Бортовой комплекс индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения

Полезная модель относится к устройствам индивидуальной защиты летательного аппарата от зенитных управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения посредством постановки имитирующей активной помехи с борта защищаемого летательного аппарата.

Особенность конструкции прилагаемого бортового комплекса индивидуальной защиты летательного аппарата состоит в том, что он снабжен устройством наведения излучателя активной помехи на атакующую ракету, воспринимающий элемент которого выполнен с возможностью регистрации излучения факела реактивной двигательной установки атакующей ракеты в солнечно-слепом диапазоне ультрафиолетового излучения, т.е. короче 280 нм.

Предлагаемый бортовой комплекс обеспечивает повышение эффективности защиты летательного аппарат за счет увеличения дальности регистрации атакующей ракеты и, соответственно, увеличения времени воздействия излучения имитирующей активной помехи на головку самонаведения атакующей ракеты.

Полезная модель относится к устройствам индивидуальной защиты летательного аппарата (ЛА) от управляемых ракет (УР) с инфракрасными (ИК) головками самонаведения (ГСН) мобильных зенитно-ракетных комплексов наземного базирования.

ИК ГСН является, по существу, оптоэлектронным прибором пассивного типа с ПК каналом связи «УР-ЛА» [1], который предназначен для дискретного во времени получения информации об угловых координатах цели (атакуемого ЛА) посредством регистрации непрерывного во времени ИК излучения от атакуемого ЛА (собственное тепловое излучение ЛА) и выработки соответствующих сигналов в тракте управления полетом УР.

Комплекс индивидуальной защиты ЛА является, соответственно, устройством оптоэлектронного противодействия (ОЭП) ГСН УР. Под ОЭП принято понимать совокупность действий, направленных на снижение эффективности функционирования ГСН УР и увеличение, соответственно, вероятности срыва наведения УР на цель (атакуемый ЛА). Одним из наиболее эффективных методов ОЭП ГСП УР в настоящее время принято считать дезинформирующее воздействие на ГСН непосредственно с борта атакуемого ЛА [2]. В соответствии с общепринятой классификацией такие методы воздействия на ГСН относятся к категории активных методов ОЭП, а реализующие такие методы воздействия устройства - к устройствам формирования активной помехи [3]. Противодействие таких устройств нормальному функционированию ГСН УР основано на формировании пространстве, окружающем ГСН атакующей УР, помехового излучения определенной структуры в спектральном диапазоне чувствительности ГСН, которое при поступлении во входной тракт ГСН и дальнейшем его преобразовании становится источником ложной информации о местонахождении атакуемого ЛА, несмотря на полную исправность ГСН, что с необходимостью приводит к срыву УР на цель (ЛА) [4]. Как следует из работы [4] в целом процесс ОЭП ГСН УР включает два взаимосвязанных этапа. Во-первых, это обнаружение атакующей УР и определение ее пространственных координат, а, во-вторых, осуществление дезинформирующего воздействия на ГСН атакующей УР. Именно поэтому в состав бортовых комплексов индивидуальной защиты ЛА от УР входят два взаимосвязанных функциональных блока - устройство обнаружения ракетной атаки и устройство формирования излучения активной помехи. В самом общем случае устройства обнаружения ракетной атаки подразделяются на активные (т.е. работающие в режиме излучения электромагнитной энергии) и пассивные (работающие только на прием). В настоящее время используются преимущественно пассивные устройства обнаружения ракетной атаки [5].

Совершенно очевидно, что при конструировании пассивных устройств обнаружения ракетной атаки необходимо обеспечить способность этого устройства выявить признаки, по которым УР можно было бы отличить от других объектов в зоне ведения боевых действий. Известно, что факел реактивного двигателя атакующей УР является источником излучения в ИК и ультрафиолетовом (УФ) диапазонах и, следовательно, УР можно обнаружить по фиксации этого излучения. Таким образом, одна из основных задач при конструировании устройств обнаружения атакующей УР пассивного типа состоит в выборе диапазона частот оптического излучения, который необходим для выделения излучения факела реактивного двигателя атакующей УР среди других источников излучения в поле зрения (зоне чувствительности) воспринимающего органа устройства обнаружения атакующей УР.

Следует отметить, что до настоящего времени окончательно не установлен комплекс признаков в любой полосе частот оптического излучения, который гарантировал бы 100-процентную вероятность обнаружения атакующей УР при нулевой вероятности ложных тревог.

В работе [5] указано, что дистанционная регистрация излучения от факела реактивного двигателя УР может осуществляться в ИК (4-5 мкм) и УФ (10-400 нм) диапазонах, причем у УР класса «земля воздух» интенсивность излучения в ПК диапазоне превосходит интенсивность в УФ диапазоне. Однако в ПК диапазоне воспринимающий орган устройства обнаружения атакующей УР всегда фиксирует сигналы от посторонних излучателей искусственного и естественного происхождения, что обуславливает увеличение вероятности ложных тревог. Именно поэтому в настоящее время при регистрации излучения от факела реактивного двигателя УР преимущественно используется УФ составляющая спектра излучения факела реактивного двигателя, поскольку в этом диапазоне существенно меньше источников излучения искусственного происхождения и, следовательно, вероятность ложных тревог существенно ниже, а, соответственно, достоверность идентификации атакующей УР и точность определения направления на нее существенно выше.

Известен разработанный американской фирмой «Нортроп-Груман» бортовой комплекс ОЭП УР с ИК ГСН - LAIRCM AN/AAQ-24 (v) [6].

Указанный комплекс, выбранный в качестве прототипа, содержит устройство формирования излучения активной помехи с излучающим элементом (в виде цезиевой лампы), выполненным с возможностью генерации модулированного ПК излучения в диапазоне чувствительности ИК ГСН УР, сопряженного через линию передачи команд управления с устройством формирования управляющего воздействия, задающий орган которого выполнен в виде системы дистанционной регистрации УФ составляющей излучения реактивного двигателя атакующей УР типа AN/AAR-54 (v), спектральный диапазон чувствительности воспринимающего элемента которой соответствует спектральному диапазону УФ-составляющей излучения факела реактивного двигателя атакующей УР.

Следует отметить, что одна из основных проблем при осуществлении ОЭП ИК ГСН УР посредством имитирующей активной помехи в виде модулированного ИК излучения состоит в необходимости максимально возможного совпадения частоты модуляции излучения активной помехи с частотой модуляции ПК излучения от цели (собственного теплового излучения атакуемого ЛА), принятой в ГСН атакующей УР. Однако, в реальных условиях частота модуляции излучения активной помехи и частота модуляции излучения от цели в ГСН УР, как правило, не совпадает (в силу отсутствия данных о типе атакующей УР), что приводит к необходимости, как это указано в работе [3], существенного превышения величины типовой силы помехового излучения над собственным тепловым излучением атакуемого ЛА. При этом увеличение интенсивности (пиковой силы) помехового излучения возможно, как правило, за счет потребляемой мощности излучающим элементом устройства формирования излучения активной помехи, что, вообще говоря, нежелательно с учетом возможностей бортовой энергетической установки ЛА. Компенсировать указанный недостаток, как это следует из работы [3] можно за счет увеличения времени воздействия излучения имитирующей активной помехи на ГСН в пределах временного интервала, соответствующего минимальной дальности пуска УР, т.е. за счет уменьшения времени выхода комплекса индивидуальной защиты ЛА на боевой режим и увеличения, соответственно, дальности действия комплекса.

Совершенно очевидно, что основным фактором, определяющим дальность действия бортового комплекса индивидуальной защиты ЛА, является контрастная чувствительность воспринимающего элемента системы дистанционной регистрации УФ излучения реактивного двигателя УР. Действительно любой источник излучения, находящийся в пространстве, воспринимается дистанционной системой регистрации излучения только в том случае, если он по яркости или спектру излучения отличается от фона, которым в данном случае является УФ составляющая солнечной радиации.

В соответствии с [7] весь диапазон УФ излучения можно, с определенной степенью условности, разделить на три поддиапазона: УФ-А (320-400 нм), УФ-В (280-320 нм) и УФ-С (короче 280 нм). Исследования показали [8], что спектр солнечного излучения, достигающего земной поверхности, охватывает УФ-А и УФ-В поддиапазоны, причем интенсивность солнечной радиации в УФ-В снижается с уменьшением длины волны, а в УФ-С диапазоне составляющая солнечной радиации полностью отсутствует, т.е. УФ-С поддиапазон можно охарактеризовать как «солнечно-слепой».

Таким образом, недостаток бортового комплекса индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН, выбранного в качестве прототипа, заключается в практической невозможности минимизации фонового воздействия УФ составляющей солнечной радиации в УФ-А и УФ-В поддиапазонах и, соответственно, в невозможности увеличения дальности действия системы дистанционной регистрации УФ составляющей излучения реактивного двигателя УР, что приводит к снижению эффективности комплекса по критерию промаха УР.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в уменьшении фонового влияния УФ составляющей солнечной радиации на восприятие бортовым комплексом УФ составляющей излучения реактивного двигателя атакующей УР и, соответственно, в увеличении дальности регистрации атакующей УР.

Технический результат заключается в повышении эффективности функционирования бортового комплекса индивидуальной защиты ЛА по критерию промаха атакующей УР за счет увеличения времени воздействия излучения имитирующей активной помехи (длительности ОЭП) на ГСН атакующей УР.

Заявляемый бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН, как и комплекс индивидуальной защиты ЛА, выбранный в качестве прототипа, содержит устройство формирования излучения активной помехи, сопряженное через линию передачи команд управления с устройством формирования управляющего воздействия, задающий орган которого выполнен в виде системы дистанционной регистрации УФ составляющей излучения факела реактивного двигателя атакующей УР.

Отличие заявляемого бортового комплекса индивидуальной защиты ЛА от прототипа состоит в том, что воспринимающий элемент системы дистанционной регистрации УФ составляющей излучения факела реактивного двигателя атакующей УР выполнен с возможностью регистрации излучения в солнечно-слепом диапазоне УФ излучения - короче 280 нм.

На фиг.1 приведена блок-схема варианта конкретного выполнения бортового комплекса индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН. В данном конкретном случае бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА содержит устройство формирования излучения активной помехи 1 и устройство формирования управляющего воздействия 2. Устройство формирования управляющего воздействия 2 в свою очередь содержит задающий орган 3, выполненный в виде системы дистанционной регистрации УФ составляющей излучения факела реактивного двигателя атакующей УР, и исполнительный орган 4, сопряженный через линию передачи команд управления 5 с устройством формирования излучения активной помехи 1. Воспринимающий элемент 6 задающего органа 3 выполнен в виде работающего в УФ-С диапазоне пассивного оптоэлектронного детектора мгновенного обзора. Заявляемый бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА имеет типовую функциональную структуру, свойственную устройствам ОЭП УР, конструктивное выполнение отдельных элементов которых достаточно хорошо известно. Следует только отметить, что воспринимающий элемент 6 в данном конкретном случае снабжен фильтром УФ-С излучения в виде монокристалла гексагидрата сульфата цезия-никеля, изготовленного в Институте кристаллографии им. А.В.Шубникова РАН в соответствии с техническим решением ЗАО НТЦ «Реагент» (пат. РФ 2357020).

Заявляемый бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН работает следующим образом. Первоначально, при отсутствии факта атаки УР, а только при ее угрозе, устройство формирования активной помехи 1 находится в дежурном режиме и генерация излучения активной помехи отсутствует. Воспринимающий элемент 6 системы дистанционной регистрации УФ излучения осуществляет «мгновенный» обзор пространства в зоне защиты ЛА. При входе в зону чувствительности воспринимающего элемента 6 атакующей УР, факел реактивного двигателя которой является источником излучения в УФ диапазоне, система 3 осуществляет регистрацию излучения реактивного двигателя УР исключительно в УФ-С диапазоне, а исполнительный орган 4 формирует управляющий сигнал, который несет информацию о пространственном положении атакующей УР. Управляющий сигнал поступает через линию передачи команд управления 5 на вход устройства формирования излучения активной помехи 1. Под воздействием управляющего сигнала устройство 1 переходит в режим генерации модулированного ИК излучения (активной помехи) в направлении на атакующую УР, осуществляя ОЭП ГСН УР.

Преимущество предлагаемого режима регистрации излучения от факела реактивного двигателя УР заключается в устранении фонового воздействия солнечной радиации, а значит в увеличении дальности регистрации атакующей УР по сравнению с прототипом и, соответственно, в увеличении времени воздействия активной помехи на ГСН атакующей УР.

Заявляемый бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН дает возможность модернизации существующих устройств индивидуальной защиты ЛА при минимальных затратах средств и времени путем поставки необходимого для модернизации воспринимающего элемента системы дистанционной регистрации УФ излучения факела реактивного двигателя атакующей УР.

Промышленная применимость заявляемого устройства определяется возможностью его многократного воспроизведения в процессе производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.

Литература:

1. Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов, М.: Машиностроение, 1984.

2. ЗВО, 2002, 9, с.35.

3. Самодергин В.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, НИИ «ЗЕНИТ», МЭП, 1988.

4. Мишук М.Н. Защита самолетов от ракет с тепловыми головками самонаведения, М.: Воениздат, 1982.

5. ЗВО, 2002, 9, с.35.

6. ЗВО, 2005, 12, с.37.

7. Рекомендации по метрологии РФ Р 50.2.044-2005. Государственная система обеспечения единства измерений. Характеристики оптического излучения солнечных имитаторов.

8. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1978.

Бортовой комплекс индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с инфракрасной головкой самонаведения, содержащий устройство формирования излучения активной помехи, сопряженное через линию передачи команд управления с устройством формирования управляющего воздействия, задающий орган которого выполнен в виде системы дистанционной регистрации ультрафиолетовой составляющей излучения факела реактивного двигателя атакующей управляемой ракеты, отличающийся тем, что воспринимающий элемент системы дистанционной регистрации ультрафиолетовой составляющей излучения факела реактивного двигателя атакующей управляемой ракеты выполнен с возможностью регистрации излучения в солнечно-слепом диапазоне ультрафиолетового излучения короче 280 нм.