поле этого заряда является векторной суммой двух компонент 4 непосредственно заряда цели и его зеркального изображения в горизонтальной проводящей поверхности Земли(1). Проекция вектора напряженности электрического поля на горизонтальную ось ОХ в соответствии с фиг. 1 равна(5) 2 ц . Таким образом, горизонтальная составляющая напряженности электрического поля в точке наблюдения равнацц где 9109 м/Ф - электрическая постоянная в законе Кулона- модуль заряда маловысотного летательного аппарата. На фиг. 2 приведены рассчитанные по формуле (6) зависимости Ех(ц) при различной высоте точки наблюдениядля высоты полета цели 40 м. Обращает на себя внимание наличие максимума горизонтальной составляющей напряженности электрического поля на расстоянии ц/2 от точки измерения, положение которого слабо зависит от высоты . Вертикальная составляющая напряженности электрического поля равна( 2 ц ) 3 ( 2 ц ) 3 Величинамонотонно возрастает при ц 0, то есть имеет место явно выраженный максимум при движении цели над точкой измерения и вблизи нее (фиг. 4). 37062007.06.30 Таким образом, единственным признаком попадания цели в область поражения радиуса пН/2 являются два условия 0 Измерительная аппаратура обеспечивает регистрацию этих условий следующим образом. Датчик электрического поля 1 (фиг. 3) измеряет вертикальную и горизонтальную составляющие напряженности электрического поля, которые из-за значительного возможного разброса заряда маловысотного летательного аппарата усиливаются первым 2 и вторым 3 логарифмическими усилителями соответственно. Первое дифференцирующее устройство 4 вырабатывает сигнал, пропорциональный производной сигнала первого логарифмического усилителя 2, а первое знакоразличающее устройство 6 подает сигнал на вход первого порогового устройства 8 только в том случае, если выполняется условие (11), что означает движение цели на измерительную аппаратуру и мину. Первое пороговое устройство 8 при получении входного сигнала вырабатывает напряжение логической единицы,которое подается на второй вход третьей схемы И 14. Горизонтальная составляющая напряженности электрического поля цели значительно меньше его вертикальной составляющей (фиг. 2, 4). Поэтому сигнал с выхода второго логарифмического усилителя 3 подается на входы второго порогового устройства 9 и второго дифференцирующего устройства 5. Второе пороговое устройство 9 фиксирует наличие горизонтальной составляющей напряженности электрического поля, вырабатывая сигнал логической единицы. Это означает близость цели к точке измерения. Сигнал с выхода второго порогового устройства 9 поступает на первый вход первой схемы И 12. Сигнал с выхода второго дифференцирующего устройства 5 усиливается первым усилителем 16 и выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 18, после чего поступает на вход третьего порогового устройства 10, которое вырабатывает сигнал логической единицы в том случае, если сигнал на выходе двухполупериодного выпрямителя 18 равен нулю. Этот сигнал с выхода третьего порогового устройства 10 поступает на второй вход первой схемы И 12. Таким образом, на выходе первой схемы И 12 возникает напряжение логической единицы только в том случае, если цель находится вблизи точки измерения на расстоянии максимума горизонтальной составляющей напряженности электрического поля, то есть цН/2. Этот сигнал поступает на вход триггера 15, и на его выходе начинает постоянно действовать напряжение логической единицы, независимо от величины входного сигнала. Это напряжение поступает на первый вход второй логической схемы И 13. С выхода первого усилителя 16 сигнал подается также на вход второго знакоразличающего устройства 7, с выхода которого он поступает на вход четвертого порогового устройства 11 только в том случае,если выполняется условие (10). С четвертого порогового устройства 11 сигнал поступает на первый вход третьей логической схемы И 14, на второй вход которой поступает сигнал с выхода первого порогового устройства 8. Выходной сигнал третьей логической схемы И 14 подается на второй вход второй логической схемы И 13, на выходе которой начинает действовать напряжение логической единицы, которое усиливается вторым усилителем 17 и подается на первый управляющий вход переключателя 19. Переключатель 19 из состояния Выключено переходит в состояние, при котором напряжение источника питания 20,выход которого подключен ко второму входу переключателя 19, подается на электродетонатор мины 21. Происходит подрыв боевого заряда, приводящий к взрыву мины и разбросу осколков в угле(фиг. 5), равном 60. Это соответствует на высоте полета цели 40 м радиусу зоны поражения примерно 23 м. Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает автоматическое срабатывание мины без участия оператора по маловысотному летательному аппарату за счет его обнаружения в зоне поражения электронным обнаружителем цели. Фиг. 5 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.