Устройство активных помех для индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения

Полезная модель относится к устройствам противодействия управляемым ракетам с оптическими головками самонаведения путем постановки активной помехи с борта атакуемого летательного аппарата.

Особенность конструкции предлагаемого устройства состоит в том, что блок формирования излучения активной помехи выполнен в виде излучателя пространственно модулированного некогерентного оптического излучения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.

Полезная модель относится к вооружению, в частности к устройствам индивидуальной защиты летательных аппаратов (ЛА) от переносных зенитных ракетных комплексов (ПЗРК), оснащенных управляемыми ракетами (УР) с оптическими головками самонаведения (ОГСН), путем постановки активных помех, обеспечивающих оптикоэлектронное подавление ОГСН УР, непосредственно с борта защищаемого ЛА.

Механизм воздействия на ОГСН активной помехой в виде некогерентного оптического излучения в спектральном диапазоне чувствительности ОГСН достаточно хорошо известен [1, 2]. Установлено, что эффективность оптикоэлектронного подавления ОГСН в первую очередь зависит от спектрального диапазона излучения активной помехи, соответствующего спектральному диапазону наведения ОГСН на ЛА и пространственно-временной структуры сигнала помехи. Кроме того, эффективность подавления ОГСН зависит от величины пиковой силы излучения активной помехи и формы индикатрисы излучения помехи.

Известно устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР с ОГСН в инфракрасном (ИК) диапазоне оптического спектра [3]. Устройство содержит блок формирования амплитудно модулированного некогерентного ПК излучения в составе излучающего элемента и оптической системы, формирующей индикатрису излучения по азимуту и углу места. Конструкция этого устройства дает возможность формировать в атакоопасной зоне помеховое излучение, обеспечивающее срыв наведения ОГСН в спектральной диапазоне 3,8-4,7 мкм со всех атакоопасных направлений в течение всего времени нахождения ЛА в атакоопасной зоне. Одно из важнейших преимуществ данного устройства заключается в том, что оно не требует сопряжения с информационными средствами оптикоэлектронной разведки нахождения УР в атакоопасной зоне. Недостаток этого устройства состоит в принципиальной невозможности противодействия ПЗРК, УР которых оснащены ОГСН с двумя каналами приема сигнала от цели (ЛА) - в ИК и ультрафиолетовом (УФ) диапазонах. Так ОГСН УР одного из наиболее часто используемых в боевых действиях ПЗРК «Stinger-Post» [4] работает в ИК (3,8-4,7 мкм) и УФ (0,1-0,4 мкм) диапазонах, причем УФ канал ОГСН используется для наведения УР по отрицательному контрасту ЛА на фоне неба, когда соотношение «сигнал-шум» в УФ диапазоне оказывается выше, чем в ИК диапазоне.

Известно устройство активных помех, лишенное указанного выше недостатка [5]. Это устройство содержит установленный на борту ЛА блок

формирования некогерентного оптического излучения, в состав которого входят излучатель амплитудно модулированного ИК излучения и УФ излучатель, причем УФ излучение формируется в нижней полусфере зоны защиты ЛА, по структуре близко к излучению атмосферы в направлении земной поверхности (нисходящее излучение; 0,28-0,4 мкм), а по интенсивности превосходит нисходящее излучение в 3-5 раз (35-40 ^ВТ/_ср; 0,1-0,4 мкм). Это устройство индивидуальной защиты ЛА обеспечивает повышение живучести ЛА путем оптикоэлектронного подавления ОГСН УР, работающих в ИК и УФ диапазонах оптического спектра.

Следует отметить, что одна из основных проблем при осуществлении оптикоэлектронного подавления ОГСН УР амплитудно модулированной ИК составляющей помехового излучения состоит в необходимости обеспечения максимально возможного совпадения частоты модуляции сигнала активной помехи в ИК диапазоне с частотой модуляции ИК излучения от цели (ЛА), принятой в ОГСН атакующей УР, поскольку расстройка частоты модуляции ИК излучения активной помехи относительно частоты модуляции в ОГСН не более чем на 10% требует десятикратного (не менее) превышения пиковой силы помехового излучения в ИК диапазоне над собственным тепловым излучением от ЛА.

Указанного недостатка лишено устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР, которое формирует помеховое излучение (ИК составляющую помехового излучения) в виде пространственно модулированного некогерентного ИК излучения, а не в виде амплитудно модулированного некогерентного ИК излучения. Это устройство активных помех, выбранное в качестве прототипа [6], содержит блок формирования модулированного некогерентного ИК излучения, который выполнен в виде группы идентичных по светотехническим характеристикам ИК излучателей. Эти ИК излучатели выполнены с возможностью циклического, попеременно от теплового центра ЛА к периферии, включения и выключения, причем период включения каждого ИК излучателя в одном цикле равно периоду модуляции, деленному на количество ИК излучателей в группе. В соответствии с [6] излучатели установлены так, что угловая величина базы между световыми центрами каждой пары соседних ИК излучателей не превосходит максимального угла поля зрения оптической системы ОГСН при минимальной для УР дальности пуска.

Устройство, выбранное в качестве прототипа, обеспечивает существенное уменьшение времени срыва самонаведения по сравнению с другими известными устройствами активных помех, и при этом пиковая сила излучения каждого из ИК излучателей, образующих группу, установлена с 1,5-2,0 кратным (а не 10 кратным, как было указано выше) превышением собственного теплового излучения ЛА.

Однако это устройство индивидуальной защиты ЛА также обладает недостатком. Недостаток устройства, выбранного в качестве прототипа, состоит в принципиальной невозможности противодействия УР с ОГСН, которые снабжены двумя каналами приема сигнала от цели - в ИК и УФ диапазонах оптического спектра.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении живучести ЛА путем оптикоэлектронного подавления ОГСН УР в ИК и УФ диапазонах излучения при сохранении величины превышения пиковой силы излучения помехового сигнала над силой собственного теплового излучения ЛА, свойственного прототипу.

Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции блока формирования пространственно модулированного некогерентного оптического излучения заявляемого устройства.

Как и устройство активных помех, выбранное в качестве прототипа, заявляемое устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР с ОГСН содержит в составе блока формирования пространственно модулированного некогерентного оптического излучения группу светоформирующих элементов, каждый из которых снабжен ИК излучателем, причем светоформирующие элементы установлены так, что угловая величина базы между световыми центрами ИК излучателей каждой пары соседних светоформирующих элементов не превосходит угла поля зрения оптической системы ОГСН при минимальной дальности пуска УР. Отличие от прототипа состоит в том, что каждый из светоформирующих элементов блока формирования пространственно модулированного оптического излучения дополнительно снабжен направленным в нижнюю полусферу зоны защиты ЛА УФ излучателем. Указанные УФ излучатели идентичны по светотехническим характеристикам и выполнены с возможностью одновременно с ИК излучателями соответствующих светоформирующих элементов циклического, попеременно от теплового центра ЛА и периферии, включения и выключения, причем период включения и выключения каждого УФ излучателя в одном цикле равен периоду модуляции, деленному на количество светоформирующих элементов в группе.

На фиг.1 представлена блок-схема варианта конкретного исполнения заявляемого устройства активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР с ОГСН. В данном конкретном случае устройство активных помех содержит блок формирования пространственно модулированного некогерентного оптического излучения в виде четырех светоформирующих элементов 1, 2, 3, 4 и блока питания и управления 5. В состав светоформирующих элементов 1, 2, 3, 4 входят идентичные по светотехническим характеристикам ИК излучатели - 6, 7, 8, 9 и УФ излучатели - 10, 11, 12, 13, которые также идентичны по светотехническим характеристикам. Каждый из ИК излучателей 1, 2, 3, 4 содержит источник излучения, выполненный в виде газоразрядной лампы с цезиевым наполнением, и светопреобразующую оптику, формирующую индикатрису излучения помехи по азимуту и углу места (на фиг.1 не показаны). Каждый из УФ излучателей 10, 11, 12, 13 содержит источник излучения, выполненный в виде газоразрядной лампы, в состав рабочей среды которой входят ртуть и излучающие добавки, и светопреобразующую оптику, формирующую в нижней полусфере зоны защиты ЛА круговую по азимуту индикатрису излучения помехи (на фиг.1 не показаны). Конструкции оптических систем подобного типа достаточно хорошо известны и в данном

случае дополнительных пояснений не требуют. Блок питания и управления 5 выполнен по обычной, применяемой для газоразрядных ламп, схеме. Базы световых центров соседних ИК излучателей равны между собой и соответствуют расстоянию от теплового центра ЛА 14 до светового центра ближайшего к 14 ИК излучателя 6. Базы световых центров соседних УФ излучателей также равны между собой и соответствуют расстоянию от теплового центра ЛА 14 до светового центра ближайшего к 14 УФ излучателя 10. В данном конкретном случае величина базы световых центров соседних УФ излучателей равна величине базы световых центров ИК излучателей.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При входе ЛА в атакоопасную зону с блока 5 подается силовое питание и команда на зажигание газоразрядных источников излучения (лампы) ИК (6, 7, 8, 9) и УФ (10, 11, 12, 13) излучателей. Блок 5 вырабатывает последовательность токовых импульсов, временная структура которых определяется заложенной в него программой. Источники излучения излучателей 6, 7, 8, 9 и источники излучения излучателей 10, 11, 12, 13 преобразуют последовательность токовых импульсов с блока 5 в импульсы излучения ИК и УФ диапазонов, соответственно, временная структура которых определяется структурой управляющего сигнала токовой модуляции блока 5. Импульсы ИК излучения по длительности равны между собой и в сумме равны периоду модуляции. Аналогично, импульсы УФ излучения по длительности также равны между собой и в сумме равны периоду модуляции. Источники излучения ИК излучателей 6-9 включаются попеременно, последовательно один за другим от теплового центра ЛА 14 к периферии:

6-7-8-9-6-7-8-9...

Источники излучения УФ излучателей включаются аналогично и одновременно с источниками излучения ИК излучателей:

10-11-12-13-10-11-12-13...

Таким образом, группа светоформирующих элементов 1, 2, 3, 4 формирует периодическую последовательность импульсов излучения помехи равной длительности ИК и УФ диапазонов в различных точках атакоопасной зоны, определенным образом ориентированных относительно ЛА (пространственно модулированная помеха).

Заявляемое устройство осуществляет подавление ОГСН УР по ИК и УФ каналам приема сигнала от цели одновременно при любом взаимном маневрировании ЛА и УР, в том числе, когда цель (ЛА) находится на фоне неба над линией горизонта.

Заявляемое устройство обеспечивает эффективную защиту ЛА без сопряжения с информационными средствами оптикоэлектронной разведки при использовании противником УР различного типа в течение всего времени нахождения ЛА в атакоопасной зоне.

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

Литература:

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

2. Самодергин В.А. Диссертация на соискание ученой степени КТН, «НИИ «Зенит», МЭИ, 1988.

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

4. Зарубежное военное обозрение, №7, 1966, с.23-26.

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

6. Пат.РФ на ПМ №25590, 10.10.2002, Бюл. №28.

Устройство активных помех для индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения, содержащее в составе блока формирования пространственно модулированного некогерентного оптического излучения группу светоформирующих элементов, каждый из которых снабжен инфракрасным излучателем, причем светоформирующие элементы установлены так, что угловая величина базы между световыми центрами инфракрасных излучателей каждой пары соседних светоформирующих элементов не превосходит угла поля зрения оптической системы головки самонаведения при минимальной дальности пуска управляемой ракеты, отличающееся тем, что каждый из светоформирующих элементов блока формирования пространственно модулированного некогерентного оптического излучения дополнительно снабжен направленным в нижнюю полусферу зоны защиты летательного аппарата ультрафиолетовым излучателем, причем указанные ультрафиолетовые излучатели идентичны по светотехническим характеристикам и выполнены с возможностью одновременно с инфракрасными излучателями соответствующих светоформирующих элементов циклического, попеременно от теплового центра летательного аппарата к периферии, включения и выключения, а период включения каждого ультрафиолетового излучателя в одном цикле равен периоду модуляции, деленному на количество светоформирующих элементов в группе.