Устройство противодействия оптико-электронным системам наведения

Полезная модель «Устройство противодействия оптико-электронным системам наведения» относится к области средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ), а более конкретно, к области средств защиты объектов, преимущественно наземных стационарных и подвижных, от высокоточного оружия с полу активными лазерными системами наведения. К отличительным признакам устройства относятся:

- контейнерное исполнение, определяющее взаимное расположение элементов устройства, обеспечивающее автономность, мобильность, возможность применения для защиты различных стационарных и подвижных объектов;

- возможность использования в качестве лазерных ложных целей участков земной поверхности или специальных диффузных отражателей.

Полезная модель «Устройство противодействия оптико-электронным системам наведения» относится к области средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ), а более конкретно, к области средств защиты объектов, преимущественно неземных стационарных и подвижных, от высокоточного оружия с полу активными лазерными системами наведения.

С появлением высокоточного оружия с оптико-электронными системами наведения, в том числе бомб, ракет и артиллерийских снарядов с полуактивными лазерными системами наведения, получили развитие средства защиты объектов от такого оружия, относящиеся к средствам РЭБ.

Известно устройство защиты кораблей от высокоточного оружия с полуактивным лазерным наведением, реализующее активный принцип подавления [1]. Франко-германский концерн EADS на международной выставке вооружения в Дубае представил рекламный проспект, иллюстрирующий концепцию построения и боевого использования корабельного устройства защиты от оружия с полуактивным лазерным самонаведением «COLDS NG Laser ESM/ECM for Navy Vessels». Устройство содержит блоки обнаружения лазерного излучения, лазерный излучатель помехового сигнала с поворотным механизмом, объединяющий их процессор обработки информации и управления, пульт оператора со средствами отображения и органами управления. Устройство работает следующим образом. Блоки обнаружения лазерного излучения регистрируют импульсы излучения лазерного целеуказателя противника, облучающего корабль, и определяют угловые координаты источника излучения. Параметры зарегистрированной импульсной последовательности (частота следования импульсов, временная расстановка импульсов в кодовых пачках) и угловые координаты источника лазерного излучения транслируются в процессор обработки информации и управления, а также отображаются на мониторе пульта оператора. На основании этих данных вырабатываются команды управления лазерным излучателем помехового сигнала, который разворачивается поворотным механизмом по пеленгу на источник лазерного излучения противника. В этом положении лазерный излучатель помехового сигнала производит облучение участка морской поверхности в режиме ответной помехи. Вследствие этого, за счет зеркально-диффузного отражения лазерного излучения от морской поверхности, ориентированного в направлении на полуактивную лазерную головку самонаведения (ПЛГСН), создается ложная лазерная цель (ЛЛЦ). Поскольку ЛЛЦ создается в пределах поля зрения ПЛГСН управляемого снаряда, частотные характеристики сигнала от ЛЛЦ соответствуют характеристикам сигнала, отраженного от корабля, а мощность лазерного излучателя помехового сигнала превышает мощность целеуказателя противника, происходит перенацеливание ПЛГСН на ЛЛЦ и, тем самым, решается задача увода управляемого снаряда от корабля.

Учитывая, что устройство «COLDS NG Laser ESM/ECM for Navy Vessels» предназначено для защиты надводных кораблей, его размещение на корабле предусматривает стационарную установку:

- 2-х или 4-х (в зависимости от размеров корабля) блоков обнаружения лазерных излучений побортно на корабельных надстройках в местах с максимальными зонами обзора;

- одного лазерного излучателя помехового сигнала с поворотным механизмом на корабельной надстройке в зоне с минимальным затенением секторов облучения морской поверхности;

- пульта оператора с процессором обработки информации и управления во внутренних помещениях корабля (предпочтительно в посту РЭБ).

При этом командно-информационные связи между указанными элементами конструкции устройства осуществляются по кабельным линиям, заложенным стационарно в конструкцию корабля. Такое взаимное расположение элементов устройства, адаптированное к специфическим условиям его размещения на корабле, не предусматривает возможности оперативного изменения мест их размещения на корабле и, тем более, перемещения на другой объект.

Кроме того, используемый в устройстве принцип создания ЛЛЦ путем подсветки участка водной поверхности по пеленгу на источник лазерного излучения противника применим, главным образом, для защиты морских объектов, так как основан на использовании эффекта диффузно-направленного отражения лазерного излучения от морской поверхности и отсутствии принципиальных ограничений на создание ЛЛЦ по любому пеленгу на безопасном для корабля расстоянии в пределах поля зрения ПЛГСН (30150 м).

Известно изобретение «Способ и устройство противодействия оптико-электронным системам наведения», наиболее близкое к предлагаемой полезной модели (прототип) [2]. Это изобретение также направлено на решение задачи защиты кораблей от высокоточного оружия с ПЛГСН и обладает рядом преимуществ по сравнению с устройством «COLDS NG Laser ESM/ECM for Navy Vessels». В частности, запатентованное в [2] устройство имеет дополнительно блок декодирования и связь с системой единого времени. За счет этого обеспечивается возможность не только выявления временных параметров расстановки импульсов в кодовых пачках, излучаемых целеуказателем противника, но и постоянной коррекции выявленных кодов, а также сдвига излучаемых ответных кодовых пачек сигнала помехи во времени с целью гарантированного попадания помеховых сигналов в пределы временных стробов ПЛГСН. Указанное обстоятельство существенно повышает эффективность воздействия помехи на ПЛГСН, работающие с кодированными сигналами.

Однако рассматриваемый прототип, как и устройство «COLDS NG Laser ESM/ECM for Navy Vessels», обладает теми же недостатками, обусловленными спецификой условий размещения и боевого применения на корабле. Эти недостатки принципиальным образом сказываются на применимости указанных устройств для защиты наземных стационарных и подвижных объектов. Основные причины, препятствующие возможности использования известных устройств для защиты таких объектов, заключаются в следующем:

1. Известные устройства рассчитаны на защиту корабля как объекта в целом. Такие важные стационарные наземные объекты, подлежащие защите, как, например, атомные и другие электростанции, предприятия атомной и химической промышленности, центры государственного и военного управления и т.п., расположены на значительных территориях, многократно превышающих размеры кораблей, имеют большое количество зданий и сооружений различной степени важности. Применение ВТО с ПЛГСН по таким объектам предусматривает избирательное поражение наиболее важных и уязвимых элементов (сооружений) объектов, отстояние которых между собой может составлять от десятков метров до единиц километров. Поэтому, учитывая ограниченные размеры защищаемой с помощью известных устройств зоны (до 200300 м), защита таких объектов в целом с помощью подобных устройств не всегда может быть обеспечена.

2. Принципиальные трудности при использовании известных устройств возникают в случае необходимости защиты ряда подвижных наземных объектов, таких, например, как железнодорожные составы и автоколонны со спецгрузами. В этих условиях возможность организации кабельных информационно-командных связей между элементами устройства, расположенными в различных частях железнодорожного состава или автоколонны, исключена. К тому же такие объекты имеют переменный состав, что не позволяет осуществить стационарное размещение устройства защиты.

3. Как стационарные, так и подвижные наземные объекты практически никогда не находятся в окружении подстилающей водной поверхности, которая используется, в силу специфики преимущественно направленного отражения лазерного излучения водой, для создания ЛЛЦ в случае применения прототипа. Подстилающие наземные поверхности в подавляющем большинстве случаев имеют близкие к диффузным индикатрисы рассеяния лазерного излучения с, в некоторых случаях, слабо выраженной зеркальной направленностью [3]. Это обстоятельство не позволяет в наземных условиях реализовать преимущества известных устройств, обусловленные зеркальной направленностью отражения лазерного излучения водной поверхностью в направлении на ПЛГСН при облучении водной поверхности по пеленгу на источник лазерного излучения противника.

4. Реализуемый в известных устройствах принцип создания ЛЛЦ на безопасном для корабля удалении (30150 м) в направлении на источник лазерного излучения противника обеспечивает попадание ВТО в точку создания на морской поверхности ЛЛЦ с вероятным круговым отклонением 310 м. В морских условиях попадание ВТО любого калибра в такую точку не представляет практической угрозы ни для защищаемого корабля, ни для других кораблей корабельного соединения, так как плотность строев корабельных соединений превышает указанные величины. В условиях защиты наземных объектов дистанции между отдельными элементами (сооружениями) объектов могут быть и менее 30150 м. Поэтому создание ЛЛЦ в пределах указанных дистанций от одного защищаемого элемента (сооружения) объекта в случайном (не прогнозируемом заранее) направлении на лазерный излучатель противника может привести к тому, что эта ЛЛЦ будет создана на поверхности другого важного элемента (сооружения) объекта, или будет находиться в опасной для него близости. Тем самым возникает угроза, что защита одного элемента (сооружения) объекта приведет к поражению другого, не менее важного и уязвимого, элемента.

5. Использование известных устройств, устанавливаемых на защищаемых объектах стационарно, мероприятие достаточно затратное и вполне оправданное в случаях защиты военных кораблей, постоянно находящихся в условиях угрозы боевого столкновения с противником. В то же время угроза применения ВТО по наземным объектам не столь однозначна. В частности, для стационарных наземных объектов, находящихся в глубине территории страны за пределами зоны возможного проникновения носителей ВТО с ПЛГСН, такая угроза практически отсутствует. Также такая угроза отсутствует для подвижных наземных объектов, находящихся за пределами зоны боевых действий. Поэтому установка стационарных средств защиты от ВТО с ПЛГСН, каковыми являются известные устройства, на всех подлежащих защите стационарных и подвижных объектах, может привести к неоправданным избыточным затратам материальных и финансовых ресурсов.

Предлагаемое устройство решает задачу защиты от ВТО с ПЛГСН наземных стационарных и подвижных объектов, их наиболее важных и уязвимых элементов в условиях отсутствия окружающей водной подстилающей поверхности и необходимости в стационарном постоянном размещении устройства на объектах, а также позволяет снизить расход материальных и финансовых ресурсов на обеспечение защиты объектов.

Для достижения указанного технического результата заявляемое устройство выполнено в виде автономного контейнера, например морского транспортного, внутри которого размещены 2 выдвижных блока обнаружения лазерных излучений, блок выдвижного лазерного излучателя помехового сигнала с поворотным механизмом, пульт оператора с процессором обработки информации и управления, агрегаты и блоки вторичного электропитания, а также выносные отражатели лазерного излучения.

Существенными отличительными признаками предлагаемого устройства от прототипа являются:

1. Размещение всех исполнительных элементов устройства в едином автономном контейнере, внутри которого стационарно проложены все необходимые информационно-командные кабельные линии связи. За счет этого исключается потребность в стационарной или временной прокладке таких кабельных линий связи на защищаемом объекте. В этом случае для работы заявляемого устройства от защищаемого объекта или автономного генератора требуется лишь подача первичного электропитания. Такое устройство в контейнерном исполнении обладает необходимыми для его автономного эффективного функционирования источниками информации в виде блоков обнаружения лазерных излучений, лазерным излучателем помехового сигнала с поворотным устройством, пультом управления с процессором обработки информации, источниками вторичного электропитания. Контейнерное автономное исполнение устройства обеспечивает возможность его мобильной транспортировки на различных подвижных платформах, быстрой, без дополнительных пуско-наладочных работ, установки в случаях необходимости на защищаемых стационарных или подвижных объектах, быстрого демонтажа, а также складского хранения в мирное время. Предлагаемое конструктивное решение устройства позволяет использовать его для защиты только тех объектов или их элементов, которые действительно находятся в зоне возможного применения ВТО с ПЛГСН, а также, при необходимости, перемещать его для защиты других объектов. Тем самым исключается необходимость в избыточном расходовании материальных и финансовых средств для оснащения средствами защиты всех важных объектов.

2. Наличие выдвижных блоков аппаратуры обнаружения лазерных излучений противника и выдвижного блока лазерного излучателя помехового сигнала с поворотным механизмом. За счет этого указанные блоки, содержащие оптические элементы, в условиях транспортировки и хранения устройства находятся внутри контейнера и не подвергаются вредным атмосферным воздействиям, что увеличивает сроки их эксплуатации. При установке устройства на защищаемом объекте, в случае угрозы применения противником ВТО с ПЛГСН, блоки обнаружения лазерных излучений и блок лазерного излучателя выдвигаются через люки за пределы внутреннего объема контейнера и устанавливаются в рабочие положения. При этом блоки обнаружения лазерных излучений располагаются в противоположных торцевых концах на крыше контейнера и ориентированы во взаимно противоположных направлениях. За счет этого обеспечивается всеракурсная зона обнаружения излучений. Блок лазерного излучателя помехового сигнала с поворотным механизмом в рабочем положении находится в центральной части крыши контейнера, причем выходное отверстие для вывода лазерного излучения находится выше блоков обнаружения лазерных излучений. Вследствие этого устраняются возможные ограничения в направлениях излучения для создания ЛЛЦ, обусловленные экранирующим воздействием корпусов блоков обнаружения лазерных излучений.

3. В отличие от известных устройств, в предлагаемом техническом решении создание ЛЛЦ осуществляется не подсветкой морской поверхности по пеленгу на лазерный излучатель противника, а путем облучения участков окружающей земной поверхности или выносных диффузных отражателей лазерного излучения, расположенных в фиксированных точках, удаленных от защищаемых и соседних с ними объектов (сооружений) на безопасное для них расстояние. Учитывая, что при диффузном отражении, независимо от величины угла падения, индикатриса отражения имеет форму окружности [4], такие ЛЛЦ обеспечивают относительно постоянный уровень отраженного сигнала в пределах телесного угла не менее 60°. При этом коэффициенты отражения различных естественных наземных поверхностей в большинстве случаев в 23 раза превышают значения коэффициентов диффузного отражения воды. Например, для снега это превышение составляет 3,5 раза, для песка - 2,2 раза, для бетона - 2,3 раза, для леса - 1,5 раза, для белых матовых красок - 4 раза [3]. Поэтому такие ЛЛЦ эффективны в пределах сектора не менее 60, что исключает необходимость точного наведения лазерного излучателя помехового сигнала по пеленгу на источник лазерного излучения противника. Поскольку стационарные наземные объекты имеют постоянное положение, безопасные для них точки создания ЛЛЦ для различных возможных направлений нанесения удара могут быть выбраны с дискретностью около 60° заранее. В качестве таких фиксированных точек могут быть выбраны либо участки земной поверхности, если эти участки обладают требуемой отражательной способностью, либо в этих точках устанавливаются выносные отражатели, окрашенные, например, белой матовой краской с гарантированно высоким диффузным отражением. Поскольку такие точки создания ЛЛЦ фиксированы и известны заранее, в программу управления механизмом наведения лазерного помехового излучателя вводятся угловые координаты этих точек относительно места расположения устройства. В управляющем процессоре, с учетом направления на обнаруженный лазерный излучатель противника, решается задача выбора одной из набора фиксированных точек создания ЛЛЦ, в секторе эффективного действия которой находится излучатель противника. При защите подвижных объектов, создание ЛЛЦ осуществляется в движении или на стоянке путем облучения участка земной поверхности в фиксированном направлении справа или слева относительно направления движения.

На приведенной иллюстрации (фиг.1) представлена блок-схема, поясняющая сущность заявляемой полезной модели. Устройство размещено в автономном контейнере 1, содержит блоки обнаружения лазерных излучений 2, лазерный излучатель помехового сигнала с поворотным устройством 3, блоки вторичного электропитания 4, процессор управления 5, пульт оператора 6. Все информационно-командные связи между указанными элементами устройства осуществляются по кабельным линиям связи, проложенным внутри контейнера и являющимися принадлежностью устройства. Кроме того, в состав устройства входят выносные диффузные отражатели 8 (например, щиты, покрытые матовой белой краской), устанавливаемые на безопасных для защищаемых объектов дистанциях, ориентированные в направлениях, перекрывающих угрожаемые направления нанесения ударов ВТО с ПЛГСН. Первичное электропитание устройства осуществляется от источника 9, не входящего в состав устройства, являющегося автономным электрогенератором или бортовой сетью защищаемого объекта.

Блоки обнаружения лазерных излучений 2 в рабочем положении расположены в торцевых краях крыши контейнера 1 и ориентированы зонами обнаружения во взаимно противоположных направлениях, вследствие чего исключается взаимное экранирование зон обнаружения. Лазерный излучатель помехового сигнала с поворотным устройством 3 в рабочем положении расположен в центральной части крыши контейнера 1, причем разворачиваемое выходное отверстие для вывода помехового лазерного излучение располагается выше корпусов блоков обнаружения лазерных излучений, что исключает экранирование зон создания ЛЛЦ корпусами блоков обнаружения 2.

Устройство работает следующим образом. В случае облучения защищаемого объекта лазерным целеуказателем противника, в блоке обнаружения лазерных излучений 2 осуществляется регистрация факта облучения и определяются угловые координаты источника облучения. Эта информация передается в процессор управления 5 и через него - для отображения на экран пульта оператора. В процессоре управления 5 на основании этой информации определяются также частотно-временные параметры кодовой последовательности импульсов лазерного целеуказателя противника. Эти данные являются исходными для выработки в процессоре управления 5 команд, задающих частотный режим излучения лазерного излучателя помехового сигнала 3 и его наведения в одну из заранее введенных в память процессора точек создания ЛЛЦ 8, обеспечивающую диффузное рассеяние лазерного излучения в направлении сектора нахождения целеуказателя противника. По этим командам, автоматически или после их утверждения оператором, лазерный излучатель помехового сигнала 3 разворачивается в направлении создания ЛЛЦ и лучом 7 осуществляет облучение назначенной точки создания ЛЛЦ 8, представляющей собой участок земной поверхности или специальный диффузный отражатель (как показано на блок-схеме). Облучение точки создания ЛЛЦ осуществляется до прекращения работы лазерного целеуказателя противника.

Изложенные выше описание конструкции заявляемого устройства и его действия (работы) свидетельствуют о возможности осуществления данной полезной модели на современном техническом уровне и достижения того технического результата, для которого предназначена заявляемая полезная модель. Подтверждением технической реализуемости устройства является фото, представленное на фиг.2, иллюстрирующее внешний вид одного из вариантов заявляемого устройства. Наземные испытания этого варианта устройства подтвердили достижимость заявленного технического результата.

Перечень использованных источников информации

1. Рекламный проспект концерна EADS (Франция - Германия) «COLDS NG Laser ESM/ECM for Navy Vessels», 2002.

2. Украина. Декларационный патент на изобретение «Способ и устройство противодействия оптико-электронным системам наведения», 53893А, опубл. 17.02.2003 г. Бюл. 2.

3. Белов Е.Ф., Губанов Б.С.и др. Проектирование и эксплуатация лазерных приборов в судостроении. Л. Изд. «Судостроение». 1986, стр.173181.

4. Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники. М. изд. «Советское радио», 1978, стр.147.

1. Устройство противодействия оптико-электронным системам наведения, которое содержит последовательно соединенные блоки обнаружения лазерных излучений, процессор обработки обнаруженных лазерных сигналов и выработки команд управления, пульт оператора, лазерный передатчик помехового сигнала с поворотным устройством, источники вторичного электропитания, отличающееся тем, что в его состав дополнительно включены отражатели, диффузно рассеивающие лазерное излучение, а все элементы устройства размещены в автономном контейнере, устанавливаемом на стационарном или подвижном защищаемом объекте.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блоки обнаружения лазерных излучений и лазерный передатчик помехового сигнала с поворотным устройством в нерабочем состоянии (при транспортировке, хранении) располагаются внутри контейнера, а в рабочем положении (при боевой работе) выдвигаются через люки наружу.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в рабочем положении (при боевой работе) блоки обнаружения лазерных излучений располагаются на торцевых краях крыши контейнера и ориентируются зонами обнаружения во взаимно противоположных направлениях, а лазерный передатчик помехового сигнала размещается в центральной части крыши контейнера таким образом, чтобы выходное отверстие лазерного излучателя находилось выше корпусов блоков обнаружения лазерных излучений.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при боевой работе создание лазерных ложных целей осуществляется путем подсветки излучением лазерного передатчика помехового сигнала участка земной поверхности или отражателя, диффузно рассеивающего лазерное излучение, располагаемых в одной из фиксированных точек относительно защищаемого объекта, удаленных от него и других защищаемых объектов на безопасное для них расстояние не менее 30 м.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при боевой работе отражатели, диффузно рассеивающие лазерное излучение, ориентируются в фиксированных точках относительно защищаемого объекта таким образом, чтобы индикатрисы диффузного отражения от них помехового лазерного излучения охватывали максимальные сектора возможных направлений атаки.