Система управления огнем нескольких снайперов
С момента возникновения стрелкового оружия усилия конструкторов были направлены на решение проблемы повышения точности - «один выстрел – гарантированное поражение цели». С развитием технологий оружие становится более мощным и более дальнобойным, но проблема гарантированного поражения цели по-прежнему актуальна. Конструирование стрелкового снайперского оружия в рамках современных технологий достигло своего логического предела по эффективности.
Тактические задачи ведения боя диктуют разработчикам противоречивые условия:
А. увеличение расстояния от стрелка до цели,
Б. повышение точности поражения цели,
В. улучшение условий скрытности (маскировки) позиции стрелка.
Несмотря на усилия конструкторов, достаточно хорошо выполняются только любые два условия из необходимых трех. Снайпинг по-прежнему остается по большей части искусством, уделом высококвалифицированных профессионалов, а не массовой военной профессией. Лучшие образцы снайперского оружия так же являются штучными ручными изделиями, не предназначенными к массовому (потоковому) производству.
Существующий альтернативный вариант тенденциям состоит в придании новых свойств снайперской системе «винтовка-пуля» при помощи современных достижения микроэлектроники. Сюда можно отнести известную программу агентства DARPA (USA) – EXACTO [Подробно здесь: http;//www.darpa.mil/Our_Work/TTO/Programs/Extreme_Accuracy_Tasked_Ordnance_(EXACTO).aspx], а также техническую разработку независимой компании Tracking Point (USA) [Подробно здесь: http://tracking-point.com/innovations]. Как ни фантастично выглядят эти разработки, они все равно решают только часть поставленных условий.
Почему это так?
Рассмотрим физику процессов, происходящих в системе «винтовка-пуля-цель».
На точность выстрела в первую очередь влияет работа автоматики механизма затвора. Во время производства выстрела затворы с автоматикой создают большое количество несбалансированных механических импульсов. Поэтому наиболее точные винтовки – с болтовым затвором, но в ущерб скорострельности.
Для увеличения дистанции выстрела требуется удлинить ствол и увеличить массу порохового заряда. Но более длинный ствол испытывает большую амплитуду поперечных колебаний, вызванных давлением горячих пороховых газов - что снижает точность.
Для придания пуле устойчивости в полете конструкторы увеличивают инертную массу пули, что влечет к увеличению порохового заряда, увеличению импульса отдачи и, опять же - снижению точности. Увеличение заряда пороха приводит к большему давлению газов внутри ствола и большей амплитуде поперечной деформации ствола во время выстрела. Что так же плохо.
Установка на винтовку акустических глушителей приводит к уменьшению давления пороховых газов на пулю, снижению начальной скорости пули и, следовательно, - уменьшение дистанции поражения цели. Но даже применение глушителей не спасает стрелка от обнаружения.
В армиях наиболее передовых стран приняты на вооружение системы акустического обнаружения источников выстрела.
Более подробно здесь:
1. http://bbn.com/boomerang
2.http://www.rheinmetall-defence.com/en/rheinmetall_defence/public_relations/news/archive_2011/details_964.php
3. http;//www.aaicorp.com/products/advanced_prog/acoustic_detection.
4. http://www.microflown-avisa.com/Platforms/
Система из нескольких микрофонов принимает звук ударной волны выстрела, и математический процессор вычисляет направление на источник звука. Далее следует команда на поражение участка местности, откуда был произведен выстрел, огнем реактивной артиллерии.
В основе технических реализаций конструкций систем обнаружения лежат хорошо известный физический процесс и разработанный математический аппарат, описанные в патенте на изобретение US 8,005,631 B2 от 23 августа 2011 г.
Вкратце, физика процесса следующая. Несколько (5-7) микрофонов регистрируют сверхзвуковой воздушный фронт летящей пули. Далее микрофоны регистрируют фронт дозвуковой волны от пороховых газов выстрела. Разница показаний времени обрабатывается при помощи математического аппарата, что позволяет вычислить азимут направления на источник выстрела. Эффективность данного оборудования определяется скоростью обработки математических алгоритмов. На скорость и точность вычислений также влияет количеством микрофонов. По заявлению авторов изобретения менее 5 микрофонов – недостаточно, более 7 – избыточно.
Существуют ли еще методы гарантированного поражения цели? Повысить вероятность поражения цели возможно численным методом – отправив в цель несколько пуль. Именно так и работает автоматическое стрелковое оружие. Но у него есть масса ограничений – большое количество механических импульсов затвора и, следовательно, невысокая точность, относительно невысокая дальнобойность, быстрый нагрев ствола также влияет на снижение точности.
Вырваться из этого заколдованного круга попробовали конструкторы, работающие по программе EXACTO. Основное техническое решение – траектория пули в полете корректируется отражением лазерного луча от цели. Стрелковый расчет состоит из двух человек – стрелка и наводчика. Наводчик лазерным лучом подсвечивает цель на расстоянии до двух километров. Тяжелая пуля, выпущенная из ствола снайперской винтовки, летит по баллистической траектории и компенсирует влияние атмосферных факторов на траекторию при помощи миниатюрных элеронов.
Но куда попадет пуля в условиях дождя, снегопада, тумана, запыленности, если отражение луча лазера будет рассеиваться в атмосфере? Ещё минус - пуля имеет достаточно большой вес, и звук выстрела будет прекрасно фиксироваться с расстояния много большего, чем дистанция выстрела. Выстрел предполагается производить из тяжелой винтовки и стрелку затруднительно оперативно менять позицию после каждого выстрела. К тому же боевой расчет оказывается небоеспособным в случае ранения или потери одного из членов команды.
Локхид-Мартин, по заданию DARPA, развивает программу DInGO (Dynamic Image Gunsight Optics) по разработке адаптивного прицела. Опыт боев в Афганистане показал, что основные боестолкновения происходят на дистанциях от 100 до 600м. Новый прицел имеет встроенный лазерный дальномер и электронику быстрой подстройки трансфокатора прицела (наводит резкость). Разработчики указывают, что стрелки, оснащенные такими прицелами, будут иметь преимущества перед противником в точности на расстояниях от 300 до 600м. Ни о каких метеодатчиках и баллистических калькуляторах речь не ведется, т.к. данный прицел предполагается устанавливать на автоматическое оружие. [подробнее здесь: http://lockheedmartin.com/us/mst/features/110922-ready-aim-fire.html]
Оригинальное техническое решение по повышению точности предложили конструкторы компании Tracking Point (USA). Электронно-оптическое оборудование, установленное на винтовку, определяет расстояние до цели, вычисляет предполагаемую траекторию пули и автоматически производит выстрел, если стрелок совмещает перекрестие прицела с предполагаемой точкой попадания. К достоинствам данного изобретения можно отнести то, что конструкторы постарались максимально учесть влияние внешних факторов на траекторию пули и оснастили винтовку микрокомпьютером, аппаратно вычисляющим необходимые поправки. В целом все приемлемо, но… Хотя конструкторами и заявлено что в состав навесного оборудования входит анемометр (устройство для измерения скорости поперечного ветра) это скорее рекламный ход. Эффективные, в реальности, лазерные анемометры имеют вес нескольких десятков килограмм и могут устанавливаться только на транспортных платформах (танковые прицелы или метеоспутники). Следовательно - вероятность попадания пули в цель по-прежнему остается величиной математически вероятностной. Самый большой минус данного изобретения – электроника решает, когда произвести выстрел. Как это сочетается с двигательной моторикой стрелка и психофизической готовностью произвести выстрел – не понятно.
Предложенное автором изобретение позволяет разорвать замкнутый круг и вывести снайпинг на новый качественный уровень, сделать профессию армейского снайпера массовой. Наиболее вероятная область применения изобретения – тактические армейские или антитеррористические операции.
В чем заключаются преимущества изобретения перед уже имеющимися образцами и что позволяет говорить о качественно новых, «прорывных», признаках данной технологии.
1. Полная и достоверная информация о координатах цели (целей).
2. Наиболее полный учет внешних факторов влияющих на траекторию пули.
3. Возможность скоростной программно-аппаратной обработки данных.
4. Защищенное дистанционное управление стрелками и оружием.
5. Обеспечение акустической маскировки позиций стрелков и командного пункта.
6. Возможность произвести синхронный залп из нескольких винтовок по единой или групповой цели.
7. Гибкое тактическое маневрирование, в том числе и калибрами оружия. Высокая автономность каждой боевой единицы команды.
8. Возможность проведения тактической «игры» с противником.
9. Минимизация затрат на подготовку снайперов.
Основной идеей изобретения является формирование команды снайперов из 2-20 человек, вооруженных снайперскими винтовками единого или разнообразных калибров с установленным на них оптико-электронным оборудованием. Индивидуальное оборудование винтовок объединено в локальную беспроводную сеть, по которой циркулирует видеоинформация о целях, информация о поправках прицелов, информация о состоянии стрелков и информация вербальных команд управления стрелками. Управление действиями снайперов и производство выстрелов (или синхронного выстрела) производится из командного пункта. Более полное описание оборудования и возможные варианты реализации описаны в тексте изобретения. (Изобретение РФ RU 2012111374 «Система управления огнем нескольких снайперов»).
Как может выглядеть тактическая операция с применением данного изобретения.
До начала операции командир формирует команду из нескольких (2-20) снайперов с винтовками разного (единого) калибра и назначает каждому стрелку индивидуальную позицию и цель. Стрелки занимают позиции и активируют навесное оборудование винтовок. Активное оборудование автоматически формирует локальную беспроводную сеть передачи данных, и командир имеет возможность на своем дисплее наблюдать все цели, назначенные стрелкам.
Изображение всех целей представлено на дисплее командира операции в мультиэкранном формате. Помимо изображения цели, в каждом индивидуальном окне отображается информация о расстоянии до цели, информация о готовности стрелка к выстрелу и инструменты управления трансфокатором видеокамеры из состава навесного оборудования. Метка «готовность стрелка» появляется на изображении, как только стрелок кладет палец на спусковой крючок винтовки. Если стрелок убирает палец со спускового крючка – метка готовности в индивидуальном окне исчезает.
Командир имеет возможность детально рассмотреть каждую цель. Для этого необходимо индивидуальное окно стрелка перевести в полноэкранный режим (и) или добиться необходимой детализации изображения при помощи инструментов управления трансфокатором. Попутно командир вербально управляет действиями стрелков, назначает или переназначает цели, исходя из тактической необходимости.
Командир имеет возможность дистанционно произвести выстрел из любой винтовки, входящей в локальную сеть. Командир имеет возможность объединить оборудование всех или нескольких винтовок в группу и произвести синхронный залп. Команда готовности к тому, что командир произведёт выстрел, передаётся назначенному стрелку (стрелкам) вербально.
Каждый индивидуальный комплект получает информацию о необходимых поправках прицелов от баллистического калькулятора центрального поста. Компьютеризированный баллистический калькулятор, в первую очередь, получает данные от каждого индивидуального комплекта – точные спутниковые координаты стрелка, расстояние от стрелка до цели, угол возвышения и данные от оборудования командного поста – координаты поста, индивидуальные тактико-технические параметры каждой винтовки.
Точные спутниковые координаты проецируются на подробную трехмерную карту района боевых действий, и далее, компьютер учитывает в вычислениях метеоданные от датчиков метеостанции, установленной на центральном посту. После производства необходимых вычислений, баллистический калькулятор передает через сеть индивидуальные поправки на каждый прицел. Каждая винтовка оснащена моторизованным и дистанционно управляемым механизмом внесения поправок в прицел. Стрелку остается только слегка корректировать винтовку, согласно оперативно внесенным поправкам, и следовать вербальным командам руководителя.
Если цель оснащена оборудованием акустического обнаружения стрелка, то произведенный синхронный выстрел поставит в тупик систему «умных» микрофонов. Пули, имея сверхзвуковую скорость, попадут в цель фактически одновременно. Все фронты сверхзвуковых волн, создаваемых пулями, будут восприниматься как единая волна, причем с разных азимутов, т.к. будет регистрирована различными микрофонами. Фронты дозвуковых волн (хлопки выстрелов) также придут с разных азимутов, но будут иметь больший разброс по времени из-за влияний ветра и неоднородности градиента атмосферного давления. Нет физической возможности и математического аппарата сопоставления таких звуковых явлений. Проще говоря, если вы слышите синхронный звук из нескольких разнесенных в пространстве источников – вы не сможете определить направление на источник звука.
Какие преимущества моего изобретения в отношении современных стрелковых систем.
- Согласно описанию изобретения, навесное оптико-электронное оборудование готово к монтажу практически на все современные конструкции снайперских винтовок.
- Увеличение единовременного количества выпущенных пуль в единую мишень гарантирует стопроцентное поражение цели или одновременное поражение нескольких целей.
- Возможность производства синхронного залпа с нескольких позиций создает акустическую маскировку позиций стрелков.
- Набор предлагаемого оборудования позволяет наиболее полно учитывать все факторы, влияющие на траекторию пули.
- Вычисление поправок прицелов производится аппаратно, из защищенного командного пункта, при помощи высокопроизводительного компьютера.
- Каждый стрелок в команде является автономной боевой единицей, не скованным необходимостью самостоятельно производить замеры и вычисления для производства выстрела. В случае потери связи с командным пунктом каждый стрелок может действовать на поле боя вполне самостоятельно.
- Все компоненты навесного оптико-электронного оборудования и оборудования командного пункта технологически освоены современной промышленностью.
Имеется ли востребованность и какова стоимость данного изобретения? Все познается в сравнении.
Каждая компания хранит в тайне размеры инвестиций в разработку новых технологий. Открытые источники располагают информацией о размере финансирования агентством DARPA проектных и опытно-конструкторских работ по программе EXACTO. Данная программа имеет сходные задачи с описанным изобретением и, как следствие, сходную маркетинговую стоимость.
За 3-4 года правительством США через агентство DARPA было выплачено подрядчикам более 50 млн. долларов. Более подробно здесь: http;//www.darpa.mil/NewsEvents/Budget.aspx (файл FY2011PresBudget28Jan10 Final.pdf, Volume 1-196, page 56 или стр. 214 в сквозной нумерации), и здесь: http://www.teledyne.com/news/tdy_09302010.asp.
Работающий вариант технической реализации по данному проекту разработчики планируют продемонстрировать где-то в 2015году.
Стоимость одной единицы оружия от Tracking Point начинается от 17 тыс. и до 23 тыс. долларов США. Пентагон не проявляет интереса к данной продукции в виду несоответствия логики работы изделия полевой тактике снайперов (правительственная программа Land Warrior). [Подробно здесь: http://arstechnica.com/gadgets/2013/01/17000-linux-powered-rifle-brings-auto-aim-to-the-real-world/]
*При использовании материалов статьи ссылка на автора обязательна.
Информация