Средство индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения путем постановки активной помехи с борта атакующего летательного аппарата. Отличительная особенность предлагаемого устройства состоит в том, что блок формирования направленного некогерентного оптического излучения, входящий в его состав, содержит инфракрасный и ультрафиолетовый излучатели, оптические оси которых параллельны, а угловая величина базы между их световыми центрами не превосходит максимального угла поля зрения входной оптической системы головки самонаведения при минимальной для атакующей ракеты дальности пуска. Конструкция предлагаемого устройства обеспечивает повышение живучести защищаемого летательного аппарата в условиях применения противником управляемых ракет различного типа.

Полезная модель относится к вооружению, в частности к системам индивидуальной защиты летательных аппаратов (ЛА) от переносных зенитных ракетных комплексов (ПЗРК), оснащенных управляемыми ракетами (УР) с оптическими головками самонаведения (ОГСН).

Для защиты ЛА (самолетов и вертолетов) от УР используются специальные бортовые средства поставки активных помех, обеспечивающие оптико-электронное подавление ОГСН УР.

Механизм воздействия на ОГСН активной помехи в виде некогерентного оптического излучения в спектральном диапазоне чувствительности ОГСН достаточно хорошо известен [1, 2]. Установлено, что эффективность подавления ГСН активной помеховой в основном зависит от спектрального диапазона излучения помехи, соответствующего спектральному диапазону наведения ОГСН на цель (ЛА), пространственно-временной структуры помехового сигнала, величины превышения пиковой силы излучения помехового сигнала в инфракрасном (ИК) диапазоне над суммарным тепловым (собственным) излучением ЛА и формы индикатрисы излучения помехи, обеспечивающей прикрытие ЛА со всех атакоопасных направлений в течение всего времени нахождения в атакоопасной зоне.

Известно устройство индивидуальной защиты ЛА от УР ОГСН в ИК диапазоне, содержащее блок формирования некогерентного оптического излучения в виде излучателя в составе излучающего элемента, выполненного в виде газоразрядной лампы с цезиевым наполнителем с модуляцией излучения по разрядному току, и оптической системы, формирующей индикатрису излучения по азимуту и углу места [3]. Конструкция этого устройства дает возможность формировать в атакоопасной зоне помеховый сигнал, обеспечивающий срыв наведения ГСН в спектральном диапазоне 3,8-4,7 мкм. Защита ЛА осуществляется в течение всего времени полета без сопряжения с информационными средствами оптико-электронной разведки пуска ракеты.

Недостаток этого устройства состоит в принципиальной невозможности противодействия ПЗРК, у которых ОГСН УР снабжены двумя каналами приема сигнала от цели (атакуемого ЛА) - в инфракрасном (ИК) и ультрафиолетовом (УФ) диапазонах. Так, например, ОГСН УР ПЗРК Stinger-Post [4] работает в ИК

(3,8-4,7 мкм) и УФ (0,1-0,4 мкм) диапазонах. УФ канал приема сигнала от цели используются для наведения УР по отрицательному контрасту ЛА на фоне неба, когда соотношение «сигнал/шум» в УФ канале оказывается выше, чем в ИК канале.

Известно устройство индивидуальной защиты ЛА от УР с такого типа ОГСН, которое содержит в составе установленного на борту ЛА блока формирования некогерентного оптического излучения ИК и УФ излучатели, причем помеховое излучение в УФ диапазоне формируется в нижней полусфере зоны защиты ЛА, а по структуре близко к излучению атмосферы в направлении земной поверхности (нисходящее излучение) - 0,28÷0,4 мкм, но превосходит это излучение по интенсивности в 3-5 раз и составляет, соответственно, не менее 35-40 Вт/ср в спектральном диапазоне 0,1-0,4 мкм. Это устройство обеспечивает повышение живучести ЛА путем подавления ОГСН, работающих в двух диапазонах оптического спектра - ИК и УФ.

Следует, однако, отметить, что в реальных условиях при отсутствии достоверной информации о типе атакующей ракеты частота модуляции излучения помехи в ИК диапазоне и частота модуляции ИК излучения от цели, принятой в ОГСН атакующей ракеты, не совпадают, что приводит к увеличению времени до срыва самонаведения ГСН в ИК диапазоне.

Известно [2], что одна из основных проблем при создании средств подавления ГСН в ИК диапазоне состоит в необходимости существенного, в десятки раз, превышения пиковой силы помехового излучения над собственным тепловым излучением ЛА при условии формирования помехового сигнала со структурой произвольной сложности. Такое превышение позволяет использовать для оптико-электронного подавления ГСН в ИК диапазоне помехового сигнала, расстройка частоты модуляции которого относительно частоты модуляции сигнала от цели составляет 10% и даже более. Такое превышение пиковой силы помехового излучения в ИК диапазоне над собственным тепловым излучением ЛА требует больших энергетических затрат, которые просто невозможно получить от энергоагрегата реального ЛА.

Именно поэтому, как следует из ряда источников [6, 7], ведутся работы по созданию особого класса средств подавления ОГСН - направленных средств подавления ОГСН и, в частности, в ИК диапазоне.

Принципиальное отличие средств подавления направленного типа от всеракурсных средств подавления ГСН УР состоит в следующем. У всеракурсного средства подавления ОГСН индикатриса излучения активной помехи перекрывает всю атакоопасную зону при возникновении опасности ракетной атаки, причем ее ориентация относительно ЛА неизменна и не зависит от

маневрирования УР относительно ЛА, а у направленного средства подавления ОГСН помеховое излучение сконцентрировано в ограниченной зоне пространства и ориентировано непосредственно на ГСН УР независимо от взаимного маневрирования ЛА и УР. Именно поэтому направленное средство подавления ГСН обеспечивает значительно большее превышение силы помехового излучения над собственным тепловым излучением ЛА в направлении на ГСН атакующей ракеты по сравнению с всеракурсным средством формирования активной помехи в ИК диапазоне.

Известно средство индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН («Немезида») [7], выбранное в качестве прототипа, которые содержат установленный на борту ЛА блок формирования направленного некогерентного модулированного ИК излучения с системой его наведения на атакующую ракету, задающий орган которого выполнен в виде бортового устройства обнаружения и сопровождения атакующей ракеты. Блок формирования направленного излучения в данном случае выполнен в виде единичного излучателя некогерентного модулированного ИК излучения в составе сапфировой лампы с цезиевым наполнителем, амплитудная модуляция излучения которой осуществляется модуляцией ее разрядного тока, и светоформирующей оптической системы направленного типа, обеспечивающей концентрацию ИК излучения от лампы от узкий луч. Выбранное в качестве прототипа средство защиты ЛА работает по принципу следящей системы [8], причем заданной входной величиной является направление на атакующую ракету, а рассогласованием служит угловая ошибка между пространственной ориентацией направленного ИК излучателя и истинным направлением на атакующую УР. Исполнительный орган «Немазиды» выполнен в виде следящего привода, осуществляющего пространственную ориентацию излучателя.

Недостаток средства индивидуальной защиты ЛА, выбранного в качестве прототипа, состоит в принципиальной невозможности противодействия УР, ГСН которых снабжены двумя каналами приема сигнала от цели - в ИК и УФ диапазонах излучения.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в обеспечении живучести ЛА, путем постановки активной помехи ОГСН в УФ диапазоне оптического спектра излучения при сохранении величины повышения пиковой силы излучения помехового сигнала над силой собственного теплового излучения ЛА, свойственного прототипу.

Указанна задача реализуется за счет специальной конструкции блока формирования направленного некогерентного оптического излучения.

Заявляемое средство индивидуальной защиты ЛА от УР с ОГСН, как и средство защиты, выбранное в качестве прототипа, содержит установленный на борту ЛА блок формирования направленного некогерентного оптического излучения с системой его наведения на атакующую ракету, задающий орган которой выполнен в виде бортового устройства обнаружения и сопровождения атакующей ракеты (УФ-пеленгатор или ИК-пеленгатор). Отличие от прототипа состоит в том, что в состав блока формирования направленного некогерентного оптического излучения входят излучатели ИК и УФ излучения, оптические оси которых параллельны, а угловая величина базы между их световыми центрами не превосходит максимального угла поля зрения входной оптической системы ГСН при минимальной для атакующей ракеты дальности пуска.

Излучатели ИК и УФ излучения блока формирования направленного некогерентного оптического излучения заявляемого средства индивидуальной защиты ЛА могут быть снабжены автономными следящими приводами системы наведения на атакующую ракету. Кроме того ИК излучатель может быть выполнен в виде двух разнесенных в пространстве симметрично относительно УФ излучателя идентичных по светотехническим характеристикам излучающих модулей, каждый из которых снабжен автономным следящим приводом. И, наконец, блок формирования направленного некогерентного оптического излучения может быть выполнен так, что оптические оси входящих в его состав ИК и УФ излучателей совмещены.

На фиг.1 представлена блок-схема варианта конкретного исполнения заявляемого средства индивидуальной защиты ЛА от УР с ОГСН. В данном конкретном случае средство индивидуальной защиты ЛА от УР с ОГСН содержит бортовое устройство обнаружения и сопровождения атакующей ракеты 1 и блок формирования некогерентного оптического излучения 2, который смонтирован на поворотном устройстве 3, снабженным автономным следящим приводом 4. Блок 2 в составе ИК и УФ излучателей в данном конкретном случае выполнен так, что оптические оси излучателей совмещены. Конструктивно излучатель ИК излучения выполнен в виде излучателя прожекторного типа в составе излучающего элемента 5 и светоперераспределяющего оптического элемента, который выполнен в виде вогнутого отражателя 6. Элемент 5 представляет собой импульсную газоразрядную лампу с цезиевым наполнением, которая смонтирована вдоль оптической оси элемента 6 (и,

соответственно, оптической оси ИК излучателя) в фокусе вогнутого отражателя 6. В состав УФ излучателя входят светоизлучающий элемент (ультрафиолетовая лампа типа ДКСТ-1500) 7, световой центр которого размещен на оптической оси отражателя 6 и светоотражающий элемент 8, диаметр светового отверстия которого не превышает диаметр «слепового» отверстия светооптического блока в составе элементов 5 и 6 (ИК излучатель). Блок 9 предназначен для электропитания и управления режимами работы светоизлучающих элементов 5 и 7.

Заявляемое средство индивидуальной защиты ЛА от УР с ОГСН работает следующим образом.

При входе атакующей УР в зону чувствительности устройства 1, это устройство осуществляет захват и дальнейшее сопровождение атакующей УР. Данные о координатах атакующей УР преобразуются устройством 1 в сигналы управления, поступающие на вход привода 4 поворотного устройства 3, которое осуществляет наведение блока 2 (в составе ИК и УФ излучателей) на атакующую ракету. Принцип действия следящей системы и различные варианты ее технической реализации достаточно хорошо известны и поэтому в данном случае подробно не рассматриваются. Одновременно с формированием управляющего сигнала, поступающего с выхода устройства 1 на вход следящего привода 4, устройство 1 формирует управляющий сигнал, который поступает на вход блока 9, который, в свою очередь, осуществляет запуск излучающих элементов 5 и 7, которые переходят в режим генерации модулированного ИК излучения (элемент 5) и УФ излучения (элемент 7). Светоформирующие оптические системы направленного типа ИК и УФ излучателей (отражатели 6 и 8) осуществляют концентрацию излучения элементов 5 и 6 (ИК и УФ излучения), причем степень усиления определяется коэффициентами усиления элементов 6 и 8. Таким образом ИК и УФ излучатели блока 2 формируют в направлении на атакующую ракету активную помеху, осуществляющую подавление ОГСН по ИК и УФ каналам приема сигнала от цели, что в направленных системах оптико-электронного подавления ГСН УР используется впервые.

В данном конкретном варианте исполнения блока 2 оптические оси входящих в состав блока ИК и УФ излучателей совмещены. Как было указанно возможны и другие схемы пространственного размещения ИК и УФ излучателей, но существенным для реализации предлагаемого принципа построения средства подавления ОГСН является условие, чтобы оптические оси ИК и УФ излучателей были параллельны, а угловая величина базы между их световыми центрами не превосходила максимального угла поля зрения входной оптической системы ГСН

при максимальной для атакующей ракеты дальности пуска. Только в этом случае осуществляется воздействие на ОГСН активной помехи в ИК и УФ диапазонах одновременно в течение всего времени до срыва самонаведения при любом взаимном маневрировании ЛА и УР.

Заявляемое средство защиты ЛА обеспечивает:

- повышение живучести ЛА в условиях применения противником УР различных типов;

- возможность совмещения с традиционными и перспективными бортовыми средствами индивидуальной защиты ЛА.

Промышленная применимость заявляемого средства защиты ЛА определяется возможностью его многократного воспроизводства в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.

Литература:

1. Защита самолетов от ракет с тепловыми головками самонаведения. Под общей ред. Мишука М.Н., М., Воениздат, 1982 г.

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

3. Изделие AN/ALQ - 157. Проспект фирмы LORAS EOS, 1984 г.

4. Зарубежное военное обозрение, №7, 1996, стр.23-26.

5. Патент РФ на ПМ №59797, 27.12.2006, Бюл. №36.

6. Зарубежное военное обозрение, №8. 1996, стр.39-41.

7. Изделие AN/AAQ - 24 (NEMESIS). Проспект фирмы Northrop Grumman (США), 2001.

8. Большая советская энциклопедия, М., Изд., «Советская энциклопедия», 1976.

1. Средство индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения, содержащее установленный на борту летального аппарата блок формирования направленного некогерентного оптического излучения с системой его наведения на атакующую ракету, задающий орган которой выполнен в виде бортового устройства обнаружения и сопровождения атакующей ракеты, отличающееся тем, что в состав блока формирования направленного некогерентного оптического излучения входят инфракрасный и ультрафиолетовый излучатели, оптические оси которых параллельны, а угловая величина базы между их световыми центрами не превосходит максимального угла поля зрения входной оптической системы головки самонаведения при минимальной для атакующей ракеты дальности пуска.

2. Средство индивидуальной защиты летательного аппарата по п.1, отличающееся тем, что инфракрасный и ультрафиолетовый излучатели снабжены автономными следящими приводами системы наведения на атакующую ракету.

3. Средство индивидуальной защиты летательного аппарата по п.1, отличающееся тем, что инфракрасный излучатель выполнен в виде двух разнесенных симметрично относительно ультрафиолетового излучателя идентичных по светотехническим характеристикам излучающих модулей, каждый из которых снабжен автономным следящим приводом системы наведения на атакующую ракету.

4. Средство индивидуальной защиты летательного аппарата по п.1, отличающееся тем, что блок формирования направленного оптического излучения выполнен так, что оптические оси входящих в его состав инфракрасного и ультрафиолетового излучателей совмещены.