РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ПРИЦЕЛОВ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ БОЕВОЙ ЗАДАЧИ
2.1 Математическая модель боевой задачи
Структуру боезадачи также можно представить логической цепочкой моделей объектов, участвующих процессе её выполнения: стрелок, оружие с боеприпасом и ОП, цель и воздушная среда между стрелком и целью (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Структура боезадачи
Современные подходы к проектированию ОП для стрелкового оружия основываются, в основном, на априорной информации о технических характеристиках разработанных ранее образцов (аналогов) и результатах их применения, а также на уточнении отдельных характеристик на базе комплексного показателя качества [43, 51, 57]. При таком подходе не в полной мере учитываются физиологические особенности зрительной системы оператора, фоно-целевая обстановки и естественно не учитывается эффективность выполнения боезадачи с конкретной системой прицеливания.
Специфика выполнения боезадачи с оптическим прицелом заключается в том, что поиск цели и прицеливание осуществляется вооруженным глазом с увеличением Г?1. При этом решение задачи заключается в выполнении последовательных действий - поиска цели, ее распознавания и прицеливания [89]. Для поиска цели характерным признаком является пространственная неопределенность положения искомого объекта, а конечными задачами - обнаружение цели, когда она является единственной (при этом алфавит целей отсутствует, и наблюдатель поставлен перед выбором "цель есть/цели нет"), и последующее её опознание (алфавит целей известен [56, 58], и альтернативы сводятся к принятию решения "что это за цель из алфавита"). Для прицеливания основным признаком может быть пространственная неопределенность взаимного положения оси канала ствола оружия и цели, а конечной задачей - совмещение прицельной марки с расчетной точкой в области цели.
Основными причинами, которые снижают эффективность выполнения боезадачи, являются ошибки подготовки данных стрельбы посредством ОП (ошибки в определении поправок на метеорологические, баллистические и топографические условия стрельбы и дальности до цели, погрешности прицеливания) и ошибки стрельбы (погрешности изготовления оружия и боеприпасов, которые служат причиной естественного рассеивания пуль). Эти погрешности являются случайными, их невозможно учесть, и потому невозможно ввести раньше времени поправки на их устранение. Однако знание закономерностей погрешности в подготовке и проведении стрельбы позволяет заранее определить расчетным путем ожидаемую эффективность боевой задачи или, задавшись необходимой эффективностью, выдвинуть требования к характеристикам оружия, боеприпасов и прицела.
Очевидно, что выполнение боезадачи и ее элементов носит вероятностный характер. Тогда, в предположении независимости последовательных этапов ее решения, полную вероятность Рбз её выполнения можно определить произведением вероятностей выполнения ее составляющих: подготовки данных стрельбы Р? и собственно стрельбы Рс. А полную вероятность Р? достоверности подготовки данных стрельбы - произведением вероятностей Рi выполнения отдельных операций: обнаружения (Р1), распознавания (Р2) и собственно прицеливания (Р3). Кроме этого следует иметь в виду, что на достоверность влияет стабильность характеристик оптического прицела, которую можно характеризовать как вероятность (Р4) того, что они сохраняют свои значения в условиях эксплуатации оружия: резкого перепада температуры (например, при десантировании) и длительного ударного воздействия при стрельбе:
i =4
Р? = П Рi. (2.1)
i=1
Воздушная среда в общем случае сказывается на процессе визуального обнаружения цели и влияет на перемещение боеприпаса. Поэтому влияние поведения боеприпаса на выполнение боезадачи (при известных начальных параметрах его движения, задаваемых оружием) целесообразно рассматривать в рамках фоноцелевой обстановки.
Деятельность стрелка-оператора при выполнении боезадачи имеет две важные составляющие: зрительно-психологическую и моторно-рефлекторную. Стрелок, взаимодействуя с прицелом, установленной на оружии, обозревает окружающее пространство и обнаруживает цель. Руки стрелка управляют оружием в процессе поиска цели и прицеливания. Эти аспекты деятельности следует учитывать при определении соответствующих выражений для вычисления Р1, Р2 и (Р3).
Оптический прицел участвует в выполнении всех элементов боезадачи. Поэтому его характеристики следует учитывать при определении выражений для вычисления Р1, Р2, Р3 и Р4.
Тип цели является определяющим элементом фоноцелевой обстановки - от ее зависит выбор оружия, боеприпаса и способа прицеливания. От ее размеров и скорости движения зависят Р1 и Р3.
При использовании ОП на стрелковом оружии, дальность стрельбы S которого, как правило, составляет не более 600 м [8], видимые угловые размеры ? цели определяются зависимостью
? = Гх ? = 6880 Гх Hy(z) / S (угл. мин),
где ? и 2Hy(z) - угловые и линейные размеры типовых целей [4] соответственно, и
превышают 3,33 угл. мин.
Вероятность Р1 обнаружения неподвижной цели зрительной системой оператора зависит от энергетических характеристик цели, окружающего её фона, размера поля поиска и определяется экспоненциальной функцией распределения времени поиска t [59]:
где: ? - коэффициент, зависящий от особенностей зрительной системы человека при поиске цели; С - контраст объекта с фоном, который имеет яркость Вф, а ?атм - светопропускание атмосферы, т.е. это параметры фоноцелевой обстановки; ?пр и q - светопропускание и светорассеивание ОП соответственно, зависящие от надежности прицела в условиях перепада температуры, Г - кратность увеличения и 2? - поле зрения ОП - основные характеристики прицела.
При бинокулярном поиске цели ? =16град2(кд/м2)-0,3(у