Устройство активной защиты объекта бронетанковой техники
Полезная модель относится к устройствам активной защиты объекта бронетанковой техники от поражающего воздействия противотанковых управляемых ракет, оснащенных инфракрасным трассером, путем постановки помех системе наведения ракеты на цель. Особенность конструкции предлагаемого устройства состоит в том, что излучающий элемент блока формирования помехового излучения выполнен в виде линейного источника инфракрасного излучения на основе электрического разряда в парах цезия и установлен в зеркальном отражателе, центральная часть которого представляет собой параболоцилиндр.
Полезная модель относится к вооружению, в частности к устройствам активной защиты объектов бронетанковой техники (ОБТТ) от поражающего воздействия противотанковых управляемых ракет (ПТУР), оснащенных инфракрасными (ИК) трассерами, путем постановки помех системе наведения ПТУР на цель.
Большинство современных ПТУР снабжены полуавтоматической командой системой управления. Особенностью этой системы является наличие в ней координатора, осуществляющего пеленгацию ракеты по ИК излучению. бортового источника (трассера). Поскольку координатор обращен в сторону цели, появляется возможность воздействия на него направленным излучением помехи, имитирующим по структуре и спектральному диапазону излучение трассера и превосходящего его по силе излучения [1]. Координатор в этом случае начинает отслеживать не трассер, а помеховый излучатель, в следствии чего происходит нарушение управляемости ракетой и, в конечном итоге, промаху.
Эффективность защиты ОБТТ от ПТУР с ИК трассером в первую очередь зависит от степени совпадения спектрального диапазона помехового излучения и закона его модуляции с соответствующими характеристиками излучения ИК трассера.
Известно устройство активной защиты ОБТТ путем постановки помех системе наведения ПТУР с ИК трассером, выбранное в качестве прототипа [2]. Устройство содержит установленный на башенной артиллерийской установке ОБТТ блок формирования направленного модулированного некогерентного ИК излучения, который выполнен в виде двух идентичных по светотехническим характеристикам излучателей, установленных на башне симметрично относительно ствола орудия. Прицельное наведение излучателей блока формирования направленного некогерентного ИК излучения осуществляется с помощью специального привода путем поворота блока по горизонтали вместе с башней, а по вертикали - вместе с орудием. Каждый из ИК излучателей содержит излучающий элемент в виде газоразрядного источника света, блок модуляции разрядного тока по частоте и формирующую оптическую систему, которая включает в себя блок фильтрации излучения источника света и блок формирования диаграммы направленности помехового излучения. Каждый из газоразрядных источников света выполнен в
виде короткодуговой ксеноновой лампы. Каждый из источников размещен в параболоидном зеркальном отражателе, фокус которого совмещен со световым центром святящего тела источника. Указанное устройство формирует некруглосимметричную диаграмму направленности помехового излучения в спектральном диапазоне до 1,2 мкм и, как следует из [2], обеспечивает на удалении до 2,5 км. от носителя устройства защиты (ОБТТ) сплошную зону подавления ПТУР с ИК трассерами до 840 м. по фронту.
Следует отметить, что в настоящее время наметилась тенденция по расширению спектрального диапазона излучения трассеров в среднюю область ИК спектра (3-5 мкм).
Таким образом, недостаток устройства активной защиты ОБТТ, выбранного в качестве прототипа, состоит в невозможности обеспечения необходимого уровня защиты ОБТТ от различных ПТУР, поскольку спектр излучения его излучающего элемента не превосходит 1,2 мкм.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении уровня защиты ОБТТ от поражающего воздействия ПТУР с ИК трассерами за счет расширения спектрального диапазона помехового излучения.
Как и устройство, выбранное в качестве прототипа, заявляемое устройство активной защиты ОБТТ содержит в составе установленного на башенной артиллерийской установки ОБТТ блока формирования направленного модулированного некогерентного ИК излучения излучатель, в состав которого, в свою очередь, входят излучающий элемент и зеркальный отражатель. Заявляемое устройство отличается от прототипа в первую очередь тем, что излучающий элемент выполнен в виде источника ИК излучения на основе электрического разряда в парах цезия. Модуляция разрядного тока такого источника позволяет получить практически любую, требуемую для подавления ПТУР с ИК трассером, последовательность импульсов излучения в спектральном диапазоне до 5,5 мкм [3].
Конструктивно излучающий элемент в виде разрядного источника ИК излучения представляет собой наполненную излучающим веществом разрядную горелку с прямой трубчатой оболочкой из лейкосапфира.
Соответственно отражатель излучателя с таким излучающим элементом должен быть выполнен в виде зеркальной поверхности, центральная часть которого представляет собой параболоцилиндр, фокальная линия которого совмещена с осевой линией излучающего элемента, а точки соединения между собой центральной части отражателя и каждой из его торцевых частей лежат в плоскости, расположенной наклонно относительно
образующей центральной части отражателя. При этом собственно поверхности торцевых частей зеркального отражателя могут быть выполнены либо в виде участков плоской поверхности, либо в виде частей параболоида вращения, фокус и оптическая ось которого совпадают с фокусом и оптической осью центральной профильной параболы параболоцилиндра, либо каждая из торцевых частей отражателя может быть выполнена в виде частей параболоида вращения, оптическая ось которого параллельна оптической оси центральной профильной параболы параболоцилиндра, а его фокус размещен на фокальной линии параболоцилиндра и совмещен с соответствующим торцом святящего тела излучающего элемента (торцом электрода разрядной горелки источника излучения). Выбор угла наклона торцевой поверхности (или ее форма) зеркального отражателя такого типа для конкретного варианта компоновочного решения хорошо известен из светотехнической практики [4, 5] и более подробного пояснения не требует.
На фиг.1 и 2 представлено схематическое изображение варианта конкретного выполнения излучателя блока формирования направленного модулированного некогерентного ИК излучения устройства активной защиты ОБТТ. Фиг.1 - продольное сечение излучателя, фиг.2 - то же, поперечное сечение.
В данном конкретном случае устройство активной защиты ОБТТ содержит излучатель направленного модулированного ИК излучения в составе блока питания и управления (на фиг. не показан), излучающего элементы, выполненного в виде импульсной газоразрядной лампы с цезиевым наполнителем 1, которая установлена в отражателе. Центральная часть 2 отражателя выполнена в виде параболоцилиндра, а каждая из его торцевых частей 3 выполнена в виде части параболоида вращения с фокусом, размещенным на фокальной линии 4 параболоцилиндра 2 и совмещенным с торцом соответствующего электрода 5 лампы 1, и осью вращения 6, параллельной оптической оси 7 излучателя. Фильтрация видимой и ультрафиолетовой составляющих излучения лампы 1 могут быть осуществлена посредством известных в светотехнике решений и в данном случае не рассматривается.
Устройство активной защиты ОБТТ работает следующим образом. При подходе ОБТТ к атакоопасной зоне силовое питание подается с блока питания и управления на излучающий элемент - лампу 1. Временная структура силовых токовых импульсов на выходе блока питания и управления определяется заложенной в него программой. Принцип работы светооптической пары «излучающий элемент - отражатель» основан на преобразовании электрической энергии в световое излучение определенного
спектрального диапазона с последующим его перераспределением в пространстве в соответствии с конструктивными особенностями светооптической пары.
В данном случае газоразрядная лампа с цезиевым наполнителем 1 формирует импульсы оптического излучения, временная структура которых соответствует временной структуре силовых типовых импульсов, в диапазоне от 0,4 до 5,5 мкм. Световой поток от лампы 1 перераспределяется в пространстве зеркальным отражателем, центральная часть которого 2 выполнена в виде параболоцилиндра. В данном случае форма святящего тела представляет собой цилиндр длиной L и диаметром d. В светотехнике принято [4] классифицировать цилиндрические светящие тела источников света (излучающих элементов световых приборов) по соотношению их L и d. Так, при L/d>8, что имеет место для известных ламп с цезиевым наполнением, светящее тело имеет «нитевидную» форму, т.е. нет необходимости учитывать угловые размеры их торцов и неодинаковые угловые размеры по длине светящего тела. Центральная часть 2 отражателя (параболоцилиндр) с нитевидным излучающим элементом 1 вдоль ее фокальной линии формирует веерообразный световой пучок, поскольку в профильный секущей плоскости она работает аналогично параболоидному отражателю, а в продольном сечении - аналогично плоскому зеркалу. В плоскости светового отверстия отражателя формируется прямоугольный пучок света, размеры которого соответственно Н - поперечный размер центральной части отражателя и L - длина святящего тела лампы 1, размеры которого всегда меньше продольного размера светового отверстия отражателя.
Именно поэтому увеличение осевой силы света I о излучателя в пределах полезного угла излучения осуществляется за счет выполнения торцевых участков 3 отражателя в виде частей параболоидов вращения. При этом Iо излучателя слагается из силы света Iл лампы 1, центральной части 2 отражателя Iу и торцевых участков 3 отражателя Iт:
I о=Iл+Iу+I т, причем Iт=2
ВА, где - коэффициент зеркального отражателя торцевого участка 3, В - яркость лампы 1, А - площадь проекции торцевой части отражателя на плоскость перпендикулярную оптической оси излучателя. Расчеты показывают, что осевая сила света излучателя при этом возрастает не менее, чем на 40%.
Таким образом заявляемое устройство обеспечивает достаточную однородность помехового излучения на расстоянии, сопоставимой с минимальной дальностью пуска ПТУР с ИК трассером, в диапазоне курсовых углов не менее ±20%.
Промышленная применимость заявляемого решения подтверждается возможностью его многократного воспроизведения в процессе
производственного изготовления. Устройство разработано для серийного изготовления с использованием стандартного оборудования, современных технологий и комплектации.
Литература:
1. Зарубежное военное обозрение, 2003, №11, стр.33-37.
2. Пат. РФ №2102653, Бюл. №2, 20.01.98.
3. Aric Loytty, A new ark tube for HPS lamps, Lighing Design and application, February, 1976, p.14-17.
4. B.B.Трембач. Световые приборы. М. высшая школа. 1990.
5. Б.Н.Глебов. Об увеличении осевой силы света светового прибора. Светотехника. 1986, №6, с.10-11.
1. Устройство активной защиты объекта бронетанковой техники, содержащее в составе излучателя блока формирования направленного модулированного некогерентного инфракрасного излучения, размещенного на башенной артиллерийской установке объекта бронетанковой техники, и зеркальный отражатель, отличающееся тем, что излучающий элемент выполнен в виде линейного источника инфракрасного излучения на основе электрического разряда в парах цезия, а зеркальный отражатель выполнен в виде непрерывной отражающей поверхности, центральная часть которой представляет собой параболоцилиндр, фокальная линия которого совмещена с осевой линией излучающего элемента, и точки соединения между собой каждой из торцевых частей отражателя и его центральной части лежат в плоскости, расположенной наклонно относительно образующей центральной части отражателя.
2. Устройство активной защиты объекта бронетанковой техники по п.1, отличающееся тем, что торцевые части зеркального отражателя выполнены в виде участков плоской поверхности.
3. Устройство активной защиты объекта бронетанковой техники по п.1, отличающееся тем, что торцевые части зеркального отражателя выполнены в виде частей параболоида вращения, фокус и оптическая ось которого совпадают с фокусом и оптической осью центральной профильной параболы параболоцилиндра центральной части зеркального отражателя.
4. Устройство активной защиты объекта бронетанковой техники по п.1, отличающееся тем, что каждая из торцевых частей зеркального отражателя выполнена в виде части параболоида вращения, оптическая ось которого параллельна оптической оси центральной профильной параболы параболоцилиндра центральной части зеркального отражателя, а его фокус размещен на фокальной линии параболоцилиндра и совмещен с торцом соответствующего электрода линейного источника инфракрасного излучения на основе электрического разряда в парах цезия.
