Автоматизация процесса поддержания дистанции между танками на марше. Анализ возможных средств реализации задачи измерения дальности до лидирующего танка при движении танковой колонны. Физические принципы построения радиолокационного измерителя дальности.
Аннотация к работе
Вся история военного искусства представляет собой непрерывный процесс развития средств и способов ведения войны. Развитие способов ведения боевых действий сопровождалось увеличением пространственных размеров поля боя, сражения и войны в целом. Если проследить за процессом изменения пространственных размеров боевых действий, то можно найти определенную закономерность, которая заключается в следующем: размеры поля боя, сражения и всей войны возрастали пропорционально увеличению мощности и дальнобойности вооружения и повышению маневренных возможностей вооруженных сил. Процесс увеличения пространственного размаха боев и операций (в первую и вторую мировую войны) сопровождался изменением масштабов войск. Высокоманевренный характер боевых действий, возможность массовых потерь и необходимость быстрого наращивания усилий войск первого эшелона, возросшие возможности противника по нарушению перевозок войск железнодорожным транспортом, а также увеличение маршевых возможностей танковых войск, все это может явиться причиной того, что большая часть деятельности танковых войск будет заключаться в передвижении в походных построениях.Основные усилия при разработке таких систем должны быть направлены на увеличение средней скорости движения колонны, на уменьшение времени выхода в заданный район, уменьшение вероятности столкновений, снижение потерь изза технических отказов и неисправностей аппаратуры, систем и агрегатов танка, обеспечения возможностей движения в любых метеоусловиях, днем и ночью, сохранения работоспособности механика-водителя для быстрого развертывания подразделений, уменьшение влияния уровня подготовки механика-водителя и вступления в бой с ходу. Своевременность и боевая готовность задаются исходя из маршевых возможностей подразделения, которые, в свою очередь, в значительной степени зависят от приспособленности системы управления танком для движения в колонне. Командир подразделения (батальона), находясь в танке впереди колонны, имеет возможность оперативного управления подчиненными по радиоканалу только в случае непосредственного столкновения с противником или угрозе воздушного нападения, в процессе же совершения марша информацию о состоянии машин подразделения, их местонахождение в колонне, о количестве отставших машин и т.д., командир может получить посредством приборов наблюдения или по радио (что не всегда надежно), находящихся на рабочем месте. Проанализировав эту информацию, делаем вывод: основные параметры движения колонны танков, поддержание которых должно стать основной функцией автоматической системы управления движением, являются - максимальная скорость движения машин в колонне (для данных условий местности) при постоянной (минимальной) величине дистанции между танками. Таким образом, при выполнении задачи марша в указанных выше условиях, современные системы управления движением колонны танков, в том числе и экипаж, как элемент этой системы, сталкивается с различного рода противоречиями, основными из которых являются противоречия: 1) между необходимостью движения машин с максимальной скоростью, определяемой их потенциальными возможностями, и необходимостью сокращения, при этом, длины колонны и дистанций между машинами с целью быстрого развертывания и вступления в бой с ходу, а также с целью оперативного управления колонной сигнальными средствами и уменьшением времени преодоления препятствий;Исходные данные: Минимальное расстояние действия РЛС: Максимальное расстояние действия РЛС: Мощность в импульсе: Эффективная площадь облучаемого танка: Коэффициент поглощения «падающей» на танк мощности: Коэффициент направленности передающей антенны: Эффективная площадь приемной антенны: Скорость света: Дальность до облучаемого объекта: Расчет параметров: Определение длительности импульса: (1.9) Определение максимального интервала времени между импульсами tmax, в течение которого сигнал достигает цели и возвращается к станции: (1.10) Большая часть этой мощности будет объектом поглощаться. Мощность излучения, отражаемая объектом, будет рассеиваться во всем пространстве, окружающем танк. Плотность потока мощности излучения, отражаемой танком, в месте нахождения приемной антенны радиолокационной станции будет равна: (1.15)Несмотря на многообразие задач, решаемых различными системами управления движением, различие применяемых методов, принципов и элементов представляется возможным в том случае, если использовать принцип системного подхода, наметить общие закономерности анализа проектирования, как всей системы управления, так и отдельных подсистем и блоков, входящих в ее состав. Одни из основных принципов системного подхода можно сформулировать следующим образом: - совокупность подсистем представляет собой иерархическую структуру, состоящую из подсистем определенного ранга, определенным образом связанных друг с другом: - характеристики подсистем определяются требованиями, предъявляемыми к подсистемам, стоящим на более высокой ступени иерархии. На основе результатов анализа и требований, предъявляемых к системе (на
План
Содержание
Список принятых сокращений
Введение
1. Обоснование необходимости автоматизации процесса поддержания дистанции между танками на марше
1.1 Анализ параметров процесса движения танков в колонне, отрицательно влияющих на выполнение основных задач марша
1.2 Анализ возможных технических средств реализации задачи измерения дальности до лидирующего танка при движении танковой колонны
2. Разработка варианта системы автоматического поддержания дистанции между танками на марше
2.1 Разработка функциональной схемы и принцип действия САПД ТМ
2.2 Разработка функциональной схемы и принцип действия приемно-передающего блока
2.3 Разработка функциональной схемы и принцип действия блока определения и отображения информации
2.4 Разработка функциональной схемы и принцип действия блока обработки параметров
2.5 Разработка принципиальной схемы, расчет ее элементов и принцип действия блока стабилизации напряжения
3. Разработка предложений по совершенствованию САПД ТМ
3.1 Особенности эксплуатации радиолокационных датчиков измерения дистанции
3.2 Предложения по совершенствованию САПД ТМ
4. Военно-техническое обоснование проекта
4.1 Повышение боевой эффективности
4.2 Оценка качества работы системы
Заключение
Список используемой литературы
Приложение
Введение
Вся история военного искусства представляет собой непрерывный процесс развития средств и способов ведения войны. Изменялось и совершенствовалось оружие и другая военная техника, а в связи с этим изменялись и способы ведения войны. Развитие способов ведения боевых действий сопровождалось увеличением пространственных размеров поля боя, сражения и войны в целом.
Если проследить за процессом изменения пространственных размеров боевых действий, то можно найти определенную закономерность, которая заключается в следующем: размеры поля боя, сражения и всей войны возрастали пропорционально увеличению мощности и дальнобойности вооружения и повышению маневренных возможностей вооруженных сил.
До 19-го века включительно войны ограничивались той территорией, на которой непосредственно велись боевые действия. Площадь, на которой велось сражение, хорошо обозревалась с одного командного пункта.
Процесс увеличения пространственного размаха боев и операций (в первую и вторую мировую войны) сопровождался изменением масштабов войск.
Чем больше становился район боевых действий, тем чаще возникала потребность в совершении тактического и оперативного маневров в интересах достижения победы над врагом. Одновременно с этим увеличились роль и значение передвижений войск и глубины маневра. Достижение успеха в любом бою и операции все больше зависело от быстроты маневра войск. Уже в ходе минувшей войны танковым войскам очень часто приходилось перемещаться как на поле сражений, так и за пределами районов боевых действий. Эти передвижения составили примерно 60% времени всех боевых действий.
В ближайшем будущем роль передвижений еще больше повысится. Высокоманевренный характер боевых действий, возможность массовых потерь и необходимость быстрого наращивания усилий войск первого эшелона, возросшие возможности противника по нарушению перевозок войск железнодорожным транспортом, а также увеличение маршевых возможностей танковых войск, все это может явиться причиной того, что большая часть деятельности танковых войск будет заключаться в передвижении в походных построениях. Кроме того условия передвижения будут несравненно сложнее. Войска и коммуникации на любом удалении от фронта могут подвергнуться воздействию средств ядерного нападения, авиации, воздушных десантов и т. д., поэтому любой марш даже за пределами района боевых действий становится сложной боевой задачей. Нельзя не учитывать, что передвижения танковых войск могут совершаться в любое время года, днем и ночью, при любой погоде, на различной местности, часто без дорог, что резко увеличивает возможность допущения ошибки механиком-водителем вследствие физической усталости, психического «истощения».
Таким образом, актуальная задача повышения маршевых возможностей (а как следствие - повышения качества выполнения боевой задачи) может быть частично решена за счет максимального облегчения труда механика-водителя. Данная задача решается путем автоматизации процессов управления танка, т. е. создания систем, дублирующих действия механика-водителя.
Одна из таких систем - система автоматического поддержания дистанций между танками на марше (САПД ТМ) представлена в данном дипломном проекте.
В первой главе проекта дано обоснование необходимости автоматизации поддержания дистанций между танками на марше. В данной главе приведен анализ основных параметров процесса движения танка в колонне, отрицательно влияющих на выполнение задач марша. На основе анализа возможных технических решений по реализации задачи поддержания дистанции выделено самое рациональное и раскрыты физические принципы его функционирования.
Во второй главе проекта произведена реализация идеи радиолокационной САПД ТМ на уровне структурных схем, как самой системы, так и ее составных частей. Разработана функциональная схема системы и описаны режимы ее работы.
В третьей главе дипломного проекта даны особенности эксплуатации радиолокационных датчиков измерения дистанции, выявлены их основные недостатки, а также рассмотрены способы устранения этих недостатков. В процессе работы показана возможность создания более современных и перспективных систем автоматизации движения танка на основе принципов заложенных в данной системе; краткое описание которых представлено в последнем разделе третьей главы.
В четвертой главе дано военно-техническое обоснование разработанной системы, произведена оценка рациональности использования САПД ТМ