RU228084U1 - Бортовая система индивидуальной защиты летательного аппарата от поражающего воздействия переносных зенитно-ракетных комплексов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к бортовым системам индивидуальной защиты (СИЗ) летательного аппарата (ЛА) от поражающего воздействия переносных зенитно-ракетных комплексов (ПЗРК), оснащенных управляемой ракетой (УР) с инфракрасной (ПК) головкой самонаведения (ГСН) и тепловизионным прицелом (ТВП) в составе оптико-визуального тракта (ОВТ) управления наведением ПЗРК на цель. В СИЗ ЛА реализован секторный принцип построения зоны защиты ЛА посредством постановки активной помехи (АП), формируемой группой установленных неподвижно относительно корпуса ЛА, идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей модулированного по амплитуде некогерентного ИК-излучения в спектральном диапазоне 3,0-5,0 мкм, совокупная индикатриса которых перекрывает по азимуту и углу места зону защиты ЛА. Особенность конструкции предлагаемой СИЗ ЛА состоит в том, что каждый из образующих группу направленных излучателей выполнен с возможностью функционирования в двух режимах - формирование имитирующей АП ИК ГСН УР в пределах временного интервала нахождения в зоне его пространственного функционирования атакующей УР и формирования АП в ОВТ ПЗРК при отсутствии в зоне его пространственного функционирования атакующей ЛА УР. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности функционирования СИЗ за счет обеспечения формирования излучения АП в ОВТ ПЗРК и имитирующей АП ГСН атакующей ЛА УР группой совместно функционирующих направленных излучателей. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к вооружению, в частности к бортовым системам индивидуальной защиты (СИЗ) летательных аппаратов (ЛА) от поражающего воздействия переносных зенитно-ракетных комплексов (ПЗРК), оснащенных управляемыми ракетами (УР) с инфракрасной (ИК) головкой самонаведения (ГСН).

Вопросам разработки СИЗ ЛА от поражающего воздействия высокоточного оружия уделяется повышенное внимание во многих странах мира, причем одним из приоритетных направлений в этой области деятельности является разработка СИЗ ЛА от поражающего воздействия ПЗРК, поскольку, как это следует из результатов исследований причин боевых потерь самолетов и вертолетов [1], свыше 90% ЛА были поражены УР с ИК ГСН, входящими в состав ПЗРК типа «Стингер», «Игла» и «Стрела». В настоящее время ПЗРК, оснащенные УР с ИК ГСН, являются одним из наиболее эффективных средств поражения ЛА наземного базирования, подготовка к боевому применению которых не может быть обнаружена средствами визуальной и оптико-электронной разведки противника, что позволяет применять ПЗРК внезапно и скрытно. Максимальная дальность действия большинства ПЗРК составляет порядка 5-6 км, а высота поражения - до 3 км [2], т.е. ЛА находится под угрозой атакующего воздействия ПЗРК со стороны зоны земной поверхности (т.н. атакоопасной зоны или зоны возможных пусков УР), радиус которой составляет порядка 4 км. В силу небольших размеров и массы большинство ПЗРК могут применяться одним стрелком-оператором ПЗРК по всем видам воздушных целей с любой неподготовленной стартовой позиции, где использование каких-либо иных зенитных средств поражения ЛА затруднено - в лесу, в горной местности, в пределах городской застройки. К особенностям вооружения данного типа следует также отнести исключительную простоту его эксплуатации и обучения пользователя (стрелка-оператора ПЗРК).

Совершенно очевидно, что конструктивное выполнение любого технического объекта определяется, в первую очередь, назначением и принципом функционирования этого объекта. Целевая функция заявляемого устройства состоит в обеспечении противодействия поражающему воздействию на ЛА со стороны ПЗРК и, следовательно, конструктивное выполнение бортовой СИЗ ЛА определяется особенностями функционирования и конструктивного выполнения ПЗРК.

ПЗРК относится, как это было указано выше, к мобильным средствам вооружения наземного базирования и представляет собой сопряженную с пусковым механизмом и снабженную прицельным устройством с оптико-визуальным трактом (ОВТ) прямого видения пусковую трубу, в которой размещена УР с ИК ГСН. Такое конструктивное выполнение позволяет использовать ПЗРК традиционным для мобильных средств вооружения с ОВТ прямого видения управления наведением на цель способом - осуществлять пуск УР с плеча стрелка-оператора ПЗРК. Входящее в состав ПЗРК прицельное устройство служит для визуального поиска, обнаружения и сопровождения выбранной цели (атакуемого ЛА) до пуска УР стрелком-оператором ПЗРК, а пусковая труба является, по существу, направляющим устройством, обеспечивающим прицельный пуск УР в направлении выбранной цели (ЛА).

Следует отменить, что в современных условиях высокая динамичность проведения боевых операций приводит к необходимости ведения боевых действий практически круглосуточно и, следовательно, ОВТ управления наведением ПЗРК на цель должен быть выполнен с возможностью все суточного и все погодного функционирования ПЗРК при непосредственном участии в его функционировании стрелка-оператора ПЗРК. Такое функционирование ОВТ управления наведением ПЗРК на цель возможно только при использовании в составе ОВТ ПЗРК специального устройства - входного преобразователя оптической информации о цели (атакуемый ЛА) и окружающем цель воздушном пространстве, которое является, по существу, связующим звеном между объектом наблюдения (атакуемый ЛА) и стрелком-оператором ПЗРК, органы зрения которого выполняют функцию задающего элемента системы управления наведением ПЗРК на цель. Известны применяемые в составе ОВТ управления наведением ПЗРК на цель оптико-электронные приборы, которые используют в качестве носителя полезной информации собственное тепловое (ИК) излучение цели и окружающего цель воздушного пространства, т.е. их тепловой контраст. Принцип функционирования таких приборов, т.н. тепловизионных прицелов (ТВП), основан на преобразовании воспринимаемого от объекта наблюдения и окружающего его пространства (фона) ИК излучения в промежуточное электронное изображение с последующей его визуализацией - преобразованием электронного изображения в видимое. Диапазон спектральной чувствительности ТВП, предназначенных для использования в составе ОВТ управления наведением ПЗРК на цель, составляет 3,0-5,0 мкм [3]. В настоящее время наметилась тенденция использования в составе ОВТ управления наведением ПЗРК на цель штатных ТВП. Так, например, ПЗРК типа «Стингер» снабжен штатным ТВП типа WASP [3].

Входящая в состав ПЗРК УР представляет собой снабженный реактивной двигательной установкой носитель, на котором размещены блок целевой нагрузки (боевая часть УР) и система самонаведения УР на цель пассивного типа, которая выполнена по принципу следящей системы [4,5]. Контролируемой величиной в данной системе (т.н. рассогласованием) является отклонение продольной оси носителя УР и, следовательно, оптической оси ГСН УР, от направления на атакуемый ЛА, причем ГСН выполняет функцию задающего органа системы самонаведения УР, выход которого является информационным входом контура управления рулями УР, которые, в свою очередь, выполняют функцию исполнительского органа системы самонаведения атакующей ЛА ракеты. ИК ГСН УР является, по существу, оптоэлектронным прибором пассивного типа с каналом связи «УРЛА», в котором реализован алгоритм амплитудно-временной селекции цели, т.е. ИК ГСН осуществляет преобразование непрерывного во времени собственного теплового (ИК) излучения атакуемого ЛА в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН УР (3,0-5,0 мкм) в амплитудно-модулированное излучение, величина частоты модуляции которого определяется конструктивными особенностями выполнения ГСН конкретной УР, и формирует на его основе электрический сигнал, который после соответствующего преобразования контуром управления поступает на силовые приводы рулевого устройства системы самонаведения, а рулевое устройство осуществляет пространственную ориентацию УР таким образом, чтобы продольная ось носителя УР соответствовала направлению на атакуемый ЛА.

Из вышесказанного следует, что процесс боевого функционирования ПЗРК включает два следующих друг за другом взаимосвязанных этапа [4,5], причем на первом этапе стрелок-оператор ПЗРК после визуального обнаружения и идентификации цели посредством ОВТ управления наведением ПЗРК на цель осуществляет вручную сопровождение цели, т.е. обеспечивает совмещение оптической оси ГСН УР находящейся в пусковой трубе ПЗРК, с направлением на цель (атакуемый ЛА), чем обеспечивает захват цели узким полем зрения ГСН УР и переход функционирования ГСН УР в режим отслеживания цели, а затем осуществляет пуск УР (т.н. прицельный пуск) в направлении атакуемого ЛА. Дальнейший полет УР до цели (атакуемого ЛА) осуществляется автономно без связи со стрелком-оператором ПЗРК по командам, формируемым ИК ГСН УР.

Совершенно очевидно, что непосредственное поражающее воздействие на атакуемый ЛА осуществляет УР и поэтому до недавнего времени индивидуальная защита ЛА от поражающего воздействия ПЗРК осуществлялась исключительно на втором этапе функционирования комплекса, т.е. после осуществления стрелком-оператором ПЗРК прицельного пуска УР в направлении атакуемого ЛА. Одним из эффективных методов индивидуальной защиты ЛА от поражающего воздействия УР с ИК ГСН принято считать противодействие процессу самонаведения атакующей ЛА УР посредством постановки с борта защищаемого ЛА имитирующей активной помехи ГСН УР в виде модулированного по амплитуде некогерентного ИК излучения (т.н. амплитудно-модулированная имитирующая активная помеха) в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН УР (3,0-5,0 мкм). Процесс воздействия амплитудно-модулированной имитирующей активной помехи на ИК ГСН УР достаточно подробно изложен в работах [6,7]. Как следует из указанных работ при поступлении во входной тракт ГСН атакующей УР излучения амплитудно-модулированной имитирующей активной помехи и дальнейшем его оптоэлектронном преобразовании, в соответствии с заложенной в ГСН программой, излучение имитирующей активной помехи становится источником ложной информации о местонахождении атакуемого ЛА, т.е. фактически создает в системе самонаведения атакующей УР своеобразный «фантом цели», местонахождение которого отличается от текущих координат реальной цели, что с необходимостью приводит к срыву процесса самонаведения УР на атакуемый ЛА. В работе [6] указано, что эффективность противодействия процессу самонаведения УР посредством имитирующей активной помехи характеризуется, по существу, временным интервалом воздействия помехи на ГСН УР, необходимым для срыва процесса самонаведения УР на атакуемый ЛА, величина которого определяется частотой следования импульсов излучения имитирующей активной помехи, величина которой должна быть близка к частотному режиму функционирования ГСН атакующей УР, и пиковой силой излучения имитирующей активной помехи, величина которой должна превышать интенсивность собственного теплового (ИК) излучения двигательной установки атакуемого ЛА в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН атакующей УР. Очевидно, что обеспечение необходимой величины пиковой силы излучения активной помехи в направлении на ГСН атакующей ЛА УР при заданной величине энергопотребления, необходимого для формирования излучения имитирующей активной помехи источником первичного оптического излучения, входящего в состав исполнительного блока бортовой СИЗ ЛА, тесно связано с вопросом пространственного формирования исполнительным блоком СИЗ ЛА излучения имитирующей активной помехи. Именно поэтому, в настоящее время, для защиты ЛА от поражающего воздействия входящих в состав ПЗРК УР с ИК ГСН используются, как правило, СИЗ направленного действия, характеризующиеся пространственной локальностью функционирования в пределах зоны защиты (атакоопасной зоны) окружающего ЛА пространства в направлении на ГСН атакующей УР в течение временного интервала нахождения атакующей УР в зоне защиты ЛА. Бортовые СИЗ ЛА подобного типа обеспечивают замкнутый цикл осуществления противодействия атакующему воздействию на ЛА УР с ИК ГСН и выполнены с возможностью формирования направленного модулированного по амплитуде некогерентного ИК излучения в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН атакующей УР и управления пространственной ориентацией указанного излучения в направлении на ГСН атакующей УР. Следует, однако, отметить, что в реальных условиях эксплуатации бортовой СИЗ ЛА при отсутствии достоверной информации о типе атакующей ЛА УР весьма велика вероятность рассогласования частотных режимов функционирования исполнительного блока СИЗ ЛА и ГСН атакующей ЛА УР, и, следовательно, велика вероятность увеличения временного интервала воздействия излучения имитирующей активной помехи на ГСН атакующей ЛА УР до срыва процесса самонаведения атакующей УР. В работе [6] указано, что в критическом случае величина временного интервала, необходимого для срыва процесса самонаведения атакующей УР, достигает величины, которая сопоставима с временным интервалом полета УР до атакуемого ЛА при минимальной дальности пуска УР, что делает ЛА весьма уязвимым в условиях одновременного разнонаправленного атакующего воздействия ПЗРК в пределах атакоопасной зоны окружающего ЛА пространства.

Известна конструкция бортовой СИЗ ЛА от поражающего воздействия ПЗРК, оснащенных УР с ИК ГСН [8], в которой реализован секторный принцип защиты ЛА в пределах атакоопасной зоны окружающего ЛА пространства, что позволяет осуществлять противодействие процессу самонаведения УР с ИК ГСН, атакующих ЛА одновременно с разных направлений. Особенность конструктивного исполнения указанной бортовой СИЗ ЛА состоит в том, что она выполнена по принципу следящей системы в виде комбинации задающего блока, блока формирования управляющего воздействия и исполнительного блока. Задающий блок указанной бортовой СИЗ ЛА выполнен с возможностью обнаружения и сопровождения атакующей ЛА УР в виде пассивного оптоэлектронного устройства дистанционной регистрации ультрафиолетовой (УФ) составляющей излучения факела реактивной двигательной установки атакующей УР, зона чувствительности которого перекрывает по азимуту и углу места зону защиты ЛА (атакоопасную зону окружающего ЛА пространства). Такие устройства на основе оптоэлектронных датчиков мгновенного обзора обладают высокой разрешающей способностью, точностью и быстродействием [9]. Исполнительный блок указанной бортовой СИЗ ЛА [8] выполнен с возможностью формирования в направлении на атакующую УР с ИК ГСН излучения имитирующей активной помехи и снабжен группой установленных неподвижно относительного наружной поверхности корпуса ЛА идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей модулированного некогерентного ИК излучения в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН атакующей ЛА УР, совокупная индикатриса излучения которых перекрывает по азимуту и углу места зону защиты ЛА от поражающего воздействия УР с ИК ГСН, входящих в состав ПЗРК. Количество образующих группу идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей, входящих в состав исполнительного блока бортовой СИЗ ЛА, определяется в каждом конкретном случае индивидуально. Блок формирования управляющего воздействия указанной бортовой СИЗ ЛА выполнен в виде электронного устройства обработки и анализа сигналов с выхода задающего блока и осуществляет, в соответствии с заложенной в него программой, управление временными и энергетическими характеристиками некогерентного ИК излучения, генерируемого направленными излучателями, которые входят в состав исполнительного блока бортовой СИЗ ЛА, в пределах временного интервала нахождения в зоне пространственного функционирования каждого из них атакующей ЛА УР.

Конструкция указанной бортовой СИЗ ЛА [8] с учетом ее функционального назначения (противодействие поражающему воздействию на ЛА со стороны УР с ИК ГСН на втором этапе функционирования ПЗРК) совершенно оправдана, но с учетом особенностей аппаратурного использования в составе бортового оборудования ЛА не является оптимальной. Действительно, каждый из идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей, входящих в состав исполнительного блока СИЗ ЛА [8], выполнен с возможностью формирования излучения имитирующей активной помехи ИК ГСН атакующей УР, пиковая сила которого превышает величину собственного теплового (ИК) излучения защищенного ЛА в заданное число раз, и, следовательно, функционирование исполнительного блока такой СИЗ ЛА в условиях одновременного разнонаправленного атакующего воздействия УР с ИК ГСН является весьма энергозатратным, особенно при использовании в составе бортового оборудования ЛА с высоким уровнем собственного теплового (ИК) излучения, и, поэтому, использование такой СИЗ ЛА целесообразно только при наличии у бортовой энергетической установки ЛА достаточного энергетического резерва.

Именно поэтому возникает необходимость в осуществлении индивидуальной защиты ЛА от поражающего воздействия ПЗРК на первом этапе функционирования комплекса за счет использования в составе бортовой СИЗ ЛА подсистемы активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель, воздействие которой на органы зрения стрелка-оператора ПЗРК существенно снижает вероятность осуществлении стрелком-оператором прицельного пуска УР. Функция зрения человека является многофакторным психофизиологическим процессом преобразования первичного оптического (светового) возбуждения в зрительные ощущения (факт осознания) и осуществляется т.н. зрительным анализатором, который состоит из трех взаимосвязанных звеньев - периферического, соединительного и центрального [10-12]. Периферическим звеном зрительного анализатора является глаз человека, представляющий собой совокупность оптической и световоспринимающей систем. Спектральный диапазон чувствительности периферического звена зрительного анализатора человека составляется от 0,4 мкм до 0,76 мкм (видимый диапазон оптического спектра). Центральное звено (координирующее и анализирующее) зрительного анализатора, расположенного в затылочной доле больших полушарий головного мозга человека. Периферическое звено и центральное звено зрительного анализатора соединены афферентным нервом, который выполняет функцию соединительного звена зрительного анализатора. Воспринимаемое периферическим звеном зрительного анализатора человека оптическое излучение видимого диапазона оптического спектра преобразуется им в первичные электрические импульсы, которые через соединительное звено поступают в центральное звено зрительного анализатора и трансформируются им в зрительные образы. В работах [10-12] указано, что, во-первых, зрительные образы в центральном звене зрительного анализатора человека возникают не мгновенно, а с некоторой задержкой относительно момента возникновения и окончания световой стимуляции периферического звена зрительного анализатора, а, во-вторых, электрическая активность центрального звена зрительного анализатора человека при отсутствии световой стимуляции периферического звена характеризуется т.н. α-ритмом головного мозга человека. Численные величины времени инерции органов зрения человека и частоты α-ритма головного мозга человека в некоторой степени различны для отдельных человеческих особей и составляют от 0,05 с до 0,2 с и от 8 Гц до 13 Гц, соответственно. Работоспособность зрительного анализатора человека сохраняется при условии последовательного обеспечения зрительного восприятия всеми тремя звеньями, причем нормальное функционирование периферического звена определяется спектральным и энергетическим аспектам воздействующего оптического сигнала, а нормальное функционирование центрального звена определяется информационной составляющей воспринимаемого оптического сигнала. При непосредственном визуальном восприятии оптического сигнала в видимом диапазоне оптического спектра периферическое звено зрительного анализатора человека реагирует непосредственно на яркость источника, формирующего световой сигнал, в достаточно широком диапазоне - от 2 10^-6 кд/м² (т.н. порог чувствительности) до 2⋅10⁵ кд/м² (т.н. абсолютная следующая слепящая яркость) [11], и, следовательно, для нормального функционирования периферического звена зрительного анализатора человека величина яркости излучения при осуществлении световой стимуляции должна превышать порог чувствительности, но не должна превышать уровень абсолютной слепящей яркости. Известно [10], что нарушение нормального функционирования центрального звена зрительного анализатора человека вызывает стимуляция периферического звена зрительного анализатора пульсирующим световым потоком, частота следования импульсов которого соответствует α-ритму головного мозга человека, а длительность импульсов соответствует времени инерции органов зрения человека. Такая световая стимуляция периферического звена зрительного анализатора человека с необходимостью приводит к нарушению психомоторных функций субъекта воздействия, в частности приводит к потере им пространственной ориентации и вызывает, как правило, состояние, предшествующее эпилептическому припадку. Одновременно, указанная световая стимуляция периферического звена зрительного анализатора человека вызывает психотронный эффект - человека охватывает чувство панического страха, что существенно снижает его дееспособность.

Известна бортовая СИЗ ЛА от поражающего воздействия ПЗРК [13], содержащая подсистему формирования имитирующей активной помехи ИК ГСН атакующей ЛА УР и подсистему формирования активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель, оснащенного ТВП, в состав которой входят задающий блок, блок формирования управляющего воздействия и исполнительный блок. Исполнительный блок подсистемы формирования активной помехи в ОВТ ПЗРК указанной СИЗ ЛА выполнен в виде функционирующего непрерывно в течение всего времени нахождения ЛА в атакоопасной зоне излучателя направленного в нижнюю полусферу окружающего ЛА пространства в зоне 360° по азимуту некогерентного ИК излучения, спектральный диапазон которого соответствует спектральному диапазону функционирования ТВП, входящего в состав ОВТ ПЗРК, и составляет 3,0-5,0 мкм. Задающий блок указанной подсистемы СИЗ ЛА выполнен в виде ориентированного в направлении фона неба измерителя яркости в ИК диапазоне оптического спектра, соответствующего спектральному диапазону функционирования ТВП, а блок формирования управляющего воздействия представляет собой электронное устройство и выполнен с возможностью формирования исполнительным блоком указанной подсистемы некогерентного ИК излучения в виде повторяющихся во времени и постоянных по амплитуде импульсов, фиксированная частота повторения которых соответствует α-ритму головного мозга человека, а величина яркости составляет не менее 1,5⋅В_ф кд/м², но не более где Вф - яркость фона неба в зоне проведения боевых действий в ИК диапазоне функционирования ТВП, входящего в состав ОВТ ПЗРК.

Конструктивное исполнение указанной подсистемы формирования активной помехи в снабженном ТВП ОВТ управления наведением ПЗРК на цель, которая входит в состав бортовой СИЗ ЛА от поражающего воздействия ПЗРК, совершенно оправдано, поскольку указанная подсистема снижает вероятность осуществления стрелком-оператором ПЗРК прицельного пуска УР в течение всего времени нахождения ЛА в атакоопасной зоне в дневное и ночное время суток. Следует, однако, отметить, что наличие указанной подсистемы в составе бортовой СИЗ ЛА снижает, но не устраняет вероятность осуществления стрелком-оператором ПЗРК прицельного пуска УР и, следовательно, гарантированная эффективность индивидуальной защиты ЛА от поражающего воздействия ПЗРК может быть осуществлена только при наличии в составе бортовой СИЗ ЛА двух подсистем, одна из которых осуществляет формирование активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель, снабженного ТВП, [13] и функционирует непрерывно в течение всего времени нахождения ЛА в зоне проведения боевых действий, а другая осуществляет формирование имитирующей активной помехи ГСН атакующей ЛА УР [8] и функционирующей дискретно по факту регистрации атакующей УР в зоне защиты ЛА от поражающего воздействия ПЗРК.

Таким образом, выполнение бортовой СИЗ ЛА в виде комбинации двух подсистем формирования активной помехи с точки зрения функционального назначения каждой из них совершенно оправдано, поскольку повышает эффективность защиты ЛА от поражающего воздействия ПЗРК при отсутствии достоверной информации о типе применяемой в составе ПЗРК УР, но ее конструктивное выполнение в виде автономных самостоятельно функционирующих устройств не является оптимальным, поскольку приводит к снижению коэффициента использования исполнительного блока подсистемы формирования имитирующей активной помехи ГСН атакующей ЛА УР, т.е. к уменьшению совокупного времени функционирования указанного блока в режиме формирования активной помехи по отношению к временному интервалу нахождения ЛА в зоне проведения боевых действий.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в устранении указанного недостатка за счет объединения входящих в состав бортовой СИЗ ЛА подсистемы формирования активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель и подсистемы формирования имитирующей активной помехи ИК ГСН УР в единую интегрированную систему в составе трех функциональных блоков - задающего, исполнительного и формирования управляющего воздействия.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого решения, заключается, соответственно, в обеспечении эксплуатационной надежности бортовой СИЗ ЛА, поскольку даже при выходе из строя одного из образующих группу в составе исполнительного блока СИЗ направленного излучателя бортовая СИЗ ЛА сохраняет свою дееспособность в режиме формирования излучения активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель.

Реализации указанной задачи в наибольшей степени соответствует конструктивное выполнение исполнительного блока бортовой СИЗ ЛА согласно [8], выбранной в качестве прототипа.

Заявляемая бортовая СИЗ ЛА от поражающего воздействия ПЗРК, как и бортовая СИЗ ЛА, выбранная в качестве прототипа, содержит исполнительный блок, который выполнен с возможностью формирования в направлении на атакующую ЛА УР с ИК ГСН ПЗРК имитирующей активной помехи в виде модулированного некогерентного ИК излучения в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН УР и снабжен группой установленных неподвижно относительно корпуса ЛА идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей, совокупная индикатриса излучения которых перекрывает по азимуту и углу места зону защиты ЛА от поражающего воздействия ПЗРК, задающий блок, выполненный с возможностью обнаружения и сопровождения атакующей ЛА УР в виде пассивного оптоэлектронного устройства дистанционной регистрации УФ составляющей излучения факела реактивной двигательной установки атакующей ракеты, зона чувствительности которого перекрывает по азимуту и углу места зону защиты ЛА, и блок формирования управляющего воздействия, который выполнен в виде электронного устройства с возможностью обеспечения заданной импульсно-периодической структуры и интенсивности некогерентного ИК излучения, генерируемого направленными излучателями в пределах временного интервала нахождения в зоне пространственного функционирования каждого из них атакующей УР, и снабжен количеством выходов управляющего воздействия по числу образующих группу направленных излучателей исполнительного блока, каждый из которых сопряжен через автономную линию 'передачи команд управления с соответствующим направленным излучателем.

Отличие заявляемой бортовой СИЗ ЛА от прототипа состоит в том, что исполнительный блок выполнен с возможностью функционирования в дополнительном режиме, представляющим собой формирование активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель, в состав которого входит ТВП, причем задающий блок дополнительно снабжен ориентированным в направлении фона неба измерителем яркости в спектральном диапазоне функционирования ТВП ПЗРК, который идентичен спектральному диапазону чувствительности ИК ГСН атакующей ЛА УР ПЗРК, а блок формирования управляющего воздействия выполнен с возможностью формирования направленными излучателями, входящими в состав исполнительного блока, в пределах временного интервала отсутствия в зоне пространственного функционирования каждого из них атакующей ЛА УР, повторяющихся во времени и постоянных по амплитуде импульсов некогерентного ИК-излучения в спектральном диапазоне функционирования ТВП, фиксированная частота повторения которых соответствует α-ритму головного мозга человека, длительность соответствует времени инерции органов зрения человека, а величина яркости составляет не менее 1,5⋅В_ф кд/м², но не более кд/м², где В_ф - яркость фона неба в зоне проведения боевых действий в ИК-диапазоне функционирования ТВП, входящего в состав ОВТ управления наведением ПЗРК на цель.

На фиг. 1 приведена блок-схема варианта конкретного выполнения заявляемой конструкции бортовой СИЗ ЛА от поражающего воздействия ПЗРК. Бортовая СИЗ ЛА содержит исполнительный блок 1, задающий блок 2 и блок 3 формирования управляющего воздействия. Блок 1 выполнен в виде группы идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей модулированного по амплитуде некогерентного ИК излучения в спектральном диапазоне 3,0-5,0 мкм. В данном конкретном случае в состав блока 1 входят четыре направленных излучателя - 4, 5, 6 и 7, однако, следует отметить, что в реальных условиях количество направленных излучателей в составе блока 1 может быть больше, а приведенное в данном конкретном случае на фиг. 1 количество излучателей выбрано для упрощения восприятия общего принципа, заложенного в конструкцию заявляемой бортовой СИЗ ЛА. Излучатели 4, 5, 6 и 7 блока 1 установлены неподвижно на наружной поверхности корпуса ЛА, причем их пространственная ориентация выполнена так, что совместно они формируют индикатрису излучения круговую по азимуту и с углом излучения порядка 170° по углу места, которая направлена в нижнюю полусферу окружающего ЛА пространства и обеспечивает гарантированное перекрытие атакоопасной зоны со стороны земной поверхности, величина радиуса которой, как это было указано выше, составляет порядка 4 км. Излучатели 4, 5, 6 и 7 блока 1 имеют типовую функциональную структуру, свойственную излучателям некогерентного оптического излучения направленного действия, т.е. каждый из них содержит излучающий элемент (на фиг. 1 не показан), обеспечивающий генерацию некогерентного оптического излучения в заданном спектральном диапазоне, и светоперераспределяющий оптический элемент, обеспечивающий концентрацию оптического излучения в ограниченном пространственном угле (на фиг. 1 не показан). Излучающий элемент, входящий в состав каждого направленного излучателя (4, 5, 6 и 7) блока 1, выполнен в виде комбинации импульсной газоразрядной лампы (ГРЛ) с плазмообразующей средой на основе цезия, горелка которой снабжена прямой трубчатой оболочкой из бесцветного лейкосапфира, ИК-фильтра, предназначенного для выделения ИК составляющей (3,0-5,0 мкм) некогерентного оптического излучения, генерируемого ГРЛ, и модулятора разрядного тока ГРЛ по частоте, закон изменения которого задается внешним по отношению к излучающему элементу каждого из направленных излучателей 4, 5, 6 и 7 блока 1 блоком 3 формирования управляющего воздействия. Конструкция цезиевой ГРЛ, предназначенной для использования в составе исполнительного блока СИЗ ЛА, известна [14] и не требует специального пояснения. Конструкция модулятора разрядного тока цезиевой ГРЛ по частоте выполнена по обычной для импульсных ГРЛ схеме. ИК фильтр представляет собой абсорбционный оптический фильтр в виде полого цилиндра из кремния, который установлен соосно с цезиевой ГРЛ. Использование оптического фильтра, выполненного из указанного материала, совместно с указанной ГРЛ в составе исполнительного блока СИЗ ЛА известно [15]. Светоперераспределяющий оптический элемент, входящий в состав каждого из направленных излучателей 4, 5, 6 и 7 блока 1, выполнен в виде параболоидного зеркального отражателя, поскольку, как это следует из работы [16], при использовании такого отражателя обеспечивается наибольшая угловая концентрация потока оптического излучения по сравнению с другими оптическими системами при одинаковых по размерам выходным апертурам. Активная поверхность указанных зеркальных отражателей выполнена из алюминия, поскольку величина его коэффициента отражения в спектральном диапазоне 3,0-5,0 мкм составляет порядка 0,87 - 0,92 [17]. В состав блока 2 бортовой СИЗ ЛА входят два автономно функционирующих элемента 8 и 9. Задающий элемент 8 блока 2 осуществляет функцию обнаружения и сопровождения атакующей ЛА УР и выполнен в виде комбинации работающих в УФ диапазоне оптического спектра пассивных оптоэлектронных датчиков мгновенного обзора для дистанционной регистрации УФ составляющей излучения факела реактивной двигательной установки атакующей ЛА УР. Конструктивное выполнение и использование указанных датчиков в составе задающего блока СИЗ ЛА известно [9,18]. Следует только отметить, что в заявляемом варианте конструктивного выполнения бортовой СИЗ ЛА зона чувствительности задающего элемента 8 блока 2 перекрывает по азимуту и углу места зону защиты ЛА. Следует также отметить, что УФ датчики мгновенного обзора, входящие в состав задающего элемента 8 блока 2, обеспечивают сопровождение атакующей ЛА УР с точностью до десятой доли углового градуса, что позволяет увеличить пространственную селекцию функционирования единичных направленных излучателей блока 1 за счет сужения индикатрисы излучения каждого из них, но увеличения, соответственно, их количества в составе блока 1. Задающий элемент 9 блока 2 выполнен в виде ориентированного в направлении фона неба измерителя яркости в ИК диапазоне оптического спектра 3,0-5,0 мкм, который соответствует спектральному диапазону функционирования ТВП, входящего в состав ОВТ ПЗРК. В качестве такого измерителя, как это указано в [13], может быть использован радиометр серии «Аргус» [19], в основу функционирования которого заложен принцип оптоэлектронного преобразования. Задающие элементы 8 и 9 блока 2 сопряжены с соответствующими входами блока 3 формирования управляющего воздействия через автономные линии передачи электрического сигнала с выхода соответствующего задающего элемента. Блок 3 формирования управляющего воздействия выполнен в виде электронного устройства обработки и анализа сигналов с выхода задающих элементов 8 и 9 блока 2 и осуществляет в соответствии с заложенной в него программой функционирование направленных излучателей 4, 5, 6 и 7 блока 1, каждый из которых сопряжен через автономную линию передачи команд управления с соответствующим выходом блока 3. В соответствии с поступающим с блока 2 управляющим сигналом каждый из направленных излучателей 4, 5,6 и 7 блока 1 функционирует в течение всего времени нахождения ЛА в атакоопасной зоне либо в режиме формирования излучения активной помехи в ОВТ, снабженного ТВП, управления наведением ПЗРК на цель, импульсно-периодическая структура и величина яркости излучения которого учитывает, как это было указано выше, особенности восприятия зрительной информации стрелком-оператором ПЗРК, ОВТ которого снабжен ТВП, с учетом величины яркости фона неба в спектральном диапазоне 3,0-5,0 мкм, который соответствует спектральному диапазону функционирования ТВП, в зоне проведения боевых действий, либо в режиме формирования излучения имитирующей активной помехи ИК ГСН УР, импульсно-периодическая структура которого близка к частотному режиму функционирования ИК ГСН УР, а величина мощности которого превышает мощность излучения двигательной установки ЛА в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН УР (3,0-5,0 мкм), в пределах временного интервала нахождения в зоне пространственного функционирования каждого из них атакующей ЛА УР. Различные варианты выполнения такого рода электронного устройства и образующих его функциональных элементов, предназначенных для осуществления генерации излучающим элементом, входящим в состав направленного излучателя, оптического излучения, импульсно-периодическая структура, энергетические характеристики и временной интервал функционирования которого задается сигналом управляющего воздействия от внешнего по отношению к источнику излучения устройства, достаточно хорошо известны и подробного пояснения не требуют.

Заявляемая бортовая СИЗ ЛА от поражающего воздействия ПЗРК работает следующим образом.

При входе ЛА в атакоопасную зону задающий блок 2 и исполнительный блок 1, функционирующий в боевом режиме в течение всего времени нахождения ЛА в атакоопасной зоне. Задающий элемент 8 блока 2 осуществляет «мгновенный» обзор пространства в зоне защиты ЛА, а задающий элемент 9 блока 2 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный величине уровня яркости фона неба в ИК диапазоне (3,0-5,0 мкм) в зоне проведения боевых действий. При отсутствии факта ракетной атаки, а только при ее угрозе, сигнал на вход электронного блока 3 поступает только с выхода задающего элемента 9. Блок 3 при отсутствии сигнала с выхода задающего элемента 8 и с учетом заложенной в него программы вырабатывает сигнал управляющего воздействия, которой через автономных линии передачи команд управления поступает на входы направленных излучателей 4, 5, 6 и 7 блока 1. Направленные излучатели 4, 5, 6 и 7 в соответствии с поступающим на их вход сигнала управляющего воздействия одновременно осуществляют формирование направленного в нижнюю полусферу окружающего ЛА пространства излучения активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель в спектральном диапазоне функционирования ТВП (3,0-5,0 мкм), совокупная индикатриса излучения которых перекрывают по азимуту и углу места зону защиты ЛА от поражающего воздействия ПЗРК со стороны атакоопасной зоны земной поверхности, импульсно-периодическая структура которого учитывает особенности информационного восприятия визуальной информации зрительным анализатором стрелка-оператора ПЗРК, снабженного ТВП, а величина яркости с учетом величины уровня яркости фона неба (В_ф) в ИК диапазоне оптического спектра (3,0-5,0 мкм), регистрируемой задающим элементом 9 блока 2, составляет не менее 1,5⋅В_ф кд/м², но не более кд/м². При входе в зону чувствительности задающего элемента 8 блока 2 атакующей ЛА УР с ИК ГСН, факел реактивной двигательной установки которой является источником излучения в УФ диапазоне оптического спектра, задающий элемент 8 осуществляет регистрацию факта ракетной атаки, а электронный блок 3 в соответствии с заложенной в него программой формирует управляющий сигнал, который несет информацию о факте ракетной атаки, пространственном положении в данный момент времени атакующей УР относительно ЛА, частотном и энергетическом режимах функционирования соответствующего направленного излучателя блока 1 при формировании излучения имитирующей активной помехи ИК ГСН атакующей ЛА УР в течение временного интервала нахождения атакующей УР в зоне его пространственного функционирования. Управляющий сигнал с блока 3 через соответствующую автономную линию передачи команд управления поступает на вход блока 1. Допустим, что атакующая ЛА УР находится в зоне окружающего ЛА пространства, которую перекрывает индикатриса изучения направленного излучателя 4 блока 1 в режиме его боевого функционирования. В этом случае управляющий сигнал от блока 3 поступает через соответствующую автономную линию передачи команд управления на вход направленного излучателя 4 блока 1, который переходит в режим генерации излучения имитирующей активной помехи ГСН атакующей УР, осуществляя тем самым, противодействие процессу самонаведения УР на атакуемый ЛА. Остальные излучатели блока 1 (5, 6 и 7) остаются, при этом, в режиме формирования излучения активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель в спектральном диапазоне функционирования ТВП ПЗРК. При выходе атакующей УР из зоны чувствительности задающего элемента 8 блока 2, соответствующего зоне формирования излучения имитирующей активной помехи направленным излучателем 4 блока 1, указанный излучатель, в соответствии с заложенной в блок 3 программой, переходящий в режим формирования излучения активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель. Одновременно, по команде от блока 3 через соответствующую линию передачи команд управления осуществляется переход в режим формирования излучения имитирующей активной помехи ИК ГСН атакующей ЛА УР другого направленного излучателя - 5, зона пространственного функционирования которого примыкает к зоне пространственного функционирования направленного излучателя 4. Таким образом, при перемещении атакующей ЛА УР в зоне защиты ЛА на ее ГСН непрерывно осуществляется воздействие излучателя имитирующей активной помехи от последовательно функционирующих в режиме формирования излучения имитирующей активной помехи направленных излучателей 4, 5, 6 и 7 блока 1 вплоть до момента срыва самонаведения атакующей ЛА УР и выхода ее из зоны защиты ЛА, причем одновременно направленные излучателя блока 1, в пределах временного интервала отсутствия в зоне их пространственного функционирования атакующей УР, формируют излучение активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель (атакуемый ЛА). При осуществлении противником одновременного пуска УР с разных направлений в пределах атакоопасной зоны блок 3 формирует комбинацию управляющих сигналов, которые одновременно поступают на входы соответствующих направленных излучателей блока 1, осуществляющих одновременно формирование излучение имитирующей активной помехи, пространственное распределение которого в зоне защиты ЛА определяется совместным действием входящих в состав блока 1 направленных излучателей, индикатрисы излучения которых перекрывают те участки зоны защиты окружающего ЛА пространства, в которых находятся атакующие ЛА УР в каждый момент времени.

Предлагаемая конструкция бортовой СИЗ ЛА от поражающего воздействия ПЗРК позволяет оперативно управлять в автоматическом режиме формированием излучения активной помехи в ОВТ управления наведением ПЗРК на цель и имитирующей активной помехи ИК ГСН атакующей ЛА УР без непосредственного участия пилота и других членов экипажа ЛА, что крайне важно при ведении активных боевых действий.

Промышленная применяемость заявленного решения определяется возможностью его многократного воспроизведения в процессе производства с использованием стандартного оборудования, материалов и технологий.

Литература:

1. Зарубежное военное обозрение, 2012, № 1, с. 63.

2. Зарубежное военное обозрение, 2005, № 3, с. 35.

3. Зарубежное военное обозрение, 1990, № 11, с. 23.

4. Куркоткин В.И., Стерлигов В.Л. Самонаведение ракет, М.: Военное издательство МО СССР, 1963.

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

6. Самодергин В.А. Исследование и разработка энергоизлучающих систем активных помех инфракрасным головкам самонаведения с оптимальными энергетическими характеристиками: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 1988.

7. Якушенко Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах, М.: Радио и связь, 1981.

8. Патент РФ на ПМ № 118045, 10.07.2012 Бюл. № 19.

9. Зарубежное военное обозрение, 2003, № 5, с. 40.

10. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение, М.: Мир, 1990.

11. Гвоздева Н.П., Коркина К.И. Теория оптических систем и оптических измерений, М.: Мир, 1990.

12. Луизов А.В. Инерция зрения, М.: Оборонгиз, 1961.

13. Патент РФ на ПМ № 210956, 16.05.2022 Бюл. № 14.

14. Гавриш С.В. Импульсные газоразрядные источники инфракрасного излучения на основе разряда в смеси цезий-ртуть-ксенон в сапфировой оболочке: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, М., 2017.

15. Патент РФ на ПМ № 118794, 27.07.2012 Бюл. № 21.

16. Трембач В.В. Световые приборы, М.: Высшая школа, 1990.

17. Светотехника, 2002, № 4, с. 26.

18. Зарубежное военное обозрение, 2005, № 12, с. 37.

19. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике, М.: Знак, 2006.

Claims (1)

1. Бортовая система индивидуальной защиты летательного аппарата от поражающего воздействия переносных зенитно-ракетных комплексов, содержащая исполнительный блок, который выполнен с возможностью формирования в направлении на атакующую летательный аппарат управляемую ракету с инфракрасной головкой самонаведения переносного зенитно-ракетного комплекса имитирующей активной помехи в виде модулированного некогерентного инфракрасного излучения в спектральном диапазоне чувствительности инфракрасной головки самонаведения атакующей управляемой ракеты и снабжен группой установленных неподвижно относительно корпуса летательного аппарата идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей, совокупная индикатриса излучения которых перекрывает по азимуту и углу места зону защиты летательного аппарата от поражающего воздействия переносных зенитно-ракетных комплексов, задающий блок, выполненный с возможностью обнаружения и сопровождения атакующей летательный аппарат управляемой ракеты в виде пассивного оптоэлектронного устройства дистанционной регистрации ультрафиолетовой составляющей излучения факела реактивной двигательной установки атакующей ракеты, зона чувствительности которого перекрывает по азимуту и углу места зону защиты летательного аппарата, и блок формирования управляющего воздействия, который выполнен в виде электронного устройства с возможностью обеспечения заданной импульсно-периодической структуры и интенсивности некогерентного инфракрасного излучения, генерируемого направленными излучателями, входящими в состав исполнительного блока, в пределах временного интервала нахождения в зоне пространственного функционирования каждого из них атакующей управляемой ракеты, и снабжен количеством выходов управляющего воздействия по числу образующих группу направленных излучателей исполнительного блока, каждый из которых сопряжен через автономную линию передачи команд управления с соответствующим направленным излучателем, отличающаяся тем, что исполнительный блок выполнен с возможностью функционирования в дополнительном режиме, представляющим собой формирование активной помехи в оптико-визуальном тракте управления наведением переносного зенитно-ракетного комплекса на цель, в состав которого входит тепловизионный прицел, причем задающий блок дополнительно снабжен ориентированным в направлении фона неба измерителем яркости в спектральном диапазоне функционирования тепловизионного прицела переносного зенитно-ракетного комплекса, который идентичен спектральному диапазону чувствительности инфракрасной головки самонаведения атакующей летательный аппарат управляемой ракеты переносного зенитно-ракетного комплекса, а блок формирования управляющего воздействия выполнен с возможностью формирования направленными излучателями, входящими в состав исполнительного блока, в пределах временного интервала отсутствия в зоне пространственного функционирования каждого из них атакующей управляемой ракеты повторяющихся во времени и постоянных по амплитуде импульсов некогерентного инфракрасного излучения в спектральном диапазоне функционирования тепловизионного прицела, фиксированная частота повторения которых соответствует α-ритму головного мозга человека, длительность соответствует времени инерции органов зрения человека, а величина яркости составляет не менее 1,5⋅В_ф кд/м², но не более кд/м², где В_ф - яркость фона неба в зоне проведения боевых действий в инфракрасном диапазоне функционирования тепловизионного прицела, входящего в состав оптико-визуального тракта управления наведением переносного зенитно-ракетного комплекса на цель.

Images