Автор: Витольд Василец
Опубликовано: 16.01.2008, 13:15
Комментариев: 1
 

Математическое моделирование результатов бомбометания начиналось здесь

Летно-баллистические испытания опытных образцов ядерных авиационных бомб


[image]

В 1953-1971 гг., проходя воинскую службу в Научно-испытательной части (НИЧ) 71-го полигона ВВС, созданного по решению правительства СССР в 1947 г., я неоднократно принимал участие в проведении летно-баллистических испытаний (ЛБИ) ядерных авиационных бомб без делящихся материалов разработки КБ-11 и НИИ 1011 (в настоящее время именуются ВНИИЭФ и ВНИИТФ соответственно).

Летно-баллистические испытания авиабомб предназначались для определения фактических значений аэробаллистических характеристик авиабомб, обеспечивающих требуемую точность бомбометания и устойчивость движения на траектории падения, - колебания и вращение авиабомб могли отрицательно сказаться на работе изделий автоматики.

Виды и условия проведения ЛБИ

Под аэробаллистическими характеристиками авиабомб подразумеваются:

  • зависимость аэродинамического коэффициента силы лобового сопротивления авиабомбы от числа Маха, а также кинематические параметры авиабомбы, характеризующие скорость ее движения на траектории падения и угловые перемещения относительно центра тяжести авиабомбы;

  • элементы траектории падения авиабомбы на уровне цели (в момент падения на Землю): относ авиабомбы - горизонтальная составляющая пути авиабомбы, пройденного за время ее падения; отставание авиабомбы - расстояние между точкой падения авиабомбы и проекцией самолета-носителя в момент падения авиабомбы;

  • так называемое "характеристическое время авиабомбы" - параметр для входа в баллистические таблицы бомбометания (является функцией баллистического коэффициента, характеризующего влияние геометрических обводов корпуса авиабомбы, калибра (размеров) и массы на ускорение силы лобового сопротивления на траектории падения).
В зависимости от условий бомбометания (сбрасывания с самолета-носителя) горизонтальная дальность полета авиабомб и понижение их траектории могут достигать нескольких десятков километров.

Летно-баллистические испытания авиабомб позволяют оптимизировать массогабаритные размеры авиабомб и параметры встроенных аэродинамических систем торможения (ACT) при существующих массогабаритных размерах заряда, избранного для комплектования конкретных авиабомб (определяющий фактор), а также ограничениях, налагаемых условиями подвески на конкретные типы самолетов-носителей.

В условиях полигона летно-баллистические испытания авиабомб проводились с различных высот, скоростей и маневров самолетов-носителей, пилотируемых летным составом 35-го отдельного смешанного испытательного авиационного полка (командир - летчик 1-го класса полковник Перышков Н.Г.). Общее представление о характере этих испытаний можно составить, обратившись к приведенной в статье таблице. Летно-баллистическим испытаниям подвергались от 12 до 20 авиабомб каждого типа, а для изделия 501 - 40 образцов.

Летно-баллистические испытания авиабомб проводились по программам их разработчиков, согласованным с НИЧ и летной службой полигона. Задания экипажам самолетов-носителей разрабатывались ведущими инженерами НИЧ при непосредственном участии командиров соответствующих экипажей. Задания на полет утверждал лично начальник полигона. Донесения о результатах испытательных полетов экипажи оформляли в письменном виде под роспись.

Бомбометания на сверхзвуковых скоростях полета, указанных в таблице, осуществлялись с самолета-носителя МиГ-21 по команде летящего в паре самолета Як-28 (оснащен бомбардировочным прицелом); с самолета-носителя Су-7Б по команде оператора наземной радиолокационной установки, наводящего самолет на цель. Во всех остальных случаях применялись штатные бортовые средства самолетов Ту-22 и Як-28.

Каждая авиабомба перед подвеской на самолет-носитель подвергалась трем видам измерений: определялись вес, центр тяжести и момент инерции.

Полигонный комплекс средств внешнетраекторных измерений (ВТИ) состоял из трех стационарных пунктов, работа которых была синхронизирована во времени с центрального командного пункта. В состав каждого из указанных пунктов ВТИ входили: в 1949-1953 гг. кинотеодолиты фирмы "Аскания-Верке" с фокусным расстоянием 600 мм; в последующие годы вплоть до расформирования полигона в начале 1953 г. - отечественные кинотеодолиты КТ-50 с фокусным расстоянием 3000 мм, кинотелескопы с фокусным расстоянием 4500 мм и радиолокационные установки (СОН-4,"Амур", "Кама").

Начиная с 1955 г. в целях повышения надежности кинотеодолитной и радиолокационной регистрации авиабомб на траектории падения все объекты испытаний комплектовались малогабаритными трассерами ТмТ-55 и радиолокационными ответчиками на 10-сантиметровом клистроне (разработан и внедрен в серийное производство инженер-подполковником Давиденко Н.Н.).

Весомый вклад в становление и развитие полигонного комплекса ВТИ внесли кандидаты технических наук инженер-полковник Бурдин P.O., инженер-полковник Кушнарев П.И. и инженер-подполковник Огороднийчук Н.Д. Заметный след в организации ЛБИ авиабомб, анализе и оценке их результатов, а также в корректном использовании баллистических характеристик при проведении натурных испытаний авиабомб оставлен инженер-подполковником Великоцким Георгием Федоровичем и инженер-подполковником Смирновым Анатолием Поликарповичем (оба выпускники ВВИА имени профессора Зековского Н.Е.).

Проблема методико-математического обеспечения внешнетраекторных измерений решалась и совершенствовалась под руководством лауреата Государственной премии Бурдина Рауфа Омаровича. В 1949-1954 гг. математическая обработка материалов ВТИ проводилась вручную с помощью механических вычислительных машин типа "Мерседес" на основе традиционных методов, принятых в курсе внешней баллистики тех лет. Начиная с 1954 г. была освоена и введена в эксплуатацию ламповая ЭВМ "Урал-Г", на смену которой вскоре пришла ЭВМ "Урал-2"с соответствующим программным обеспечением.

Использование электронных вычислительных машин позволило оптимизировать ранее применявшиеся методы обработки материалов ВТИ. Одновременно появилась возможность математического моделирования результатов бомбометания авиабомб для различных начальных условий, используя экспериментально полученные зависимости аэродинамического коэффициента силы лобового сопротивления от числа Маха.

По мере накопления материалов ЛБИ авиабомб в НИЧ были составлены банки данных по баллистическим характеристикам каждой из них (Дорошенко Виктор Васильевич и Зинченко Владимир Семенович). Указанные данные широко использовались многими специалистами НИЧ при проведении контрольных испытаний авиабомб (Бурлаков Л.Н.), разработке многочисленных инструкций по боевому применению авиабомб (Новиков Е.И.), обосновании путей расширения условий боевого применения авиабомб (Гридасов В.С.), организации полетов для ведения активной радиотехнической маскировки (Хренов И.М.) и в других случаях.

С появлением в 60-х гг. прошлого столетия новых баллистических таблиц, в основу которых были положены уточненные геофизические и аэрологические факторы, в НИЧ была разработана и реализована методика привязки баллистических характеристик авиабомб к указанным таблицам (Бакунов В.Н., Василец В.И., Дорнева Л.В.).

Уместно вспомнить еще об одной немаловажной стороне деятельности НИЧ - обосновании правомерности применяемых ею методов математической обработки материалов ВТИ. За годы существования полигона указанные методы дважды подвергались ревизии:
  • во-первых, со стороны КБ-П, не удовлетворенного результатами ЛБИ одного из опытных образцов разработанной ими авиабомбы - "изделия 407-Н";

  • во-вторых, со стороны управления испытаний обычных видов авиавооружения, поставившего под сомнение применяемую в НИЧ методику определения технического рассеивания авиабомб, предложенную Бурдиным P.O. в интересах экономии затрат.
В первом из указанных случаев под руководством представителя КБ-11 был предпринят пересмотр всех существовавших в НИЧ методик проведения ЛБИ авиабомб; во втором - проведение сравнительных с применявшимися 8-м ГосНИИ ВВС баллистических испытаний 20 имитационных авиабомб ИАБ-500, баллистический корпус которых аналогичен корпусу "изделия 244Н". В результате скрупулезно проделанной работы НИЧ удалось полностью доказать свою правоту.

Подводя итог изложенному, следует заметить: за время своего существования полигон обеспечил получение достоверных данных для оценки аэробаллистических характеристик всей номенклатуры испытанных на нем авиабомб. Указанные данные широко использовались экипажами самолетов-носителей при проведении натурных испытаний ядерного оружия в атмосфере. Вот только некоторые характерные примеры:
  • 14 сентября 1954 г. при проведении Тоцкого войскового учения экипаж самолета Ту-4, пилотируемого майором Кутырчевым В.Я., с высокой точностью выполнил бомбометание по цели, вокруг которой на удалении 6-10 километров в инженерных укрытиях находился личный состав участников учений;

  • 30 октября 1961 г. экипаж самолета Ту-95-202, пилотируемого подполковником Дурновцевым А.Е., успешно выполнил бомбометание авиабомбой РН-202 мощностью 50 Мт в тротиловом эквиваленте по цели, находящейся на полигоне архипелага Новая Земля (аналогов подобного эксперимента в мировой практике нет);

  • 27 августа 1962 г. подполковник Шеин А.И., также впервые в мировой практике, произвел бомбометание авиабомбой 244Н в боевом снаряжении с вертикального маневра (кабрирования) пилотируемого им самолета Су-7Б. В связи с отличными результатами бомбометания и достаточным объемом полученной экспериментальной информации остальных запланированных пяти бомбометаний не потребовалось вовсе.
Принимая во внимание высокий организационно-методический уровень ЛБИ, проводимых на полигоне, имеющийся на нем комплекс ВТИ привлекался также для регистрации первого искусственного спутника Земли на траектории полета в пределах зоны видимости и определения баллистических характеристик отдельных образцов головных частей ракет разработки НИИ-88 при сбрасывании их с соответствующих типов самолетов.

 
Ссылки по теме:
Дайджест прессы за 16 января 2008 года | Дайджест публикаций за 16 января 2008 года
Авторские права на данный материал принадлежат газете «Военно-промышленный курьер». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.
Связи: Амур (Amur) (в процессе тестирования)

Комментарии к новости

Об Огороднийчуке Н.Д. и его учениках.

История возникновения и развития обобщенных методов и адаптивных алгоритмов обработки траекторной информации

Авторы: Михайлов М.В., Мотылев К.И., Щербов ИЛ., Паслён В.В.
Источник: Матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції "Динаміка наукових досліджень — 2005". Том 25. Історія. — Дніпропетровськ: Наукаі освіта, 2005, с. 9 — 12.

Материал статьи написан на основании воспоминаний доктора технических наук, профессора Огороднийчука Николая Дмитриевича и кандидата технических наук, доцента Паслёна Владимира Владимировича.

В 1956 году, после окончания инженерной академии, Николай Дмитриевич получил назначение на один из испытательный полигонов военно-воздушных сил. В его ведении оказалась фото кинотеодолитная и радиолокационная техника контроля траекторий. для обеспечения высокой надежности измерений в контроле траектории каждого испытываемого объекта участвовали одновременно все радиолокационные и кинотеодолитные станции, расположенные на 4-х измерительных пунктах. Вместе все средства обеспечивали измерение 28 первичных координат, из которых в обработку господствующими в то время простыми методами принимались 3 — 4 первичных координаты, а остальные не использовались. В то же время, если чья-либо техника отказывала, то начальник имел большие неприятности. Такое положение дел возмущало персонал, обслуживающий станции. В связи с этим у Николая Дмитриевича возникла мысль О необходимости разработать метод, позволяющий осуществлять совместную обработку всех полученных в результате испытаний данных с целью повышения точности конечных результатов.

В ходе упорного труда в 1959 — 63 гг. родился обобщенный метод контроля траекторий, позволяющий обрабатывать как минимум данных измерений (три), так и всю совокупность пространственно избыточных данных измерений, который в результате лег в основу его кандидатской диссертации.

В 1964 году во время защиты Огороднийчуком Н. Д. в ЛКВВИА своей диссертации профессор Килин сказал: "А если бы удалось реализовать метод совместной реализации пространственной и временной избыточности, то это был бы уровень докторской диссертации". Спустя время Николай Дмитриевич взялся за решение этой проблемы.

Дело осложнялось тем, что приходилось работать с траекториями произвольной (случайной) формы. Пришлось решать задачу адаптации структуры и параметров алгоритма к изменяющейся в ходе движения объекта форме траектории. Решение этой задачи задало, десять лет. В результате появилась докторская диссертация ''Обобщенные методы и адаптивные алгоритмы обработки траекторией информации", которая была успешно защищена в 1974 году в Киевском высшем военном авиационном инженерном училище. В ней были разработаны два варианта методов и алгоритмов:

метод и алгоритмы раздельной реализации пространственной и временной избыточности данных измерений;
метод и алгоритм совместной их реализации.

Первый вариант был предназначен для немедленного использования в практике контроля траекторий. Этот метод лег в основу двух книг под названием «Обработка траекторией информации» ч I и ч II, которые были разосланы в 1981 и 1986 гг. на все испытательные полигоны страны.Второй вариант был рассчитан на дальнейшую перспективу, поскольку в то время еще не было вычислительной техники, подходящей дня ее реализации.

В реализации первого варианта большую роль сыграли высококвалифицированные инженеры-программисты Менуев В.М и Лакеев А. М. Судьба «кидала» их с полигона на полигон. В результате первый вариант был внедрен по крайней мере на всех испытательных полигонах военно-воздушных сил СССР.

Также в развитии первого варианта активно принимали участие адъюнкты и соискатели Николая Дмитриевича: Кушнарев П. И., Лавраков В. М., Глушков В. Г., Паслен В. В., Парасич Ю.Н.

С Кушнаревым П. И. в 1968 — 70 гг. были разработаны методы оперативного контроля и самоконтроля точности траекторных измерительных средств, базирующиеся на обработке пространственно избыточных данных обобщенным методом.

С Лавраковым В. М. — в 1982 — 85 гп была детально исследована эффективность адаптивных алгоритмов сглаживания, базирующихся на различных критериях оптимальности, и определен наиболее эффективный вариант адаптивного алгоритма.

С Паслёном В. В. в 1988 — 91 гг. были поданы заявки на устройства адаптивного оптимального сглаживания данных, в результате чего было получено 3 авторских свидетельства.

С Глушковым А. Г. — в 1993 — 95 гг. исследована возможность обнаружения и нейтрализации сбоев (грубых траекторных измерений).

С Парасичем Ю. Н. — в 1999 — 2001 гг. исследованы влияния различных вариантов учета автокорреляции ошибок измерений на точность обработки траекторной информации.

В развитии второго варианта обобщенных методов и адаптивных алгоритмов большой вклад внесли Паслен В. В. и Шахбазян А. Г Паслен В. В. впервые запрограммировал на ЭВМ второй вариант Это дало возможность оптимизировать параметры системы лямбда-ортогональных базисных функций двух аргументов и исследовать возможности адаптивного нелинейного оптимального сглаживания данных траекторных измерений с пространственно-временной избыточностью.

С Шахбазяном А. Г. на базе алгоритма., реализованного Паслёном В.В. в 1990 — 92 гг. были исследованы возможности алгоритма совместною адаптивною нелинейного оптимального сглаживания параметров положения и движения, обладающих пространственно-временной избыточностью.

В последние годы Николай Дмитриевичу в рамках обобщенною метода удалось значительно упростить обработку данных гиперболических и эллиптических систем траекторной информации, выйти на совместную обработку данных наземного, воздушного и космического базирования.

Начиная с 1998 года в Донецком национальном техническом университете под руководством кандидата технических наук, доцента Паслёна Владимира Владимировича ведутся работы по совершенствованию и реализации на современных ПЭВМ алгоритмов реализации пространственной и временной избыточности, а также алгоритмов поиска и исключения грубых ошибок измерений. В настоящее время результаты работы коллектива студентов факультета Компьютерных информационных технологий и автоматики (Мотылева К. И., Гончарова Е. В., Лухаииной О. В., Хорхордина А. А., Михайлова М. В, Селивры Е. С, Антикуз А. Г. и Лебеденко Д. М.) внедрены в проекты «Украинский молодежный спутник.» (УМС — 1 и УМС — 2) в соответствии с Общегосударственной космической программой Украины на 2003 — 2007 годы.

Литература:

Огороднийчук И Д. Обработка траекторией информации. Ч. 1. — К,: КВВАИУ, 1981 141 с,
Огороднийчук Н. Л Обработка траекторией информации. Ч. 2. — К,: КВВАИУ, 1986, 224 е.
Эффективность обработки информации в системах траекторных измерений. М: Министерство обороны СССР, 1968, '1 1с,
Огороднийчук Н. Д. О прикладных методах анализа траекторной информации// Сборник материалов НТК, посвященной 25-ти летаю училища. Ч. I. — К; ККВАИУ, 1977. с. 65 — 84.
Огороднийчук II. Д., Паслен ВВ. Алгоритм совместной реализации пространственной и временной избыточности данных внетнетраёкторных измерений// Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов. Вып. 3. К.: КВВАИУ, 1989. — с. 85 — 89.
Паслен В. В, Исследование алгоритмов сглаживания данных траекторных измерений// IV Міжнародиа молодіжна науково-практичка конференція "Людина i космос": Збірник тез — Дніпропетровськ: НЦАМУ, 2002. 359 с.