CC BY
91
Выводы
1. Аналитическими расчетами и экспериментальными исследованиями показана возможность обобщения зависимости (1) для определения начала регулярного теплового режима на анизотропные тела (каковыми являются РЭА) при расчете нестационарных тепловых режимов РЭА.
2. Полученные расчетами значения начала наступления регулярного режима для систем с внутренними источниками энергии при равномерном начальном температурном поле системы по формуле (1) и определенные экспериментально согласуются удовлетворительно (табл. 1).
3. Применение теории регулярного режима для исследования нестационарных тепловых режимов РЭА наиболее эффективно при равномерном распределении источников.
Литература: 1. Дульнев Г.Н., Тарновский Н.Н. Тепловые режимы электронной аппаратуры. Л.: Энергия, 1971. 248с. Ъ.Ярышев НА. Теоретические основы измерения нестационарных температур .Л.: Энергия. 1967. 198 с. 3. Майко И.М., Синотин А.М. Экспериментальное определение эффективной теплопроводности нагретых зон радиоэлектронных аппаратов / / Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1972. Вып. 2. 4. Лыков А.В. Теория теплопроводности. ГИТТИ. М.:1952. 392 с. 5. Карслоу Г., Егер Д. Теплопровдность твердых тел. М.: Наука, 1964. 362 с.
Поступила в редколлегию 05.01.2004
Рецензент: д-р техн. наук, проф. Алипов Н.В.
Синотин Анатолий Мефодиевич, канд. техн. наук, доцент кафедры социальной информатики ХНУРЭ. Научные интересы: проектирование, автоматизация и производство радиоэлектронной аппаратуры. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр .Ленина, 14, тел.70-21-591.
Семенец Валерий Васильевич, д-р техн. наук, профессор, проректор ХНУРЭ. Научные интересы: логический синтез. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14.
(см. рис. 1).
Рис. 1. Значения ошибок де ш = f(H,F0Kp.) при n=0
20
16
12
8
4
0
0,6
1,0
1,4
Рис. 2. Значения ошибок dsш — f(FoKp,и) при n=0 & = f(F0)
Это позволяет зависимость (1) упростить:
де к = 0,659е
-2,105F0
Ікр<ає доп. , (11)
для Н>1 значения дек выбирать по кривой Н=1
F
окр
УДК 621.396.96
МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ЗАПАСОВ ГРУППИРОВКИ БПЛА, ПРИ ВЕДЕНИИ ВОЗДУШНОЙ РАЗВЕДКИ, НА ОСНОВЕ КРИТЕРИЯ ПРЕДЕЛЬНОГО УРОВНЯ
ДАНИКЮ.Т, БАГРОВ С.С,
НАКОНЕЧНЫЙА.А., ТКАЧЕНКО Н.Н._______
Рассматриваются вопросы выбора рационального количества резерва БПЛА для системы разведки воздушного пространства в различных условиях боевых действий.
Введение
Анализ военных операций, проведенных вооруженными силами высокоразвитых государств, например, США, за последние десять лет показывает, что в несколько раз возросла роль и значение управляемых авиационных средств поражения (1991г. — 8%, в операции против Югославии — 35%).
В настоящее время продолжается переход вооруженных сил США на высокоточное оружие второго поколения, использование которого не предусматривает вхождение самолетов-носителей в зону поражения ЗРК малой и средней дальности.
При этом излучающие РЛС поражаются противорадиолокационными ракетами (например, типа AGM-88A HARM). Таким образом, все излучающие, стационарные и квазистационарные средства могут быть разведаны противником и выведены из строя, что приведет к потере информации о воздуш-
22
РИ, 2004, № 2
ном противнике и как следствие — к невыполнению поставленных задач по прикрытию войск и объектов от ударов с воздуха.
Все это требует разработки систем разведки и оружия с такими возможностями, которые бы позволяли:
— мобильно создавать информационное поле в заданном районе;
— поражать воздушные цели до выполнения ими поставленных задач;
— непосредственно прикрывать огневые и разведывательные средства (ЗРК и РЛС) от ударов с воздуха.
Возможности такой системы приведут к изменению основ оперативного и боевого применения других родов войск (РТВ, ИА). Потребуется усовершенствование системы управления, алгоритмов обработки информации и принятия решений.
Анализ литературы
В [1] показано, что в настоящее время совершенствуются, широко внедряются и используются средства снижения заметности средств воздушного нападения, что в свою очередь приводит к повышению мощности средств разведки воздушного пространства. Для этого необходимо создавать другие средства разведки воздушного пространства, которые бы учитывали приведенные выше особенности. Для разведки воздушного пространства в заданных направлениях, выдачи информации для стрельбы по воздушным целям и оценки результатов стрельбы была предложена [2, 3] система, в которой разведка воздушного пространства ведется с борта беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Разведывательная и боевая информация от них либо передается на огневые средства поражения (ЗРК и т. д.) непосредственно (децентрализованный способ управления), либо через мобильные центры сбора, обработки и передачи (третичной) информации (МЦСОПИ), которые могут быть совмещены или совмещены с КП (централизованный способ управления).
При использовании беспилотных летательных аппаратов в качестве средств разведки и целеуказания (в отличие от стационарных РЛС) формируется пространственно-временная структура, эффективность применения которой в общем случае будет определяться:
—тактико-техническими характеристиками БПЛА и целевой бортовой аппаратуры;
— боевыми порядками;
— эффективностью системы управления и связи.
Задачи обоснования рациональной организационной структуры подразделений, ведущих воздушную разведку, построения их боевых порядков и организации системы управления ими рассмотрены в [2].
Цель работы — исследовать требуемый уровень выбора рационального количества резерва БПЛА для системы разведки воздушного пространства. РИ, 2004, № 2
Задачи:
— обеспечить минимизацию потерь, связанных с получением разведывательной информации средствами БПЛА;
— минимизировать потери, связанные с хранением, обслуживанием, эксплуатацией БПЛА.
Так, количество эшелонов средств разведки и их боевые порядки в общем случае зависят от:
— ТТХ средств разведки (дальность, качество, достоверность ведения разведки и т.д.);
— ТТХ огневых средств (дальности действия, своевременность получения информации о воздушных целях, наличие которой обеспечивает выполнение поставленных ЗРК, ИА задач);
— возможности противника по уменьшению эффективности ведения разведки (постановка помех).
Кроме этого, на эффективность боевого применения предлагаемой системы разведки воздушного пространства определяющее влияние оказывает наличие резерва БПЛА для восстановления формируемого системой информационного поля в случае его нарушения.
Если резерв (запас) БПЛА в начальный момент боевых действий невелик, то в дальнейшем возможна их нехватка и как результат — невыполнение поставленной боевой задачи или снижение эффективности боевого применения БПЛА.
В противном случае к концу рассматриваемого периода боевых действий запасы средств БПЛА будут большими. В обоих случаях неизбежны потери. В первом случае нехватка средств БПЛА приведет к уменьшению области, в пределах кото -рой возможно получать разведывательную информацию о противнике, увеличивается вероятность пропуска целей противника. Во втором случае увеличиваются экономические потери, связанные с хранением, обслуживанием, эксплуатацией БПЛА, а также увеличивается вероятность вскрытия обслуживающих подразделений БПЛА противником.
Возможный компромисс состоит в принятии командиром такого решения, которое бы балансировало два вида указанных потерь.
Математическая постановка задачи
Обозначим через х — количество (величину) требуемых БПЛА в единицу времени (интенсивность спроса).
Величина х может быть различной в зависимости от условий боевого применения БПЛА, поэтому предположим, что х задается некоторой непрерывной функцией распределения F(X).
Интенсивность спроса БПЛА х можно разделить на две составляющие (рис. 1):
Х = Х1 + Х2 , (1)
где Х1 — интенсивность спроса БПЛА, связанная с их поражением различными боевыми средствами противника; Х2 — интенсивность спроса БПЛА, обусловленная постановкой противником помех,
23
изменением погодных условий, заданной вероятностью и надежностью получения разведывательной информации о противнике (как воздушного, так и наземного).
Рис. 1. Структура интенсивности “спроса” БПЛА
Ввиду того, что определить интенсивность спроса X БПЛА точно не представляется возможным, мы не можем заранее узнать возможные действия противника. А основываясь лишь на разведывательной и априорной информации о противнике и своих войсках, можем сделать лишь предположение о возможных вариантах действий противника.
Исходя из этого, лицо, принимающее решение (комацдир), может установить необходимый уровень запасов (резерв) БПЛА таким образом, чтобы величина ожидаемого “Д” (дефицита) не превышала Aj единиц БПЛА, а величина ожидаемых “И“ (излишков) не превышала А2 единиц.
Выразим эти условия математически. Пусть I — определяемый уровень запасов (резерва) БПЛА. Тогда на основе критерия предельного уровня имеем
Д =f(X-I)• F(X)dX<Aj ,
I
\ (2)
И = J(1-Х)• F(X)dX<A2 .
0
Однако следует учитывать, что при произвольном выборе Aj и А 2 указанные условия могут оказаться противоречивыми. В этом случае необходимо ослабить одно из ограничений, чтобы обеспечить допустимость решения. Решая уравнения (2), определяем требуемый уровень запасов БПЛА I, который находится в пределах
F(Aj) <I< F(A2). (3)
Рассмотрим несколько примеров для различных функций распределения F(X) количества требуемых БПЛА X в единицу времени.
Пусть F(X) имеет вид (рис.2):
0,5 при 0 < X < 3,
F(X) = \ 0,3 при 3 < X < 6,
0,1 при 6 < X < 10.
(4)
Нехватка (дефицит) БПЛА не должна превышать двух единиц Aj = 2 , излишки БПЛА не должны превышать семи единиц А2 = 7 . Величина “спроса БПЛА в единицу времени X лежит в пределах 0<Х< 10 .”
Тогда имеем
10
Д = J(X-I)• F(X)dX< 2 ,
I
I (5)
И = | (1-Х) • F(X)dX< 7 . v '
0
Решая интегралы (5), находим два значения для і. Расчеты показывают, что і лежит в пределах
4.2 <1< 5.52 . Значит, оба условия выполняются при требуемом уровне запасов БПЛА, равном пяти.
Пусть F(X) задана как F(X) = 1/X (рис. 3), величина “спроса” БПЛА в единицу времени х лежит в пределах 2 < X < 10 . Нехватка (дефицит) БПЛА не должна превышать двух единиц А1 = 2 , излишки БПЛАне должны превышать четырех единиц А2 = 4.
1-
оз-
он
f -----------
0.4-
0.2
0 2 4 *6 3 10
Рис. 2. Функция распределения F(X)
Рис.3. Функция распределения F(X) = 1/X
Тогда имеем
10
Д = J (X-I) • F( X)dX< 2, I
1
И = J (1-Х) • F(X)dX< 4
2
Решения интегралов (6) имеют вид:
(6)
10 -1 * Ln(2) -1 * Ln(5) -1 +1 * Ln(I) < 2 ,
(7)
-I + I* Ln(I) + 2 -1 * Ln(2) < 4 .
Решая иррациональные уравнения (7), определяем I как
min[4.38,16.96] <I< 7.18. (8)
Проведенные расчеты показывают, что оба условия выполняются для значений I, принадлежащих интервалу [5,7].
24
РИ, 2004, № 2
Выводы
Научная новизна заключается в том, что на основе критерия предельного уровня обеспечивается минимизация потерь, связанных с получением разведывательной информации средствами БПЛА, а также с хранением, обслуживанием, эксплуатацией БПЛА и вероятностью вскрытия обслуживающих подразделений БПЛА противником.
Практическая значимость заключается в необходимости создания систем разведки с использованием БПЛА, а также в научно обоснованных рекомендациях по их количественному резервированию, в разных условиях боевых действий.
Таким образом, применение критерия предельного уровня при выполнении перечисленных условий позволяет решать вопросы выбора рационального количества резерва БПЛА, что в сравнении с аналогичными системами без резервирования БПЛА повышает эффективность ведения разведки на 1030% в зависимости от различных условий боевых действий.
Литература: 1. Стеценко О. О., Карпенко В., Даник Ю.Г. Виявлення аеродинамічних об’єктів, виготовлених за технологіями зниження їх помітності у різних діапазонах хвиль // Збірник наукових праць. Харків: ХВУ. 2001. Вип. 7(37). С.35-37. 2. Стеценко О.О., Карпенко В..,
УДК 621.385.64
ДИНАМИКА И ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБЛАКА В МАГНЕТРОННОЙ ПУШКЕ С ХОЛОДНЫМ ВТОРИЧНОЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ
ЧУРЮМОВ Г.И., СТАРЧЕВСКИЙЮ.Л., ЛЕБЕДЕВ О.Г, ИСАЕВА Е.Б._________________
Описывается компьютерная система моделирования магнетронных пушек с холодным катодом, которая позволяет проследить за процессом генерации электронного пучка и исследовать его внутреннюю структуру. Приводятся распределения плотности заряда в различных сечениях электронного потока в различные моменты времени. Показывается влияние начальной энергии первичных электронов и скорости изменения напряжения между катодом и анодом на процесс вторично-эмиссионного размножения.
1. Введение
В последнее время большое внимание уделяется исследованиям, связанным с генераций мощных электронных пучков в магнетронных пушках с холодными вторично-эмиссионными катодами [13]. Полученные экспериментальные результаты показывают принципиальную возможность формирования электронных пучков в таких приборах. Для понимания физических процессов в пространстве взаимодействия магнетронной пушки необходимо провести теоретическое исследование особенностей вторично-эмиссионного размножения, особенно обращая внимание на исследование нестаци-
РИ, 2004, № 2
Даник Ю.Г. Погляди на формування інформаційного поля для розвідки повітряного простору у заданих напрямках // Наука і оборона. 2001. №3. С.48-51. 3. Даник Ю.Г, Ткаченко М.М. Аналіз застосування і перспективи використання безпілотних літальних апаратів // Збірник наукових праць ХВУ, 2001. Вип. 4(34). С.66-70.
Поступила в редколлегию 25.03.2004
Рецензент: д-р техн. наук, проф. Демидов Б.А.
Даник Юрий Григорьевич, д-р техн. наук., проф., главный научный сотрудник НЦ ПВО при ХВУ. Научные интересы: оптико-электронные информационные системы. Адрес: Украина, 61043, Харьков, пл. Свободы, 6, тел. 40-41-41 (2-87).
Багров Сергей Сергеевич, канд. техн. наук, старший научный сотрудник НЦ ПВО при ХВУ. Научные интересы: мат. моделирование и системный анализ. Адрес: Украина, 61043, Харьков, пл. Свободы, 6, тел. 40-41-41 (2-87).
Наконечный Александр Анатольевич, канд. техн. наук, начальник кафедры ХВУ. Научные интересы: радиолокация. Адрес: Украина, 61043, Харьков, пл. Свободы, 6, тел. 40-41-41 (2-87).
Ткаченко Николай Николаевич, доцент кафедры ХВУ. Научные интересы: радиолокация. Адрес: Украина, 61043, Харьков, пл. Свободы, 6, тел. 40-41-41 (2-87).
онарных процессов, сопутствующих формированию электронного потока на фронте и спаде импульса анодного напряжения.
Целью данной работы является математическое моделирование нестационарного электронного облака при импульсном способе возбуждения и анализ состояния электронного пучка в установившемся режиме магнетронной пушки с холодным металлическим вторично-эмиссионным катодом.
2. Постановка задачи
Схематическое изображение магнетронной пушки показано на рис. 1.
2 13 5 4
Рис. 1. Схематическое изображение магнетронной пушки с холодным катодом
25
