Совершенствование методов управления истребителем при самонаведении

Отметим основные факторы, определяющие новый подход к алгоритмизации и автоматизации режимов атаки воздушных целей.
1. Современный воздушный противник всегда будет ставить помехи, т. е. информация о цели чаще всего будет неполной, в основном пеленговой. Этот фактор приводит к следующему:
• необходима разработка и реализация на борту оптимальной фильтрации и вторичной обработки информации о цели, дающей оценки координат цели, приемлемые для пуска и организации атаки;
• необходимо формирование специальных траекторий, позволяющих на достаточно большом удалении от зоны разрешенных пусков улучшить качество информации о цели;
• необходимы координированные групповые действия, при которых истребители должны использовать информационное взаимодействие для получения и определения параметров движения цели.
2. Цель применяет маневр для срыва атаки по ней истребителя. Маневрирование будет осуществляться не только по курсу, но и по высоте и скорости. Цель маневрирует вверх, чтобы ухудшить маневренные возможности истребителя. Цель разгоняется, чтобы увеличить время атаки ее истребителем или просто уйти от него с переходом в заднюю полусферу. Цель снижается на малые высоты, чтобы уменьшить зону пусков по ней ракет и ухудшить условия сопровождения. В связи с этим при алгоритмизации атаки:
• необходимо учитывать потребность в маневрах истребителя по высоте, причем они должны реализовываться с применением оптимальных профилей и программ;
• необходимо использовать такие методы наведения при сближении с зоной разрешенных пусков, которые не приводят к росту ракурса в процессе атаки и менее чувствительны к соотношению скоростей истребителя и цели;
• алгоритмы управления и формулы пуска должны учитывать текущий и возможный маневр цели после пуска;
• необходимо широко использовать групповые действия с различным разнообразием тактических приемов групповой атаки, с разнесением истребителей по высоте и направлению атаки при информационном и огневом взаимодействии истребителей группы;
• траектория атаки должна быть малочувствительной к маневрам цели, нежелательна раскачка контура самонаведения от периодических маневров атакуемой цели.
3. Большое число современных целей будут оказывать огневое противодействие атакующему истребителю. Этот фактор влечет за собой следующее:
• необходимо формирование специальных траекторий, усложняющих атаку противника и ухудшающих условия пуска его ракет, к которым можно отнести: тактические отвороты, наборы и снижения; выход на край зоны сопровождения по максимальным пеленгам, а может быть, и за пределы этой зоны с последующим бортовым наведением или поиском по фиктивной цели; выход в зону "слепых" ракурсов БРЛС противника;
• необходимо получение тактического преимущества в дуэльной ситуации по высоте и запасу энергии относительно противника.
Большинство из этих маневров летчик не в состоянии осуществить глазомерно, вручную, нужна автоматизация.
4. Современная цель практически всегда будет групповая, т. е. типичным является атака группой истребителей по группе целей (MxN). Отсюда вытекают требования:
• алгоритмизации группового взаимодействия (траекторного, информационного, помехового и огневого) с обеспечением автоматического целе-распределения на борту командира;
• реализации на борту алгоритмов атаки одним истребителем нескольких целей (1 х N ), если многоцелевой режим обеспечивается прицельной системой;
• реализации алгоритмов выхода из атаки нескольких целей и обеспечения безопасности при групповой атаке.
Развитие методов самонаведения на одиночную воздушную цель
Разработке и исследованию различных методов самонаведения истребителя на воздушную цель при наличии полной информации о ней посвящено большое число работ, проводившихся в ГосНИИАС, ВВИА им. Н. Е. Жуковского, ЦАГИ, ММЗ им. А. И. Микояна и других организациях. Из реализованных в бортовых системах конкретных истребителей-перехватчиков методов самонаведения при применении ракет средней и большой дальности можно отметить такие:
1. "Кривая атаки"- наиболее широко применяемый метод наведения. Формирует направление полета в точку встречи ракеты с целью; траектория представляет линию непрерывных точек пуска. Реализован на всех этапах атаки с использованием как прямоугольной, так и лучевой систем координат в авиационных комплексах МиГ-25, МиГ-31, Су-27 и ряде других. На борту некоторых истребителей метод "кривая атаки" используется на конечном участке, в зоне пуска. Основным недостатком являются увеличение ракурса в процессе атаки и повышенный расход перегрузки. Применение метода на этапе дальнего самонаведения ведет к некоторому ограничению зоны возможных атак.
2. "Параллельное сближение" - траектория прямолинейного движения истребителя в точку его встречи с целью с сохранением начального ракурса. Реализован в комплексах МиГ-31Б, МиГ-31М. К особенностям следует отнести увеличенные потребные пеленги при больших первоначальных ракурсах атаки или скоростях цели, затягивание в связи с этим времени достижения зоны пуска и возможное сокращение ее протяженности в сложных условиях атаки. В методе "прямое сближение" дальность залпа D3 зависит от дальности поражения D„. Геометрически величина Dn есть расстояние между истребителем, продолжающим после пуска ракеты лететь прямолинейно, и целью в момент ее встречи с ракетой. Для метода "кривая атаки" можно записать D3 = D. Новые аспекты и проблемы самонаведения, возникающие при разработке современных систем автоматизированного управления процессами атаки воздушной цели, потребовали пересмотра ряда существующих и применяемых на истребителях методов наведения:
• усложнились условия атаки: обнаружение и захват цели в режимах сопровождения ударных сил, полуавтономных и автономных действий ведет к большим исходным ракурсам, начальным превышениям по скорости и высоте цели над истребителем и др.;
• изменились характеристики информационных систем в новых режимах, обеспечивающих скрытность атаки и новые возможности комплекса: режим РЛС сопровождения на проходе характеризуется большой дискретностью обновления информации, увеличенными ошибками измерения параметров цели, ограничениями зоны обзора;
• улучшились параметры наведения управляемого оружия: появились возможности отработки ракетой больших начальных ошибок прицеливания, увеличился активный участок наведения ракеты с АРГС, расширились зоны ограничений по условиям пуска;
• повсеместно стали применяться групповые действия: возникли задачи автоматической координации траекторий движения истребителей в пространстве и времени, появилась необходимость выхода в заданные условия относительно цели с заданной конечной ориентацией за назначенное время;
• достаточно жестко ставятся требования обеспечения безопасности при атаке: должны выдерживаться ограничения по самолету и информационным системам, безопасно выполняться ракетная атака при траекторном подрыве собственной ракеты; только при выполнении этих требований
может быть принята в эксплуатацию автоматизация режима атаки воздушных целей;
• в связи с появлением на борту достаточно мощных цифровых вычислительных систем расширились возможности по реализации сложных функциональных зависимостей, логики переключений методов наведения и законов управления, а также нелинейных функций, итерационных циклов, дополнительной обработки управляющей информации и др.;
• несколько улучшились статические и динамические характеристики контуров отработки автопилотной части САУ и качество автоматического управления самолетом в сложных режимах боевого применения: внедряются системы дистанционного управления с автоматическим улучшением устойчивости и управляемости, повышаются динамические характеристики приводов, растет надежность и отказобезопасность систем управления.
Учесть перечисленные факторы призвано введение многорежимного самонаведения. В основе этого принципа лежит использование метода "прямая атака" на этапе дальнего самонаведения. Метод наведения на упрежденную зону пуска, названный "прямой атакой", является разновидностью метода "прямое сближение", в которой непрерывно определяются прогнозные параметры упрежденной зоны разрешенного пуска и конечные условия входа истребителя в эту зону.
Метод наведения на упрежденную зону пуска
Сущностью данного метода самонаведения является прицеливание по центру упрежденной зоны пуска управляемой ракеты. Зона разрешенного пуска (ЗРП) ракеты, рассчитываемая в вычислителе СУВ и определяемая для текущих условий атаки величиной максимальной дальности пуска DPmax аппроксимируется круговой областью (в горизонтальной плоскости) с радиусом.
Упрежденное положение зоны пуска на момент входа в нее истребителя рассчитывается аналитически, исходя из представления в виде окружности с центром, смещенным вперед по движению цели на расстояние. Параметры упрежденной зоны можно определить по величинам текущей дальности пуска, рассчитываемой в алгоритмах пуска, текущего ракурса q и режимов полета цели (После расчета этих параметров находятся упрежденные координаты, соответствующие наведению на точку, находящуюся впереди цели на расстоянии. Наведение на упрежденную зону пуска используется на этапе дальнего самонаведения, задачей которого является сближение с зоной применения оружия и вход в зону с требуемыми параметрами наведения по реальной цели. В общем случае постановка задачи может быть сформулирована следующим образом: необходимо вектор скорости истребителя в текущий момент времени (на дальности D > DPmax) направить в такую точку траектории полета неманеврирующей цели, чтобы к моменту входа в зону пуска (D = DPmax) или достижения заданной дальности (D = D3M) обеспечивались заданные условия прицеливания. Отметим основные особенности метода наведения на упрежденную зону пуска и что дает его применение в режиме управления при самонаведении:
1) при формировании траектории наведения проводится оценка и учет упрежденного положения зоны разрешенного пуска;
2) сокращается время сближения истребителя с зоной пуска при любом начальном тактическом состоянии;
3) при перехвате неманеврирующей цели обеспечивается спрямленная по сравнению с "кривой атаки" траектория наведения, т. е. уменьшается расход управляющих воздействий и рост текущего ракурса к моменту пуска;
4) истребитель по этому методу наводится на центр упрежденной зоны пуска, что позволяет ему с меньшими затратами компенсировать изменение тактической ситуации и слабее реагировать на возможный маневр цели;
5) расчет линейных упрежденных декартовых координат в формулах метода позволяет применить программирование траектории наведения, т. е. строить траекторию, нечувствительную к флюктуациям в измеренных координатах и параметрах полета цели, а также повысить "грубость" контура управления при маневрах цели.
Сравнение траекторий, реализуемых различными методами самонаведения, показывает:
• при полете по методу "погоня" истребитель в большинстве начальных условий выходит в ЗПС цели, что ведет к увеличению времени атаки и сокращению дальности пуска;
• метод "кривая атаки" обеспечивает малые ошибки прицеливания в момент пуска ракеты, но приводит к росту ракурса цели относительно начального, причем при q0= 40...50°возможен переход в ЗПС цели;
• при наведении по методу "параллельное сближение" практически сохраняется начальный ракурс атаки, однако величина упрежденного пеленга, зависящая от q0 и соотношения скоростей цели и истребителя, может оказаться близкой к допустимой по сопровождению и по условиям пуска, что приводит к запаздыванию по времени выдачи команды разрешения пуска;
• метод наведения на центр упрежденной зоны пуска ("прямая атака") реализует практически прямолинейную траекторию сближения с зоной пуска с наименьшим временем достижения условий применения ракеты; при этом величина ракурса незначительно возрастает, а пеленг не достигает предельных величин.
Синтез рассматриваемого метода наведения произведен исходя из требования минимизации времени сближения с зоной пуска. Действительно, в связи с тем, что траектория истребителя направлена в центр упрежденной зоны пуска, обеспечивается движение по кратчайшему расстоянию до этой зоны, аппроксимированной окружностью, из любых исходных условий начала атаки..
Многорежимное самонаведение
Многорежимное самонаведение является одним из способов комбинированного наведения на воздушную цель на конкретном этапе атаки или при изменении ее условий. Практика исследования и разработки методов управления и наведения истребителя при атаке, результаты моделирования, полунатурных и натурных испытаний различных авиационных комплексов показали недостаточность использования при атаке воздушной цели единого метода наведения, например "кривой атаки", жесткая траектория наведения оказывается зачастую неприемлемой с учетом разнообразного сочетания различных условий атаки даже слабоманеврирующей цели. Требуемая точность наведения может быть достигнута с помощью перестройки и комбинации методов наведения и различных мер, учитывающих тактические условия. Рассматриваемое многорежимное самонаведение характеризуется следующими особенностями и принципами:
1) на этапе сближения используется метод наведения на упрежденную зону, параметр р которой рассчитывается из условия обеспечения выхода на траекторию "кривой атаки" с приближением истребителя к зоне пуска (наведение по методу "прямая атака" - ПА);
2) при координированных действиях в группе, когда поступают от командира или формируются автоматизированно установочные параметры Dja„ Язад, реализуется метод наведения на фиктивную цель с выходом на D3aa, qm относительно реальной цели (режим координированных действий - КД);
3) при необходимости вывода в заданные условия, ориентированные относительно атакуемой цели и определяемые параметрами D3iW, язад и фзад (или заданным направлением полета 1/зад), используется выход на линию с заданным направлением в заданной точке (режим вывода в заданные условия - ВЗУ);
4) для обеспечения малой чувствительности управления и параметров наведения к маневрам цели и флюктуациям в измеренных координатах цели применен программный метод формирования траектории до входа в зону пуска (режим программирования траектории - ПТ);
5) в случае большой величины потребного пеленга или при выходе в заданные условия, а также при недопустимых конечных углах пеленга в точке пуска происходит переключение траектории на полет самолета с максимальным допустимым текущим пеленгом (режим полета с заданным пеленгом -ПЗП);
6) перед входом в зону пуска траектория движения истребителя перестраивается на метод наведения "кривая атаки" - КА;
7) для обеспечения безопасности и возможности перехода истребителя в ближний бой при атаке с задней полусферы внутри зоны пуска производится изменение траектории с поворотом на линию, параллельную траектории движения цели, смещенную относительно нее на величину безопасного бокового параметра (режим "параллельный выход" - ПВ).
Исходя из всего этого, принцип многорежимного самонаведения (МСН) может быть коротко представлен формулой, содержащей наведение по методу "прямая атака" (ПА), вывод в заданные условия (ВЗУ), полет с заданным (или максимальным) пеленгом (ПЗП), координированные действия (КД), наведение по методу "кривая атаки" (КА), программирование траектории (ПТ), "параллельный выход" (ПВ): МСН = ПА + ВЗУ + ПЗП + КД + ПТ + КА + ПВ. Рассматриваемый подход к формированию траектории самонаведения обладает следующими преимуществами:
• гибкостью процесса наведения;
• контролем конечных параметров дальнего самонаведения, включающих дальность, ракурс, пеленг в момент входа в зону и время ее достижения;
• грубостью контура управления к внешним воздействиям и слабым маневрам цели;
• обеспечением безопасности полета и недопущением выхода на высоту цели;
• возможностью использования данного алгоритма при построении траектории многоцелевой атаки, при групповых действиях и в ряде других тактических задач.
Обеспечение безопасности самолета при ракетной атаке
Полет истребителя, осуществляемый в соответствии с реализованным методом наведения, например "кривая атаки" в зоне пуска, может привести к встрече его с целью, если она не была уничтожена в процессе атаки после пуска ракеты, или с осколками разорвавшейся ракеты на траектории полета цели. По результатам специальных исследований установлено следующее:
• при взрыве боевой части ракет класса "воздух-воздух", кроме организованных осколков боевой части, образуется значительное количество осколков ракеты, представляющих опасность для самолета-носителя; характеристики дробления определяются массой боевой части и конструкцией
ракеты;
• безопасность истребителя при траекторном подрыве зависит от удаления ракеты в момент подрыва, параметров дробления ракеты и маневра самолета-носителя;
• максимальный радиус разлета осколков Rmax подорванной ракеты определяется разлетом осколков ее боевой части.
Областью возможного нахождения осколков является сфера с переменным во времени радиусом, которая опускается вниз. Принимается, что безопасность истребителя будет обеспечена при условии непопадания его в зону разлета. Это возможно, если пролеты истребителя относительно точек подрыва пущенной ракеты соответствуют предельным радиусам разлета осколков.
Маневр "отворот", выполняемый всеми современными истребителями-перехватчиками, является заключительным этапом атаки воздушной цели, предназначенным для безопасного окончания атаки и выхода из нее. Этот маневр совершается, как правило, с максимальными располагаемыми перегрузками и углами крена. Основным требованием к этому маневру является достижение безопасного пролета относительно непораженной цели. Отметим некоторые особенности методов обеспечения безопасности атаки, реализованных в истребителях, находящихся на вооружении:
• не учитывается возможность попадания в зону разлета осколков разорвавшейся ракеты, которая может быть больше безопасного пролета относительно непораженной цели;
• выполняемый "отворот" при атаке в переднюю полусферу цели, особенно при больших скоростях сближения, начинается на значительных дальностях и ведет к существенному сокращению зоны возможных пусков;
• при атаке с задней полусферы маневр "отворот", начинаясь на малых удалениях от цели, не уводит истребитель от опасной зоны; в некоторых ситуациях истребитель проходит через эту зону задолго до момента начала маневра;
• маневр "отворот" практически всегда приводит к срыву сопровождения атакуемой цели, что затрудняет или даже исключает переход в ближний бой.
Из-за перечисленных и ряда других факторов летчики отрицательно отнеслись к автоматизации режима "отворот", несмотря на большую сложность и напряженность его ручного выполнения; реализованный режим автоматического отворота был признан неприемлемым. В связи с этим была поставлена задача модификации метода наведения с учетом безопасности и формирования траектории атаки, исключающей необходимость специального маневра истребителя по безопасности при атаке воздушной цели. Основные принципы нового подхода к обеспечению безопасности самолета при ракетной атаке должны включать:
1) наведение в вертикальной плоскости по фиктивной цели;
2) выведение истребителя в горизонтальной плоскости на встречно- или попутно-параллельный с целью курс;
3) "мягкий отворот" от цели (в случае ее маневра на истребитель) с сохранением информационного контакта.
Все эти меры, выполняемые в автоматизированном режиме управления, обеспечивают безопасное окончание атаки и, в случае необходимости, переход на этап ближнего воздушного боя без срыва сопровождения цели и без дополнительных переключений на пультах летчика. Первое из перечисленных направлений дает возможность формировать траекторию самонаведения без выхода истребителя на высоту цели, что существенно для психологического состояния летчика. Достигается это путем расчета смещенной вертикальной координаты упрежденной точки. Для вывода истребителя на параллельный с целью курс алгоритм управления использует относительные координаты. Исследование и моделирование рассмотренного метода обеспечения безопасности ракетной атаки показали, что в случае неманеврирующей цели режим "отворот" не вырабатывается, а истребитель проходит мимо цели с безопасным боковым смещением; при маневре цели в сторону истребителя после пуска ракеты обеспечивается увод самолета от цели без потери ее сопровождения с дальнейшим переходом в ближний бой, в основном с задней полусферы.

Формирование траектории истребителя при наведении по нескольким целям

Совершенствование БЦВМ и появление многоканальных РЛС, позволяющих одновременно сопровождать несколько целей, создание ракет с активными (на последнем участке полета) головками самонаведения позволяют повысить эффективность боевого применения истребителей и сократить потребный наряд для уничтожения групповой цели. Появилась возможность в зависимости от боевого порядка противника вести залповую или последовательную стрельбу ракетами без потери радиолокационного контакта с атакуемыми целями группы. С увеличением количества целей, принятых на атаку, растет и объем информации, необходимой летчику для анализа ситуации и выбора траектории атаки, затрудняется пилотирование ввиду дефицита времени и наличия большого числа ограничений, накладываемых на нее. Все это обусловливает необходимость автоматизации формирования траектории, удовлетворяющей ряду требований и учитывающей различные ограничения. Разработка алгоритмов траекторного управления и методов многоцелевого наведения требует удовлетворения критериям результативности атаки, которые должны учитьшать такие показатели, как достижение максимального тактического успеха или числа обстрелянных целей, обеспечение безопасности охраняемого объекта, минимизацию времени сближения и вступления в бой и др. При решении задачи создания траекторного обеспечения многоцелевой атаки должны учитываться ограничения, характеризующие траекторию самонаведения и определяемые:
• условиями сопровождения каждой цели из группы;
• условиями сопровождения всех назначенных на атаку целей;
• условиями пуска ракет по очередной атакуемой цели;
• динамическими свойствами истребителя и целей;
• обеспечением непопадания истребителя в область разлета осколков разорвавшейся своей пущенной ракеты и пораженной цели;
• размерами зон возможных пусков по каждой цели;
• продолжительностью полета пущенных ракет на инерциально-корректи-руемом участке.
Рассматривается одно из направлений решения поставленной задачи применительно к условиям боевого применения и характеристикам перспективного истребителя. Логика управления самолетом в многоцелевом режиме, метод формирования траектории наведения и алгоритмическое обеспечение реализуются в БЦВМ радиолокационной системы управления или в бортовой АСУ.
Концепция управления и наведения истребителя в многоцелевом режиме
Организация атаки нескольких целей одним истребителем основана на выполнении ряда условий и выдерживании ограничений, свойственных самолету, его информационной системе и применяемому оружию. К этим условиям и ограничениям относятся:
• групповые свойства атакуемых целей, в первую очередь размеры створа движения назначенных на атаку целей;
• размеры зоны обзора РЛС в режиме сопровождения на проходе и ограничения по перемещению центра зоны;
• условия сопровождения каждой цели по углам, скоростям сближения и ракурсам;
• условия пуска ракеты и ее радиокоррекции;
• тактические требования к условиям выхода в зону пуска и направлению атаки;
• требования к очередности атаки, последовательности обслуживания и возможному числу используемых ракет по каждой цели.
В основу алгоритмического обеспечения многоцелевого режима могут быть положены такие принципы:
• максимальное использование алгоритмов наведения одноцелевого режима атаки как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, а также алгоритмов формирования управляющих сигналов;
• возможность реализации тактически гибкого управления и назначения траектории атаки, что обеспечивает ряд преимуществ в условиях неопределенности ведения дальнего ракетного боя (гибкость управления заключается в возможности задания и выбора летчиком вида атаки, режима
управления, направления атаки и других параметров, определяющих процесс наведения на несколько целей);
• траектории наведения строятся исходя из удовлетворения задаваемым условиям атаки, максимизации числа обстреливаемых целей или полосы возможного движения маневрирующих целей, с учетом всего комплекса ограничений по многоцелевому сопровождению и пуску ракет при обеспечении безопасности атаки.
Траектория наведения в горизонтальной плоскости формируется в соответствии с задаваемыми командами и признаками, которые условно разделяются на ряд уровней:
• системный тактический уровень задает режимы управления "Атака плотной групповой цели" и "Атака рассредоточенной группы целей";
• уровень очередности атаки зависит от наличия главной (первой) цели или целей с равным приоритетом;
• уровень выбора направления атаки реализуется в виде атаки слева или атаки справа;
• траекторный уровень включает атаку с самонаведением и атаку после координированного наведения.
Виды атаки, выбираемые летчиком на пульте, включают атаку двух целей и атаку N целей (при N > 2). Различия в траекториях наведения в зависимости от вида атаки определяются приоритетностью целей, очередностью атаки и продолжительностью обеспечения условий пуска по каждой цели. В двухцеле-вом виде атаки сначала атакуется первая из назначенных целей и выдерживаются условия пуска по этой цели, пока летчик вручную не перейдет на атаку второй цели путем смены приоритетности. При атаке по N целям условия пуска ракет по каждой из них выдерживаются в течение времени Atyn = const и выполняется пуск одной ракеты по каждой обслуживаемой цели; первая атакуемая цель может задаваться летчиком или определяется алгоритмически. Режимы управления (атака плотной групповой цели и атака рассредоточенных целей) назначаются исходя из тактического состояния боевой обстановки с учетом ширины створа (полосы) движения целей. Траектория наведения истребителя при атаке плотной групповой цели близка к траектории одиночного самонаведения по главной или первой цели с выдерживанием ряда ограничений и с обеспечением выхода на параллельный с целью курс с боковым смещением без захода в створ движения целей. В этом режиме выполняется быстрый по времени выход в условия пуска ракет и ввод истребителя в бой. При атаке рассредоточенной групповой цели истребитель заходит с боковым ракурсом относительно первой атакуемой цели и в процессе атаки проходит с большими пеленгами перед целями в створе их движения, что обеспечивает максимально возможное число обстрелянных целей при учете всех ограничений, в том числе и по сектору одновременного сопровождения РЛС нескольких целей. Очередность атаки определяется алгоритмически или путем задания первой атакуемой цели из группы. При наличии первой (главной) цели реализуется ее атака с последующим обслуживанием присоединенных целей по мере их входа в зону пуска. При автоматическом назначении на атаку целей с равным приоритетом они обслуживаются в такой очередности и с такой стороны, чтобы обеспечить максимизацию числа обстрелянных целей из назначенных на атаку. Направление атаки целей (справа и слева) выбирается летчиком; в этом случае обеспечивается вход в зону пусков с заданной стороны относительно створа полета целей. Если направление атаки не задано, то оно определяется алгоритмически в соответствии с начальным положением целей и истребителя для обеспечения максимального числа обстрелянных целей (для вида атаки по N целям) или максимального размера возможной полосы движения целей (для двухцелевого вида атаки). Траектории наведения двух типов реализуются на этапе сближения с зоной пуска - при атаке с самонаведением осуществляется вывод в упрежденную точку по методу "прямая атака", а при атаке после координированного наведения выполняется вывод в заданные условия относительно первой цели. Величина ракурса в момент входа в зону разрешенных пусков по первой цели в случае атаки с самонаведением определяется траекторией и методом наведения - заданными ракурсом q и дальностью D , назначенными на этапе выхода в боевое соприкосновение (координированного наведения). Формирование траектории истребителя в вертикальной плоскости при атаке группы целей основывается на следующих положениях:
• в штатном варианте самолет на этапе "до горки" автоматически выводится выше группы целей;
• режим "горка" формируется относительно первой цели, по которой производится наведение;
• после выработки команды "горка" истребитель выводится на заданную высоту выше верхней цели, если он находился выше нее или в створе высот полета целей;
• если к началу "горки" самолет летел ниже нижней цели, то он выводится на заданную высоту ниже всех целей;
• летчик может вручную задать направление атаки в вертикальной плоскости ("атака сверху" или "атака снизу"); в этом случае истребитель при выполнении маневра "горка" выходит в соответствии с этой командой выше верхней цели либо ниже нижней цели. При назначении траектории движения самолета по высоте решающим является требование непопадания в створ высот полета целей при автоматизированном пилотировании истребителем. Существенным моментом при построении траектории атаки целей является обеспечение безопасности. Помимо обычных мер безопасности полета истребителя, применяемых в режимах самонаведения (ограничение перегрузок и крена самолета, учет ограничений по скорости, высоте, углу наклона и скорости снижения), безопасность атаки нескольких целей также обеспечивается:
• в режиме атаки плотной групповой цели - путем смещения по высоте ДНБ относительно Нцтах или Нцтах и смещением в горизонтальной плоскости относительно полосы движения целей (непопадание в створ целей);
• в режиме атаки рассредоточенной группы целей - использованием больших (близких к максимальным) ракурсов и пеленгов атаки каждой цели (чем ухудшаются условия пуска ракет противником) и смещением по высоте относительно верхней или нижней цели.
Режим "отворот" реализуется при атаке плотной групповой цели в случае, когда какая-нибудь из атакуемых целей совершает маневр в сторону истребителя и сокращается текущий пролет в упрежденный момент времени.
Самонаведение на рассредоточенную группу целей с выводом в заданные условия
Наведение одного истребителя в дальнем ракетном бою на группу рассредоточенных слабоманеврирующих целей представляет собой особый режим, необходимость которого возникает в ходе общих групповых действий, при групповой атаке целей. Особенности режима связаны с большими расстояниями между целями; траектория наведения на очередную цель должна формироваться с учетом продолжения атаки последующих целей, обеспечивая перехват максимума целей из числа поставленных на атаку, и других требований (по собственной безопасности, по рубежу перехвата относительно охраняемого объекта, по координации групповых действий). Траектория атаки будет также зависеть от характеристик целей (например, вида строя) и их поведения. Задание требований к траекториям многоцелевого наведения, несомненно, прерогатива более высокого уровня управления. К этому уровню относятся общий тактический замысел боя, формируемый командиром группы истребителей, или запланированные в полетном задании ситуации, а также бортовая логика выбора режимов, направления атаки, вида атаки, траектории наведения и назначения установочных параметров. В то же время форма представления, вид и перечень параметров, выражающих тактические требования, определяются структурой и математическими зависимостями алгоритма формирования траектории. Рассматривается метод и алгоритм формирования заданного направления полета истребителя (6Гзад) в зависимости от различных этапов наведения с выходом в заданные условия относительно целей, устанавливаемые на старшем уровне. Для данного подхода принципиальным является выделение трех этапов наведения относительно каждой цели:
1 -й этап ("сближение") - включает этап сближения с целью до входа в ее зону пуска (ЗРП). Во время сближения на траекторию накладывается группа ограничений по РЛС, обеспечивающая сопровождение всех назначенных целей: -пеленг, ракурс и скорость i-й цели; значения констант определяются характеристиками радиолокационной станции;
2-й этап ("пуск") - соответствует движению с момента входа в ЗРП цели до конца отстрела всех ракет, предназначенных для применения по данной цели. Длительность этого интервала задается извне (например, летчиком) или константой. К ограничениям, действующим на этапе сближения, добавляется ограничение на угол пеленга, вызванное условиями применения оружия;
3-й этап ("радиокоррекция") - обеспечение радиокоррекции всех пущенных по данной цели ракет до момента захвата своей цели последней ракетой с активной головкой самонаведения. Необходимые на этом этапе ограничения совпадают с действующими на этапе сближения.
В соответствии с выделенными этапами наведения номера всех целей распределяются по массивам: "сближения", "пуска", "радиокоррекции". Кроме того, заполняются массив номеров обслуженных целей, куда помещаются номера целей, для которых закончены без нарушения все три этапа наведения; массив номеров потерянных целей, по которым прекращается наведение из-за нарушения.какого-либо ограничения. Важным моментом в решении поставленной задачи является определение оптимального ракурса входа в зону пуска по первой цели и заданной ориентации истребителя в этот момент, обеспечивающих максимизацию полосы движения обстреливаемых целей с учетом ограничений. Эти расчеты основаны на предварительной оценке аналитическим методом траекторий, максимизирующих функцию расстояния между перехватываемыми целями.