Патент на изобретение №2151359

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПУСКОМ РАКЕТ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области вооружения, в частности к системам, обеспечивающим автоматизированную подготовку и проведение пуска ракет. Техническим результатом изобретения является предотвращение несанкционированного доступа к процессу пуска ракет. Устройство содержит блок получения информации о положении цели, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий пуск ракет, блок тактического управления для обеспечения пуска. Блок выработки управляющих сигналов выполнен в виде процессора с узлом прерывания, четырех блоков памяти, регистра кодов формируемых сигналов, элементы памяти которых через группу коммутационных элементов соответственно соединены с группой приемников сигналов бортовой системы управления ракеты. В первом блоке памяти размещены паспортные данные ракеты и ключи криптографического преобразования, во втором – программа формирования подготовительных сигналов, в третьем – закриптографированная программа формирования завершающих сигналов для пуска ракет, в четвертом – программа обратного криптографического преобразования. После анализа полученной информации о цели командир принимает решение о пуске ракеты, в процессе которого блок выработки управляющих сигналов формирует и выдает в бортовую систему управления последовательность сигналов, соответствующую циклограмме пуска. При прохождении заданной последовательности предварительных сигналов формируется сигнал, который через узел прерывания поступает в процессор. Последний производит обратное криптографическое преобразование программы, записанной в третьем блоке, и продолжает формирование завершающих сигналов для обеспечения пуска ракеты в соответствии с циклограммой пуска, то есть в предлагаемом устройстве для противодействия несанкционированному доступу к процессу пуска ракеты две криптографические компоненты – ключевая система и программа криптографического преобразования – разнесены и хранятся в физически разных местах, а объединяются только на стадии проведения предстартовой подготовки. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к области техники, занимающейся разработкой систем, обеспечивающих автоматизированную подготовку и проведение пуска ракет ракетных комплексов преимущественно подвижного базирования (противотанковых, противовоздушных, береговых и др.), подверженных захвату террористами с целью производства штатного пуска ракет по намеченным ими целям.

Известно значительное количество систем, обеспечивающих предстартовую подготовку и пуск боеприпасов для поражения точечных и площадных целей: патенты США NN 5096139, 5275354, 5042743, патент Германии 4132233, заявка России 97101618.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для управления пуском ракет по патенту России N 2109247 (МКИ: F 41 G 7/34, F 41 G 7/22), содержащее блок получения информации о положении цели, последовательно соединенные блок хранения информации о ширине зоны обзора головки самонаведения и блок разности, к второму выходу которого подключен блок получения информации о положении цели, блок тактического управления для обеспечения пуска ракет, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первую схему И, второй вход которой соединен с системой запуска ракет, первый счетчик импульсов, блок сравнения, к второму входу которого подключен задатчик временных интервалов пуска ракет, второй счетчик импульсов, дешифратор, последовательно соединенные триггер, вход которого соединен с выходом блока сравнения, схема НЕ, а также регистр назначенных к старту ракет, содержащий n-размерную группу элементов памяти, схема ИЛИ, первый и второй сумматоры, вторая, третья, четвертая и пятая схемы И, регистр хранения информации о приращении бокового отклонения, первый и второй выходы которого подключены к первым входам второй и третьей схем И соответственно, выходы которых подключены соответственно к входам второго и первого сумматоров, выходы которых подключены соответственно к первым входам четвертой и пятой схем И, выходы которых подключены к первому и второму входам схемы ИЛИ, при этом выход триггера подключен к вторым входам третьей и пятой схем И, выход системы НЕ подключен к вторым входам второй и четвертой схем И, третьи входы второй и третьей схем И подключены к выходу блока разности, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающих пуск ракет, содержит n-размерную группу элементов И, первые входы которых соединены соответственно с выходами дешифратора, а вторые – с выходами элементов памяти регистра назначенных к старту ракет блока тактического управления для обеспечения пуска, n-размерную группу схем задержки, входы которых соединены соответственно с выходами элементов И первой n-размерной группы, а выходы соединены соответственно с исполнительными элементами систем запуска двигателей ракет, вторую n-размерную группу элементов И, первые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И первой n-размерной группы, вторые входы – с выходами схемы ИЛИ блока тактического управления для обеспечения пуска, а выходы которых соединены с задатчиками бокового отклонения бортовых систем управления ракет.

Рассматриваемое устройство не предусматривает решение вопроса о предотвращении несанкционированного доступа к технологическому процессу пуска ракет (например, террористов) с явно недоброжелательными целями.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности ракетных комплексов путем введения в состав системы штатного пуска ракет элементов, предотвращающих несанкционированный доступ к процессу пуска.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для управления пуском ракет, содержащее блок получения информации о положении цели, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий пуск ракет, блок тактического управления для обеспечения пуска ракет, содержащий последовательно соединенный генератор тактовых импульсов, первую схему И, второй вход которой соединен с первым выходом системы запуска ракет и счетчик импульсов, дополнительно введены в блок тактического управления для обеспечения пуска ракет последовательно соединенные блок выборки информации о параметрах цели, первый вход которого соединен с выходом блока получения информации о положении цели, а второй – с выходом счетчика импульсов, регистр хранения информации о параметрах цели и группа элементов И, выходом подключенная к входу оперативного запоминающего устройства бортовой вычислительной системы ракеты, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий пуск ракет, выполнен в виде процессора с узлом прерывания первого, второго, третьего и четвертого блоков памяти, выходами соединенных через общую шину с первым информационным входом процессора, к второму информационному входу которого подключен формирователь адресов, регистра кодов формируемых сигналов, содержащего n-размерную группу элементов памяти, коммутационного блока, содержащего n-размерную группу коммутационных элементов, входы которых соединены соответственно с выходами элементов памяти регистра кодов формируемых сигналов, а выходы – с соответствующими входами n-размерной группы приемников сигналов системы управления ракеты, k-входовой системы И, к входам которой подключены k выходов элементов памяти подготовительных сигналов регистра кодов формируемых сигналов, а выход которой подключен к входу формирователя адресов, к первому входу узла прерывания процессора и к второму входу группы элементов И блока тактического управления, при этом в первом блоке памяти размещены паспортные данные ракеты и ключи криптографического преобразования, во втором – программа формирования подготовительных сигналов, в третьем – закриптографированная программа формирования завершающих сигналов для пуска ракет, в четвертом – программа обратного криптографического преобразования, информационный выход процессора соединен с входом регистра кода формируемых сигналов, а к второму входу узла прерывания процессора подключен второй выход системы запуска ракет.

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления пуском ракет.

Устройство для управления пуском ракет содержит в себе блок получения информации о положении цели 1, блок тактического управления для обеспечения пуска ракет 2, включающий в себя генератор тактовых импульсов 3, первую схему И 4, счетчик импульсов 5, блок выборки информации о параметрах цели 6, регистр хранения информации о параметрах цели 7, группу элементов И 8, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий пуск ракет 9, включающий в себя процессор 10, формирователь адресов 11, n-размерный регистр кодов формируемых сигналов 12, содержащий n- размерную группу элементов памяти 13₁. . . 13_k. . . 13_n, коммутационный блок 14, содержащий n-размерную группу коммутационных элементов 15₁. ..15_k…15_n, k – входовая схема И 16, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20 блоки памяти; n-размерная группа приемников сигналов бортовой системы управления, ракеты 21₁…21_k…21_n, оперативное запоминающее устройство бортовой вычислительной системы 22, 23, 24, 25, 26 – входы устройства.

Устройство работает следующим образом. Предположим, что пусковая установка ракет (в общем случае подвижного базирования), оснащенная ракетами какого-либо класса, находится на боевом дежурстве в заданном районе. В какой-то момент времени командир пусковой установки получает боевой приказ из вышестоящего командного пункта на поражение цели, которая в общем случае может находиться вне зоны видимости и перемещаться. Одновременно командиру выдается целеуказание, которое (например, по радиоканалу) поступает на пусковую установку от боевой информационно-управляющей системы и заносится в блок получения информации о положении цели по входу 26 устройства. Возможны и другие каналы поступления целеуказания (речевой канал, оптический или тепловой снимок местности, доставленный, например, командиру на вертолете и др.). В общем случае может быть и циклическое поступление целеуказания, с последующим слежением за текущим положением цели. В состав информации о положении цели входят координаты центра цели, дальность до нее, ее геометрические размеры (например, радиус ядра), угловое положение, состав групповой цели и характеристики расположенных внутри нее объектов поражения (танки, пусковые установки и др. ), государственную принадлежность элементов цели, элементы движения цели (скорость, азимут) и др. Командир по получении отмеченной информации делает топографическую привязку к местности своего текущего места положения, прогнозирует место положения центра цели, выбранного им из тактических соображений элемента групповой цели на момент начала стрельбы, и отдает приказ экипажу на проведение подготовки к стрельбе (подъем пусковой установки, ее разворот, горизонтирование, задействование наземного электропитания, открытия крышек пусковых установок и т.д.).

Из системы запуска ракет по входу 24 подается разрешающий сигнал на второй вход схемы 4 И (например, нажатием командиром кнопки “Целеуказание”) и тактовые импульсы из генератора 3 тактовых импульсов начинают поступать на вход счетчика 5 импульсов. При его переполнении на выходе счетчика 5 появляется сигнал переполнения, который поступает на вход блока выборки информации о параметрах цели 6, а сам счетчик обнуляется и начинает вновь отсчет поступающих импульсов. Блок выборки информации 6 по поступлении сигнала переполнения из счетчика 5 из всего содержимого блока получения информации о положении цели выбирает по заданному алгоритму часть информации, которая входит в состав задания на стрельбу ракетами определенного класса и записывает ее в регистр хранения информации о параметрах цели 7 (например, информация о государственной принадлежности цели нужна только командиру для принятия решения на стрельбу или ее отмену). Не снижая общности размышлений, предположим, что в состав этой информации входят координаты цели и дальность до нее. При очередном переполнении счетчика 5 отмеченная процедура повторяется. При этом содержание блока 7 может изменяться (например, цель приближается). При входе цели в зону досягаемой дальности располагаемого класса ракет по входу 25 на второй вход узла прерывания процессора 10 подается сигнал из системы запуска ракет (например, нажатием командиром кнопки “Предстартовая подготовка и пуск ракет”). После обработки прерывания процессор 10 передает управление на программу, адрес которой установлен на выходе формирователя адреса 11. В исходном состоянии устройства в нем установлен адрес программы, размещенной во втором блоке памяти 18: программа формирования последовательности подготовительных сигналов в соответствии с общей циклограммой пуска ракет. Подготовительные сигналы – это та группа сигналов, поступающих на борт ракеты, после прохождения которых еще допускается отмена старта ракеты и перевод ее в исходное состояние (включение наддува бака ракеты, включение вентилятора обдува приборного отсека и др.). Процессор 10 в соответствии с этой программой в определенные моменты времени формирует коды сигналов и через свой информационный выход записывает их в регистр кодов формируемых сигналов 12. Например, при сформированном коде: 1000…0 “1” записывается только в элемент памяти 13₁ (в остальные элементы записываются “0”). Этот электрический сигнал поступает на первый вход схем 16 И и на вход коммутационного элемента 15₁. Последний умощняет сигнал до необходимого уровня и задействует бортовой приемник сигнала ракеты 21₁. При прохождении k-го сигнала (n > k 1) на выходе схемы 16 И появляется сигнал, который поступает на первый вход узла прерывания процессора 10, на вход формирователя адреса 11 и на второй вход группы элементов 8, который открывается и информация о текущих параметрах цели из регистра 7 поступает в оперативное запоминающее устройство 22 бортовой вычислительной системы для последующей реализации необходимой траектории полета к цели. Необходимо отметить, что отмеченную запись можно реализовать и иным способом в зависимости от особенностей циклограммы пуска. Например, подачей сигнала на второй вход группы элементов 8 с любого выхода элемента памяти 13₁ регистра кодов формируемых сигналов 12. При поступлении сигнала с выхода схемы 16 на вход формирователя адресов 11, последний выставляет адрес начала программы, размещенной в четвертом блоке памяти 20: программы обратного криптографического преобразования. Процессор 10 после обработки прерывания, поступившего на первый вход узла прерывания, переходит к выполнению программы, адрес которой выставлен в формирователе адресов 11. В процессе ее реализации считываются ключи криптографического преобразования, размещенные в первом блоке памяти 17 вместе с паспортными данными ракеты (в этот блок памяти отмеченная информация вводится по входу 23 в период времени до завершения формирования кода k-го сигнала), производится операция обратного криптографического преобразования ранее закриптографированной этими же ключами программы формирования завершающих сигналов, размещенной в третьем блоке памяти 19, и производится реализация этой программы по формированию сигналов на завершение предстартовой подготовки и пуска ракеты (например, переход на бортовое электропитание, снятие блокировки с боевого заряда, запуск двигателя и т.д.). Не исключается возможность использования в качестве ключей паспортных постоянных данных ракет из числа тех, которые одинаковы для всех ракет. В этом случае процесс хранения ключей становится неявным.

Следует отметить, что использование в ракетных комплексах современных вычислительных средств со стандартными каналами информационного обмена, стандартными операционной системой и языками программирования, а также с простой и доступной процедурой копирования информации на емкие носители (дискеты) может привести к возможности несанкционированного копирования программно-математического обеспечения (ПМО) ракетного комплекса (РК):
на предприятии-разработчике ПМО;
на заводе-изготовителе РК;
на технической позиции;
при тренировках экипажей РК.

Изучение этого ПМО может позволить:
выявить ряд тактико-технических характеристик РК;
выявить циклограмму пуска ракеты;
выявить адреса выдачи команд, включая и боевой заряд.

Результатом вышеизложенного может явиться принципиальная возможность производства несанкционированного штатного пуска ракет по назначенным целям или подрыв заряда РК или в составе изделия, или в арсенале.

В описанном выше устройстве предотвращение несанкционированного пуска ракет достигается тем, что наиболее важная в функциональном плане часть ПМО находится в закриптографированном состоянии, например, в соответствии с отечественным ГОСТ 28147-89, который предполагает открытый (всем заранее известный) алгоритм криптографического преобразования и закрытую (секретную) ключевую систему. В этом случае копирование и последующее изучение частично закриптографированного ПМО не даст всей совокупности информации, необходимой для несанкционированного пуска ракет. В предлагаемом устройстве для повышения эффективности предлагаемого мероприятия две криптографические компоненты: ключевая система и программа криптографического преобразования разнесены и хранятся в физически разных местах, а объединяются только на стадии проведения предстартовой подготовки.

В дополнение к отмеченному эффекту следует отметить, что ошибочные действия оператора при тренировочных работах не приведут к несанкционированному пуску.

Формула изобретения

Устройство для управления пуском ракет, содержащее блок получения информации о положении цели, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий пуск ракет, блок тактического управления для обеспечения пуска ракет, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первую схему И, второй вход которой соединен с первым выходом системы запуска ракет, и счетчик импульсов, отличающееся тем, что в блок тактического управления для обеспечения пуска ракет введены последовательно соединенные блок выборки информации о параметрах цели, первый вход которого соединен с выходом блока получения информации о положении цели, а второй – с выходом счетчика импульсов, регистр хранения информации о параметрах цели и группа элементов И, выходом подключенная ко входу оперативного запоминающего устройства бортовой вычислительной системы ракеты, блок выработки управляющих сигналов, обеспечивающий пуск ракет, выполнен в виде процессора с узлом прерывания, первого, второго, третьего и четвертого блоков памяти, выходами соединенных через общую шину с первым информационным входом процессора, ко второму информационному входу которого подключен формирователь адресов, регистра кодов формируемых сигналов, содержащего n-размерную группу элементов памяти, коммутационного блока, содержащего n-размерную группу коммутационных элементов, входы которых соединены соответственно с выходами элементов памяти регистра кодов формируемых сигналов, а выходы – с соответствующими входами n-размерной группы приемников сигналов системы управления ракеты, К-входовой схемы И, ко входам которой подключены К выходов элементов памяти подготовительных сигналов регистра кодов формируемых сигналов, а выход которой подключен ко входу формирователя адресов, к первому входу узла прерывания процессора и ко второму входу группы элементов И блока тактического управления, при этом в первом блоке памяти размещены паспортные данные ракеты и ключи криптографического преобразования, во втором – программа формирования подготовительных сигналов, в третьем – закриптографированная программа формирования завершающих сигналов для пуска ракет, и четвертом – программа обратного криптографического преобразования, информационный выход процессора соединен с входом регистра кода формируемых сигналов, а ко второму входу узла прерывания процессора подключен второй выход системы запуска ракет.

РИСУНКИ

PD4A – Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:

Открытое акционерное общество “Военно-промышленная корпорация “Научно-производственное объединение машиностроения” (RU)

Адрес для переписки:

143966, Московская обл., г. Реутов, ул. Гагарина, д. 33, ОАО “ВПК “НПО машиностроения”

Извещение опубликовано: 10.09.2007 БИ: 25/2007