Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2635022C1 - Maneuvering method for high-speed unmanned aerial vehicle in possible coverage area of anti-missile and air defense means - Google Patents

Maneuvering method for high-speed unmanned aerial vehicle in possible coverage area of anti-missile and air defense means Download PDF

Info

Publication number
RU2635022C1
RU2635022C1 RU2016127633A RU2016127633A RU2635022C1 RU 2635022 C1 RU2635022 C1 RU 2635022C1 RU 2016127633 A RU2016127633 A RU 2016127633A RU 2016127633 A RU2016127633 A RU 2016127633A RU 2635022 C1 RU2635022 C1 RU 2635022C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unmanned aerial
aerial vehicle
speed unmanned
missile
maneuvering
Prior art date
Application number
RU2016127633A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Захаров
Владимир Васильевич Мальцев
Дмитрий Валериевич Данилочев
Original Assignee
Евгений Николаевич Захаров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Захаров filed Critical Евгений Николаевич Захаров
Priority to RU2016127633A priority Critical patent/RU2635022C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2635022C1 publication Critical patent/RU2635022C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02Initiating means
    • B64C13/16Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors
    • B64C13/18Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors using automatic pilot
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H13/00Means of attack or defence not otherwise provided for

Landscapes

  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to a manoeuvring method for a high-speed unmanned aerial vehicle (HSUAV) in possible coverage area of anti-missile and air defence means. To implement the method, the trajectory of mandatory HSUAV manoeuvring, consisting of a sequence of individual manoeuvres with a certain duration, is selected stochastically in certain spatial boundaries of the plane of the individual manoeuvre vectors, calculated in a certain way, while the parameters of the acceleration vector of the next manoeuvre are limited by the design features of HSUAV.
EFFECT: poor predictability and low vulnerability of the trajectories of a high-speed unmanned aerial vehicle in the area of their possible damage.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области задания траекторий высокоскоростных беспилотных летательных аппаратов (ВБЛА).The invention relates to the field of assigning trajectories of high-speed unmanned aerial vehicles (UAVs).

Известен «Способ адаптивно-маршрутного управления летательным аппаратом» (ЛА) (патент RU №2568161) для снижения вероятности поражения ЛА в априорно известных зонах возможного поражения зенитно-ракетными средствами противовоздушной обороны (ПВО) за счет их обхода.The well-known "Adaptive Route Control Aircraft" (LA) (patent RU No. 2568161) to reduce the likelihood of aircraft damage in a priori known areas of possible damage by anti-aircraft missile defense systems (AED) due to their bypass.

Недостатком данного способа является то, что обход зон ПВО увеличивает, как правило, время и дальность полета за счет нескольких необходимых обходных маневров. Кроме того, расположение зон ПВО может меняться, в том числе в процессе полета ЛА (особенно применительно к мобильным комплексам ПВО).The disadvantage of this method is that bypassing the air defense zones increases, as a rule, the time and range due to several necessary bypass maneuvers. In addition, the location of the air defense zones can change, including during the flight of the aircraft (especially in relation to mobile air defense systems).

Известны способы снижения эффективности средств ПВО путем использования маневров ЛА для срыва режима наведения и увеличения промаха зенитных управляемых ракет (ЗУР). Так, одним из таких способов является способ использования горизонтального маневра беспилотного ЛА (БЛА) с целью нарушения устойчивости самонаведения и увеличения промаха управляемого средства поражения (УСП) (ракеты) на ЛА для заданных условий сближения этих объектов («Способ уклонения ЛА от управляемых средств поражения». Заявка на изобретение №2002124531/11 от 16.09.2002. В64С 13/18, F44B 15/01, G05D 1/08, G05D 1/10).Known methods for reducing the effectiveness of air defense systems by using maneuvers of aircraft to disrupt the guidance mode and increase miss missile defense guided missiles (SAM). So, one of such methods is the method of using the horizontal maneuver of unmanned aerial vehicles (UAVs) with the aim of disrupting the stability of homing and increasing the miss of a guided weapon (USP) (missiles) on an aircraft for given conditions for the approach of these objects (“A way of evading an aircraft from guided weapons ". Application for invention No. 2002124531/11 dated 09.16.2002. B64C 13/18, F44B 15/01, G05D 1/08, G05D 1/10).

Недостатком данного способа является то, что его реализация по заявке затруднена ввиду необходимости оперативного обнаружения старта ЗУР, выявления ее типа, а также цели, обстрел которой ведется в данный момент, и расчета параметров уклонения. Кроме того, требования к маневру уклонения от ЗУР в этих условиях по ускорению и его длительности не всегда могут быть выполнены ЛА, тем более пилотируемым ЛА.The disadvantage of this method is that its implementation on the application is difficult due to the need for rapid detection of the launch of missiles, identifying its type, as well as the target, which is being fired at the moment, and calculating the evasion parameters. In addition, the requirements for maneuvering missiles from missiles in these conditions for acceleration and its duration can not always be met by aircraft, especially manned aircraft.

Известен также «Способ уменьшения вероятности поражения ЛА средствами ПВО» (Заявка на изобретение №95101418/02 от 25.01.1995. F41H 13/00) путем реализации специального маневра, исключающего возможность экстраполяции параметров траектории ЛА. Предложенный маневр представляет собой траекторию, объединяющую в себе совокупность взаимно перемещающихся в узлах восьмерок, при этом ЛА совершает полет по виткам спирали в плоскости, перпендикулярной направлению полета. Переход с одной восьмерки на другую осуществляется случайным образом.Also known is the "Method of reducing the likelihood of an aircraft being damaged by air defense systems" (Application for invention No. 95101418/02 of 01/25/1995. F41H 13/00) by implementing a special maneuver that excludes the possibility of extrapolating the parameters of the aircraft trajectory. The proposed maneuver is a trajectory combining a set of eights mutually moving in nodes of eight, while the aircraft flies along spiral turns in a plane perpendicular to the direction of flight. The transition from one eight to another is carried out randomly.

Недостатком данного способа является ограничение направления витков спирали плоскостью, перпендикулярной направлению полета, что практически не снижает точность экстраполяции траектории полета. Также недостатком является отсутствие требований к качественным параметрам витков, что при слишком большом радиусе витка может позволить обеспечить системе поражения ЛА точность экстраполяции траектории ЛА, достаточную для наведения на ЛА соответствующих средств поражения, а при слишком малом радиусе витка такой маневр может не мешать поражению ЛА средствами непрямого поражения.The disadvantage of this method is the limitation of the direction of the spiral turns by a plane perpendicular to the direction of flight, which practically does not reduce the accuracy of extrapolation of the flight path. Another drawback is the lack of requirements for the quality parameters of the turns, which, if the turn radius is too large, can make it possible to ensure the accuracy of the aircraft’s trajectory extrapolation for the aircraft trajectory, which is sufficient to aim the appropriate means of destruction on the aircraft, and if the turn radius is too small, such a maneuver may not interfere with the means indirect defeat.

Известен также комплексный способ снижения уязвимости ВБЛА. Он так же, как и способ по патенту RU №2568161, предполагает для снижения вероятности поражения ВБЛА обход летательным аппаратом априорно известных зон поражения зенитно-ракетных средств ПВО и (или) противоракетной обороны (ПРО) (далее - зон ПРО-ПВО). Внутри же зон ПРО-ПВО, если не удается спланировать их обход полностью, предлагается маневрирование в виде одного из нескольких стандартных маневров, в том числе, и в соответствии с заявкой №95101418/02, которые, предположительно, не должны позволить произвести целеуказание противоракеты (ПР) на ВБЛА или выход УСП ПР на режим самонаведения на ВБЛА.There is also a comprehensive way to reduce the vulnerability of UAVs. He, like the method according to patent RU No. 2568161, suggests reducing the likelihood of UAV damage by bypassing the a priori known zones of destruction of anti-aircraft missile defense systems and (or) anti-missile defense (hereinafter - missile defense). Inside missile defense zones, if it is not possible to plan their bypass completely, maneuvering is proposed in the form of one of several standard maneuvers, including in accordance with application No. 95101418/02, which, presumably, should not allow the target designation of a missile defense ( PR) on UAV or USP PR exit on homing mode on UAV.

Недостатками данного способа являются, во-первых, недостатки, связанные с обходом зон ПРО-ПВО, а именно увеличение времени и дальности полета за счет маневров обхода, непредсказуемость координат зон ПРО-ПВО применительно к их мобильным комплексам. Во-вторых, это недостатки, связанные с маневрированием ЛА в зоне ПРО-ПВО, а именно отсутствие качественных требований к параметрам маневрирования (время начала и конца маневрирования, количество отдельных маневров и требования к маневрам по перегрузкам и длительности), что не позволяет в целом (качественно) определить возможность уменьшения вследствие таких действий уязвимости ВБЛА. Параметры возможных маневров при этом не связаны с параметрами систем ПРО-ПВО и УСП по целеуказанию на объект поражения.The disadvantages of this method are, firstly, the disadvantages associated with bypassing the missile defense zones, namely the increase in time and flight range due to bypass maneuvers, the unpredictability of the coordinates of the missile defense zones in relation to their mobile systems. Secondly, these are the shortcomings associated with maneuvering the aircraft in the anti-aircraft defense zone, namely the lack of quality requirements for maneuvering parameters (start and end maneuvering times, the number of individual maneuvers and requirements for maneuvers for overloads and duration), which generally does not allow (qualitatively) determine the possibility of reducing the vulnerability of the UAV due to such actions. The parameters of possible maneuvers are not related to the parameters of the missile defense and air defense systems for targeting the target.

Для обеспечения надежного преодоления зон ПРО-ПВО надо связать временные параметры маневрирования ВБЛА с временными возможностями РЛС систем ПРО-ПВО и УСП по наведению на маневрирующую цель.To ensure reliable overcoming of the PRO-Air Defense zones, it is necessary to connect the temporary UAV maneuvering parameters with the temporary capabilities of the PRO-Air Defense and USP systems radar to aim at a maneuvering target.

Техническим результатом предлагаемого способа является задание труднопрогнозируемых и малоуязвимых траекторий ВБЛА в зоне их возможного поражения системами ПРО-ПВО.The technical result of the proposed method is the assignment of difficult-to-predict and low-vulnerability UAV trajectories in the area of their possible defeat by missile defense systems.

Поставленная цель достигается тем, что при задании отдельного маневра ВБЛА соблюдается предлагаемый новый параметр отдельного маневра, а именно критическое время маневра (КВМ), ТКВМ, под которым понимается максимально допустимое время между отдельными маневрами, при соблюдении которого система ПРО-ПВО и УСП не способны произвести (подготовить, рассчитать) целеуказание (ЦУ) на ВБЛА с достаточной для поражения ВБЛА точностью. КВМ должно быть, соответственно, меньше минимального времени целеуказания на ВБЛА от РЛС систем ПРО-ПВО и системы самонаведения УСП.This goal is achieved by the fact that when specifying a separate maneuver of the UAV, the proposed new parameter of the individual maneuver is observed, namely, the critical maneuver time (CME), T CME , which is understood as the maximum permissible time between individual maneuvers, in compliance with which the missile defense and air defense system does not able to produce (prepare, calculate) target designation (CC) on the UAV with sufficient accuracy to defeat the UAV. KVM should be, respectively, less than the minimum target designation time for UAVs from radar systems of missile defense and air defense and homing system USP.

Величина КВМ должна быть определена исходя из наилучших на момент применения ВБЛА характеристик системы ПРО-ПВО и УСП по целеуказанию на ВБЛА:The KVM value should be determined on the basis of the best at the time of application of the UAV characteristics of the PRO-air defense system and USP for target designation on the UAV:

КВМ<min{ТЦУ.РЛС, ТЦУ.УСП}, КВМ→max,KVM <min {T TsU.RLS , T TsU.USP }, KVM → max,

где ТЦУ.РЛС, ТЦУ.УСП - минимальное время целеуказания на ВБЛА от РЛС систем ПРО-ПВО и системы самонаведения УСП.where T ЦУ.РЛС , Т ЦУ.УСП - minimum target designation time for UAVs from radar systems of PRO-air defense and homing system USP.

Поставленная цель достигается также тем, что при задании траекторий ВБЛА соблюдается новый подход к построению траекторий - КВМ-подход (критическое время маневрирования), суть которого в следующем:This goal is also achieved by the fact that when defining the UAV trajectories, a new approach to constructing trajectories is observed - the KVM approach (critical maneuvering time), the essence of which is as follows:

1. Точное месторасположение РЛС системы ПРО-ПВО для задания траекторий ВБЛА не важно, важен район их возможного расположения относительно цели, чтобы задать для ВБЛА свои зоны обязательного маневрирования (ЗОМ).1. The exact location of the radar system of the PRO-air defense system for defining the UAV trajectories is not important, the region of their possible location relative to the target is important in order to set the mandatory maneuvering zones (ZOM) for the UAV.

2. Время между отдельными маневрами должно быть не более КВМ, а количество маневров определяется протяженностью ЗОМ и скоростью ВБЛА.2. The time between individual maneuvers should be no more than a KVM, and the number of maneuvers is determined by the length of the ZOM and the speed of the UAV.

3. Плоскость вектора ускорения очередного маневра должна быть стохастической (в определенных пространственных границах), а величина вектора ограничена конструктивными особенностями ВБЛА.3. The plane of the acceleration vector of the next maneuver should be stochastic (within certain spatial boundaries), and the magnitude of the vector is limited by the design features of the UAV.

При КВМ-подходе нет необходимости затрачивать энергию на обходы зон действия ПРО-ПВО, достаточно квазистохастических изменений траектории, обеспечивающих невозможность целеуказания на ЛА.With the KVM approach, there is no need to expend energy on circumventing the missile defense zones, enough quasistochastic changes in the trajectory, making it impossible to target the aircraft.

Способ поясняется при помощи фиг.1, где показан участок отдельного маневра КВМ-траектории ВБЛА на участке маневрирования.The method is illustrated using figure 1, which shows a section of a separate maneuver of the KVM trajectory of the UAV in the maneuvering area.

Заявленный способ реализуется следующим образом.The claimed method is implemented as follows.

При задании траекторий ВБЛА на участке маневрирования точное месторасположение РЛС системы ПРО-ПВО не важно, учитывается район их расположения, в котором задается ЗОМ ВБЛА. Частота маневрирования в ЗОМ определяется протяженностью ЗОМ и параметрами отдельного маневра - векторами скорости и ускорения ВБЛА, а также КВМ. Временной интервал между отдельными маневрами составляет не более КВМ. В точке начала отдельного маневра НОМ стохастически выбирается (в определенных пространственных границах, которые определяются требуемым временем достижения цели и запасом характеристической скорости ВБЛА) плоскость вектора ускорения очередного маневра. Параметры этого вектора ограничены конструктивными возможностями ЛА. За КВМ отдельного маневра ВБЛА проходит дистанцию ДОМ.When defining the UAV trajectories in the maneuvering area, the exact location of the radar of the PRO-air defense system is not important, the area of their location is taken into account, in which the ZOM of the UAV is set. The frequency of maneuvering in the ZOM is determined by the length of the ZOM and the parameters of an individual maneuver - the velocity and acceleration vectors of the UAV, as well as the KVM. The time interval between individual maneuvers is not more than KVM. At the start point of a separate maneuver, H OM, a plane of the acceleration vector of the next maneuver is stochastically selected (in certain spatial boundaries, which are determined by the required time to achieve the target and the reserve of the characteristic speed of the UAV). The parameters of this vector are limited by the design capabilities of the aircraft. For KVM separate maneuver UAV passes the distance D OM .

Таким образом, при использовании заявленного способа маневрирования достигается труднопрогнозируемость и малоуязвимость траекторий ВБЛА в зоне их возможного поражения.Thus, when using the claimed method of maneuvering, the unpredictability and low vulnerability of the UAV trajectories in the zone of their possible defeat are achieved.

Claims (1)

Способ маневрирования высокоскоростного беспилотного летательного аппарата в зоне возможного действия средств противоракетной и противовоздушной обороны, заключающийся в том, что в такой зоне задают траекторию обязательного маневрирования, включающую последовательность отдельных маневров, длительность каждого из которых не должна превышать критического времени маневра, равного максимально допустимому времени маневра, при котором невозможно целеуказание на высокоскоростной беспилотный летательный аппарат от радиолокационных станций систем противоракетной и (или) противовоздушной обороны и системы самонаведения управляемого средства поражения этих систем, при этом плоскости векторов отдельных маневров выбираются стохастически в пространственных границах, которые определяются требуемым временем достижения цели и запасом характеристической скорости высокоскоростного беспилотного летательного аппарата, а параметры вектора ускорения очередного маневра ограничиваются конструктивными особенностями высокоскоростного беспилотного летательного аппарата.A method for maneuvering a high-speed unmanned aerial vehicle in the zone of the possible action of anti-ballistic and anti-aircraft defense means, which consists in setting a mandatory maneuvering trajectory in this zone, including a sequence of individual maneuvers, the duration of each of which should not exceed the critical maneuver time equal to the maximum allowable maneuver time in which targeting to a high-speed unmanned aerial vehicle from radar stations is impossible of antiaircraft missile and (or) air defense systems and homing systems of controlled weapons of these systems, while the vectors of individual maneuvers are selected stochastically in spatial boundaries, which are determined by the required time to achieve the target and the characteristic speed stock of a high-speed unmanned aerial vehicle, and the parameters of the next maneuver is limited by the design features of a high-speed unmanned aerial vehicle.
RU2016127633A 2016-07-08 2016-07-08 Maneuvering method for high-speed unmanned aerial vehicle in possible coverage area of anti-missile and air defense means RU2635022C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127633A RU2635022C1 (en) 2016-07-08 2016-07-08 Maneuvering method for high-speed unmanned aerial vehicle in possible coverage area of anti-missile and air defense means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127633A RU2635022C1 (en) 2016-07-08 2016-07-08 Maneuvering method for high-speed unmanned aerial vehicle in possible coverage area of anti-missile and air defense means

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2635022C1 true RU2635022C1 (en) 2017-11-08

Family

ID=60263722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016127633A RU2635022C1 (en) 2016-07-08 2016-07-08 Maneuvering method for high-speed unmanned aerial vehicle in possible coverage area of anti-missile and air defense means

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2635022C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095737C1 (en) * 1995-01-25 1997-11-10 Владимир Дмитриевич Долин Method of decrease of probability of hitting of aircraft by means of antiaircraft defense
RU2158697C1 (en) * 1999-04-07 2000-11-10 Таланов Борис Петрович Method of control of high-speed flying object in zone of danger of destruction
RU2217353C1 (en) * 2002-09-16 2003-11-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Method of evasion of flying vehicle from guided destruction weapon
RU2364824C2 (en) * 2007-05-07 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева Method to increase survivability of drone planes flying in radio/radar counteraction and active anti-aircraft fire zone, and device to this (versions)
RU105882U1 (en) * 2011-01-27 2011-06-27 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" DEVICE FOR MANAGING UNMANNED AIRCRAFT

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2095737C1 (en) * 1995-01-25 1997-11-10 Владимир Дмитриевич Долин Method of decrease of probability of hitting of aircraft by means of antiaircraft defense
RU2158697C1 (en) * 1999-04-07 2000-11-10 Таланов Борис Петрович Method of control of high-speed flying object in zone of danger of destruction
RU2217353C1 (en) * 2002-09-16 2003-11-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Method of evasion of flying vehicle from guided destruction weapon
RU2364824C2 (en) * 2007-05-07 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева Method to increase survivability of drone planes flying in radio/radar counteraction and active anti-aircraft fire zone, and device to this (versions)
RU105882U1 (en) * 2011-01-27 2011-06-27 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" DEVICE FOR MANAGING UNMANNED AIRCRAFT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7631833B1 (en) Smart counter asymmetric threat micromunition with autonomous target selection and homing
EP3130877B1 (en) Method and system for planning and launching a plurality of missiles to be included in the same mission
CN109708537A (en) Joint search and attack route planning method for UAV swarms
RU2634659C1 (en) Maneuvering method for high-speed unmanned aerial vehicle in possible coverage area of anti-missile and air defense means
KR102626560B1 (en) Autonomous flight controller generating shortest target intercept trajectory for unmanned aerial vehicle and autonomous flight controlling method generating shortest target intercept trajectory
Yogaswara et al. Impact angle control guidance synthesis for evasive maneuver against intercept missile
RU2730083C1 (en) Method of overcoming the antimissile and (or) antiaircraft defense zones by high-speed drones (hsd)
RU2635022C1 (en) Maneuvering method for high-speed unmanned aerial vehicle in possible coverage area of anti-missile and air defense means
RU2691233C2 (en) Target destruction method by volley of atmospheric aircrafts
RU2726512C2 (en) Method for trajectories of high-speed unmanned aerial vehicles in the area of countermeasures arrangement
Palumbo Guest editor’s introduction: homing missile guidance and control
Pei-bei et al. Cooperative control of multi-UAV with time constraint in the threat environment
Garcia et al. Beyond visual range tactics
RU2651362C1 (en) Method of striking a distant multiple target
RU2669881C1 (en) Unmanned system of active countermeasures of the uav
Vermeulen et al. Missile avoidance maneuvres with simultaneous decoy deployment
Kulik The Selected Aspects of Contemporary Air Threats
Mobeen et al. Cooperative guidance laws for flight of multiple uavs using arrival time control
RU2705730C1 (en) Method of aircraft protection against missile damage in rear hemisphere
CN204064129U (en) Anti-missile attack missile
RU2691645C1 (en) Method of protecting a radar station from unidentifiable small-size unmanned aerial vehicles and a device for realizing said
Koruba et al. Programmed control of the flat track anti-tank guided missile
RU2725662C2 (en) Method of counteraction of unmanned aerial vehicles
Gao-yang et al. Cooperative path planning of multi-missiles
RU2734171C1 (en) Method for optimum adaptation of an air target intercept route when a group of air defence systems is in the area of flights

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190709