4.7. Роботизация артиллерийских комплексов

Роботизация артиллерийских комплексов (АК) преду­сматривает использование робототехнических систем на всех ста­диях обеспечения процесса функционирования АК, начиная со скла­дов боеприпасов и заканчивая досыланием боеприпаса в канал ство­ла артиллерийского орудия и производством выстрела. На рис. 4.33 показана обобщенная схема передвижения боеприпасов и возмож­ные области применения робототехнических систем: 1 - склад бое­припасов, оборудованный

Рис. 4.33. Области применения робототехнических систем в составе АК

робототехнической системой, обеспечивающей погрузку, разгрузку и сортировку укупорок с боеприпаса­ми; 2 - транспортная (транспортно-заряжающая) машина, оборудо­ванная робототехнической системой, обеспечивающей погрузку-выгрузку боеприпасов или зарядку боеукладок артиллерийских систем; 3 - система управления группой артиллерийских систем (АС), оборудованная робототехнической системой информацион­но-управляющего типа; 4 - роботизированная, дистанционно-управ­ляемая, разведочно-дозорная система; 5 - буксируемые артилле­рийские установки, оборудованные робототехнической системой, обеспечивающей заряжание и наведение АС при дистанционном управлении; 6 - самоходная артиллерийская установка (танк), обо­рудованная робототехнической системой, обеспечивающей заря­жание артиллерийского орудия.

В целом процесс перемещения боекомплекта со склада до его досылания в канал ствола артиллерийского орудия разбит на три основные этапа:

доставка боекомплекта с войскового склада до места ведения боевых действий;

перемещение боекомплекта с транспортных средств в боеукладку артиллерийской системы;

перемещение элементов выстрела из боеукладки в канал ствола артиллерийского орудия.

Первый этап предусматривает нахождение требуемого типа боекомплекта на складе и перемещение его до места погрузки; по­грузку боекомплекта на транспортную (транспортно-заряжающую) машину; транспортировку боекомплекта до места ведения боевых действий; разгрузку боекомплекта. На рис. 4.34 показан один из вариантов робототехнической системы для обслуживания склада боеприпасов. Из штабеля 1 уку­порок (контейнеров) с боеприпа­сами требуемая укупорка 2 с по­мощью манипулятора 3 перемеща­ется в вертикальном и горизон­тальном направлениях, и затем с помощью транспортного уст­ройства 4 доставляется к месту по­грузки на транспортную (транс­портно-заряжающую) машину. Весь процесс выбора требуемого типа боекомплекта, перемещения его к месту погрузки и погрузка осуществляется либо по заданной

Рис. 4.34. Роботизированная система обслуживания склада боеприпасов

программе, либо дистанционно с помощью оператора. В случае изменения конфигурации транспортируемого объекта возможно применение других типов манипуляторов и захватных устройств.

Второй этап предусматривает погрузку боекомплекта в транспортно-заряжающую машину; транспортировку боекомплекта до места его выгрузки (до артиллерийской системы); перемещение боекомплекта из транспортно-заряжающей машины в боеукладку артиллерийской системы.

На рис. 4.35 в качестве примера, показана операция загрузки боекомплекта 3 из транспортной машины 1 в боевую машину 5 с по­мощью разгрузочного манипулятора 4, управляемого оператором 2.

Третий этап предусматривает выбор типа снаряда, выбор типа заряда, установку взрывателя; перемещение элементов подготов­ленного выстрела на линию досылания и досылание.

Перечисленные выше операции могут осуществляться вручную, с использованием средств механизации и автоматизации и с исполь­зованием робототехнических систем.

Робототехнические системы можно разделить на манипуляционные, мобильные и информационно-управляющие. Манипуляци-онные робототехнические системы предназначены для транспор­тировки и оперирования в пространстве различными объектами и инструментами и выполняют функции человеческой руки. Мо­бильные робототехнические системы представляют собой некото­рое шасси, способное перемещаться по поверхности или в про­странстве, оснащенное какой-либо системой управления и предна­значенное для транспортировки груза или оборудования, в качестве которого могут выступать робототехнические системы других ви­дов. Информационно-управляющие робототехнические системы

Рис. 4.35. Загрузка боекомплекта в систему залпового огня из транспортной машины с помощью разгрузочного манипулятора

представляют собой комплексы измерительно-информационных и управляющих средств, производящих сбор, обработку и передачу информации, а также использование ее для формирования различ­ных управляющих сигналов.

По характеру участия человека в процессе управления робото-технические системы подразделяются на автоматические, дистан­ционно-управляемые и ручные.

Автоматические робототехнические системы способны выпол­нять свои рабочие функции без участия человека. В зависимости от уровня гибкости они подразделяются на программные, адаптивные и интеллектные:

программные робототехнические системы действуют в соот­ветствии с заложенной в них программой, которая может быть из­менена путем введения новых данных извне;

адаптивные робототехнические системы могут самостоятельно, в той или иной степени, приспосабливаться к внешним условиям;

интеллектные робототехнические системы вырабатывают ре­шение о своих дальнейших действиях, обеспечивающих выполне­ние поставленной задачи в неопределенных и меняющихся услови­ях на основе распознавания обстановки и других элементов искус­ственного интеллекта.

Дистанционно-управляемые робототехнические системы управ­ляются человеком-оператором, находящимся за пределами рабочей зоны. В зависимости от уровня глобальности подаваемых операто­ром команд дистанционно-управляемые робототехнические систе­мы могут занимать место в диапазоне между копирующими (то есть воспроизводящими движение задающего органа) и супервизорными (то есть выполняющими укрупненные команды, такие как «взять», «выйти в точку с координатами» и т. д.).

Робототехнические системы с ручным управлением управляют­ся человеком-оператором, находящимся в рабочей зоне, через ор­ганы управления, расположенные, например, на грузозахватном устройстве.

Рассмотрим возможные области применения робототехнических систем на этапе перемещения элементов выстрела из боеукладки в канал ствола артиллерийского орудия. Существуют два подхода к решению задачи роботизации процесса заряжания АС:

разработка роботизированной системы заряжания при создании новых образцов АС;

модернизация существующих образцов АС путем введения в состав узла заряжания элементов и узлов робототехнических систем.

Рис. 4.36. Самоходная артиллерийская установка с полностью роботизирован­ной системой заряжания

В первом случае при разра­ботке системы заряжания принци­пиально нового типа возможно создание робототехнической сис­темы манипуляционного типа, обеспечивающей весь цикл про­цесса заряжания с помощью од­ного или нескольких манипуля­торов с единой системой управ­ления. При проектировании по­добных систем заряжания необ­ходимо учитывать тот факт, что сложность системы управления и надежность функционирования разрабатываемой системы в боль­шей степени зависит от количест­ва ее степеней свободы, то есть от сложности выполняемых пе­ремещений. На рис. 4.36 показан пример самоходной артиллерий­ской установки 1 с полностью роботизированной системой заряжа­ния манипуляционного типа 3, которая обеспечивает перемещение элементов выстрела из боеукладки 4 в канал ствола орудия 2.

В связи с этим целесообразно выполнение операций, не связан­ных со сложными перемещениями, такими как перемещение эле­ментов выстрела в фиксированное положение в боеукладке артилле­рийского орудия, использовать так называемые жесткие автоматы (например, конвейерного или барабанного типа). Таким образом, наиболее перспективными следует считать роботоавтоматизированные системы заряжания АС, то есть системы, включающие в себя узлы и элементы как автоматики, так и робототехнических систем. Помимо обеспечения высокой скорострельности, роботоавтоматизированные системы заряжания позволяют создать такую компоновку АС в целом, при которой экипаж полностью изолиро­ван от орудийного отсека.

Вопросам решения второй задачи, то есть модернизации суще­ствующих образцов АС путем введения в их состав автоматов за­ряжания, были посвящены предыдущие параграфы данной главы.

Разработка роботоавтоматизированных систем заряжания АС нового типа, позволяющих решить проблемы быстрого возобнов­ления боекомплекта, повышения скорострельности и создания но­вых компоновочных схем АС в целом, позволит создать артилле­рийские комплексы нового поколения.