RU183899U1 - Средство индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с инфракрасной головкой самонаведения - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты (СИЗ) летательных аппаратов (ЛА) от управляемых ракет с инфракрасной (ИК) головкой самонаведения (ГСН) посредством постановки с борта ЛА имитирующей активной помехи в виде направленного пространственно-модулированного некогерентного ИК излучения.Особенность конструкции заявляемого СИЗ состоит в том, что излучающие элементы входящих в его состав разнесенных в пространстве идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей выполнены в виде комбинации цезиевой газоразрядной лампы (ГРЛ), концентратора генерируемого ГРЛ ИК излучения, гибкого волоконно-оптического световода и волоконно-оптического фокона, установленного между концентратором и входным торцом световода соосно с ним. Светоперераспределяющая оптическая система каждого из направленных излучателей выполнена в виде параболоидного зеркального отражателя, в осевом слепом отверстии которого установлен выходной торец световода, а в его фокусе установлено вогнутое зеркало, активная поверхность которого обращена в сторону выходного торца световода. Активные поверхности концентратора и элементов светоперераспределяющей оптической системы каждого из излучателей выполнены с возможностью отражения, а световод и фокон с возможность направленной передачи ИК излучения в спектральном диапазоне чувствительности ГСН атакующей ракеты.Предлагаемая конструкция обеспечивает возможность уменьшения габаритов входящей в состав каждого из направленных излучателей исполнительного органа СИЗ ЛА светоперераспределяющей оптической системы при сохранении неизменной величины пиковой силы формируемого СИЗ излучения имитирующей активной помехи, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности снабженного СИЗ ЛА за счет сохранения неизменными аэродинамических качеств защищаемого ЛА.

Description

Полезная модель относится к устройствам защиты летательных аппаратов (ЛА), в частности к бортовым средствам индивидуальной защиты (СИЗ) ЛА от поражающего воздействия переносных зенитно-ракетных комплексов (ПЗРК), оснащенных управляемыми ракетами (УР) с инфракрасной (ИК) головкой самонаведения (ГСН), посредством формирования имитирующей активной помехи, препятствующей процессу самонаведения УР на цель (атакуемый ЛА).

Вопросам разработки средств индивидуальной защиты 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 ПЗРК, поскольку, как это следует из результатов исследований причин боевых потерь самолетов и вертолетов, свыше 90% ЛА были поражены УР с ИК ГСН, входящих в состав ПЗРК [1].

СИЗ ЛА с учетом заложенного в них принципа функционирования можно разделить на три основные группы [2]: средства, предназначенные для уменьшения демаскирующих признаков атакуемого ЛА; средства, предназначенные для функционального или физического поражения основных функциональных элементов УР; средства, предназначенные для противодействия процессу самонаведения УР на цель посредствам постановки активных помех. Следует отметить, что одним из наиболее эффективных методов индивидуальной защиты ЛА от поражающего воздействия УР с ИК ГСН принято считать противодействие процессу самонаведения УР посредством постановки имитирующих активных помех в виде направленного на ГСН атакующей ЛА УР некогерентного модулированного РЖ излучения [3].

Совершенно очевидно, что конструктивное выполнение СИЗ ЛА, предназначенного для противодействия процессу самонаведения УР на цель посредством имитирующей активной помехи, возможно только исходя из четкого понимания принципа работы объекта воздействия - ИК ГСН УР. Входящая в состав ПЗРК УР представляет собой снабженный реактивной двигательной установкой (РДУ) носитель, на котором размещены блок целевой нагрузки (боевая часть) и система самонаведения УР на цель в составе ИК ГСН, которая является воспринимающим органом системы самонаведения УР, блока формирования управляющего воздействия на рулевое устройство и собственно рулевое устройство УР, которое является исполнительным органом системы самонаведения УР. ИК ГСН является, по существу, теплопеленгатором, в котором реализован алгоритм амплитудно-временной селекции цели, т.е. ИК ГСН осуществляет преобразование непрерывного во времени ИК излучения от цели (собственного теплового излучения атакуемого ЛА) в амплитудно-модулированное излучение, частота модуляции которого определяется конструктивными особенностями ГСН УР, преобразует его в дискретный во времени электрический сигнал, который после соответствующего преобразования контуром управления поступает на силовые приводы рулевого управления ракетой, причем управляющее воздействие на силовые приводы поступает с частотой, определяемой конструктивными особенностями контура управления атакующей УР.

Механизм воздействия на ИК ГСН УР активной помехи в виде некогерентного модулированного ИК излучения достаточно подробно изложен в работе [3]. Как следует из указанной работы при поступлении излучения активной помехи во входной тракт ИК ГСН атакующей ЛА УР помеха становится источником ложной информации о местонахождении атакуемого ЛА, что с необходимостью приводит к срыву процесса самонаведения УР на цель. В работе [3] указано, что степень эффективности противодействия процессу самонаведения УР на цель в основном зависит от спектрального диапазона излучения активной помехи, который должен соответствовать спектральному диапазону чувствительности РЖ ГСН УР, пространственно-временной структуры помехового сигнала, определяемого типом модуляции и видом модулирующей функции, в соответствии с которой осуществляется модуляция, и величины превышения пиковой силы излучения активной помехи, формируемой СИЗ, над собственным тепловым (РЖ) излучением защищаемого ЛА в заданное число раз.

Известно разработанное американской фирмой « Northrop Grumman » СИЗ ЛА от УР с ИК ГСН-LAITRCM AN/AAQ-24(v) [5]. Указанное СИЗ содержит исполнительный орган, выполненный в виде устройства формирования направленного излучения имитирующей активной помехи РЖ ГСН УР в виде модулированного по амплитуде некогерентного РЖ излучения (т.н. амплитудно-модулированная помеха), и систему пространственной ориентации излучения активной помехи (его наведения) в направлении на атакующую УР, задающий орган которой выполнен с возможностью дистанционной регистрации ультрафиолетовой (УФ) составляющей факела РДУ атакующей УР. Исполнительный орган СИЗ выполнен в виде установленного на борту защищаемого ЛА единичного излучателя некогерентного модулированного по амплитуде РЖ излучения, снабженного приводом перемещения его корпуса, который жестко связан с фюзеляжем ЛА и кинематически связан с корпусом излучателя. Указанный излучатель некогерентного модулированного РЖ излучения содержит неподвижно установленные в едином корпусе источник первичного оптического излучения на основе цезиевой газоразрядной лампы (ГРЛ) с прямой трубчатой оболочкой из лейкосапфира, обеспечивающей генерацию некогерентного оптического (РЖ) излучения в спектральном диапазоне 3,5-5,0 мкм, который соответствует спектральному диапазону чувствительности РЖ ГСН УР, устройство принудительного воздушного охлаждения межэлектродного участка оболочки ГРЛ в составе вентилятора с электроприводом и блока формирования воздушного потока вдоль наружной поверхности оболочки ГРЛ, оптически сопряженной с ГРЛ светоперераспределяющей оптической системы направленного действия в виде зеркального отражателя, обеспечивающего концентрацию генерируемого цезиевой ГРЛ ИК излучения в узкий луч, импульсно-периодический профиль которого (излучения) обеспечивается модуляцией разрядного тока ГРЛ по частоте (т.н. внутренняя модуляция), структура которого задается заложенным в блок формирования управляющего воздействия алгоритмом.

Установлено [3], что эффективность противодействия процессу самонаведения атакующей УР на цель (ЛА) посредством воздействия на ИК ГСН УР амплитудно-модулированной имитирующей активной помехи существенно зависит от степени совпадения частоты модуляции излучения помехи с частотой модуляции излучения от цели, принятой в ИК ГСН атакующей УР, причем чем выше степень совпадения указанных частот, тем меньше временной интервал, необходимый для срыва самонаведения атакующей УР на цель.

В конструкции СИЗ, приведенного в работе [5], не предусмотрено средство для оптимизации величины частоты модуляции излучения имитирующей активной помехи в отношении атакующей УР путем непосредственной (или апосредственной) регистрации частоты модуляции излучения от цели, принятой в ГСН атакующей УР, и, следовательно, основной недостаток указанного СИЗ заключается в практической невозможности гарантированного обеспечения достаточно высокой степени соответствия величины частоты модуляции помехового излучения, определяемой заложенной в блок формирования управляющего воздействия исполнительного органа СИЗ программой, величине частоты модуляции излучения от цели, принятой в ИК ГСН атакующей УР. Это несовпадение частот модуляции с необходимостью приводит к увеличению времени воздействия амплитудно-модулированной имитирующей активной помехи на ИК ГСН атакующей ЛА УР, необходимого для срыва процесса самонаведения УР на атакуемый ЛА, достигая в критическом случае величины сравнимой с временным интервалом, соответствующим времени полета УР до цели при минимальной дальности пуска [3], что, вообще говоря, абсолютно недопустимо.

Известно также СИЗ ЛА от УР с ИК ГСН [6], которое обеспечивает противодействие процессу самонаведения атакующей УР посредством воздействия непосредственно с борта атакуемого ЛА на ИК ГСН атакующей УР пространственно-модулированной имитирующей активной помехи. Указанное СИЗ, выбранное в качестве прототипа, содержит исполнительный орган, который выполнен в виде двух установленных на борту ЛА разнесенных в пространстве снабженных автономными следящими приводами системы наведения на атакующую УР идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей некогерентного РЖ излучения в спектральном диапазоне чувствительности ГСН УР, величина базы между энергетическими центрами источников РЖ излучения которых не превосходит угла поля зрения входной оптической системы ГСН УР при минимальной дальности пуска ракеты, выполненных с возможностью последовательно с частотой, соответствующей резонансной частотой контура управления рулями атакующей УР, включения и выключения. В работе [3] указано, что эффективность противодействия процессу самонаведения УР на цель посредством постановки пространственно-модулированной имитирующей активной помехи существенно зависит от степени совпадения величин частоты модуляции излучения пространственно-модулированной имитирующей активной помехи и частоты формирования управляющих сигналов в контуре управления рулями УР. Следует отметить, что существенное преимущество использования для обеспечения противодействия процессу самонаведения УР пространственно-модулированной имитирующей активной помехи по сравнению с амплитудно-модулированной имитирующей активной помехой состоит в том, что величина частоты ее модуляции может быть оптимизирована относительно резонансной частоты контура управления рулями атакующей УР, величина которой может быть определена посредством дистанционного фотометрирования УФ составляющей излучения факела РДУ атакующей ЛА УР. Действительно, как это было указано выше, система самонаведения УР с РЖ ГСН выполнена по принципу следящей системы и, поэтому, наведение ракеты на цель сопровождается периодическим изменением пространственной ориентации продольной оси УР и, соответственно, РЖ ГСН УР относительно направления на цель (т.н. «рыскание»), а, следовательно, изменение интенсивности УФ составляющей излучения факела РДУ УР при ее дистанционной регистрации с борта защищаемого ЛА происходит с частотой равной частоте колебаний (« рысканий ») УР относительно линии визирования цели, которая, в свою очередь, соответствует частоте контура управления рулями атакующей ЛА УР. Вариант конкретной реализации СИЗ ЛА от УР с ИК ГСН, выполненного с возможностью оптимизации величины частоты модуляции пространственно-модулированной имитирующей активной помехи РЖ ГСН атакующей ЛА УР посредством регистрации пространственно-временной структуры УФ составляющей излучения факелы ее РДУ, представлен в работе [7]. Особенность конструкции СИЗ ЛА, приведенного в работе [7], состоит в том, что в цепи управления частотой модуляции устройства формирования имитирующей активной помехи в виде пространственно-модулированного некогерентного РЖ излучения установлен блок фотометрирования УФ составляющей излучения факела РДУ атакующей ЛА УР. Указанный блок содержит фотоэлектрический приемник УФ излучения и последовательно соединенный с ним регистратор временного интервала между следующими друг за другом импульсами принимаемого сигнала, выход которого является информационным входом блока управления частотой модуляции излучения, формируемого разнесенными в пространстве идентичными по светотехническим характеристикам излучателями некогерентного РЖ излучения.

Таким образом, конструкция входящего в состав СИЗ ЛА от УР с РЖ ГСН, выбранного в качестве прототипа, устройства формирования направленного излучения имитирующей активной помехи в виде пространственно-модулированного некогерентного РЖ излучения в спектральном диапазоне чувствительности РЖ ГСН УР с учетом его функционального назначения совершенно оправдана, но с точки зрения особенностей его аппаратурного использования в составе бортового оборудования ЛА не является оптимальной.

Как следует из работы [6] каждый из входящих в состав исполнительного органа СИЗ ЛА от УР с РЖ ГСН, выбранного в качестве прототипа, направленных излучателей некогерентного РЖ излучения в спектральном диапазоне чувствительности РЖ ГСН УР представляет собой световой прибор направленного действия, содержащий оптически сопряженные излучающий элемент и светоперераспределяющую оптическую систему в виде зеркального отражателя. По существу светооптическая пара «изучающий элемент-зеркальный отражатель» представляет собой устройство преобразования электрической энергии в излучение в заданном диапазоне оптического спектра с последующим его перераспределением в окружающем пространстве. Поэтому для обеспечения заданной величины интенсивности (пиковой силы) оптического излучения на выходе указанной светооптической пары следует не только обеспечить необходимый уровень интенсивности излучения от светящего тела излучающего элемента, но и обеспечить максимально возможную эффективность взаимодействия элементов светооптической пары. Их взаимодействие может быть эффективным только в том случае, когда яркость, форма и размер светящего тела излучающего элемента должным образом соответствуют форме и размерам зеркального отражателя. В СИЗ ЛА, обеспечивающих противодействие поражающему воздействию УР посредством постановки имитирующей активной помехи РЖ ГСН УР в виде моделированного некогерентного РЖ излучения используется источник первичного оптического излучения в виде цезиевой ГРЛ с прямой трубчатой оболочкой из лейкосапфира, поскольку такая ГРЛ обеспечивает генерацию оптического излучения в спектральном диапазоне чувствительности РЖ ГСН УР (3,5-5,0 мкм), и параболоидный зеркальный отражатель, поскольку он обеспечивает наибольшую угловую концентрацию потока излучения по сравнению с другими оптическими системами направленного действия, что крайне важно с учетом особенностей функционирования данного типа СИЗ ЛА от УР с РЖ ГСН. Следует отметить, что для достижения максимальной эффективности функционирования светооптической пары в составе источника некогерентного оптического излучения и параболоидного зеркального отражателя необходимо выполнение следующего условия - объем светящего тела источника оптического излучения, центр которого совмещен с фокусом параболоидного зеркального отражателя, должен быть, по возможности, минимальным, но обладать, при этом, максимальной яркостью [8]. В работе [9] показано, что генерируемое цезиевой ГРЛ ИК излучение в спектральном диапазоне 3,5-5,0 мкм исходит только из приповерхностных слоев светящего тела и его интенсивность, соответственно, определяется величиной рабочей поверхности канала разряда, т.е. наиболее эффективными средством повышения величины пиковой силы ИК излучения цезиевой ГРЛ является увеличение площади ее излучающей поверхности при сохранении объема плазмообразующей среды. Таким образом, с учетом указанного выше условия обеспечения эффективности функционирования светооптической пары, конструкция входящих в состав исполнительного органа СИЗ, выбранного в качестве прототипа, источников некогерентного оптического излучения в виде цезиевой ГРЛ, форма светящего тела которой представляет собой полый цилиндр, не является оптимальной, поскольку не допускает уменьшения геометрических размеров зеркального отражателя при условии сохранения величины его КПД и, соответственно, габаритов каждого из направленных излучателей некогерентного ИК излучения, установленных на наружной поверхности корпуса ЛА, что, вообще говоря, нежелательно, поскольку отрицательно влияет на аэродинамику защищаемого ЛА.

Недостаток конструкции СИЗ ЛА от УР с ИК ГСН, выбранного в качестве прототипа, заключается в практической невозможности минимизации массо-габаритных показателей входящих в состав исполнительного органа СИЗ ЛА двух идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей некогерентного ИК излучения в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН УР, что ограничивает возможность использования СИЗ на высокоскоростных маневренных ЛА.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в устранении указанного недостатка за счет уменьшения массо-габаритных характеристик светоформирующих оптических систем, входящих в состав направленных излучателей некогерентного ИК излучения исполнительного органа СИЗ ЛА, при сохранении эффективности функционирования СИЗ ЛА, свойственного прототипу.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой конструкции СИЗ ЛА от УР с ИК ГСН, заключается в повышении эксплуатационной надежности СИЗ ЛА за счет сохранения неизмененными аэродинамических качеств защищаемого ЛА.

Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции входящих в состав исполнительного органа заявляемого СИЗ ЛА источников излучения двух разнесенных в пространстве в пределах контура корпуса носителя (защищаемого ЛА) идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей некогерентного ИК излучения.

Заявляемое СИЗ ЛА от УР с РЖ ГСН, как и СИЗ ЛА, выбранное в качестве прототипа, содержит в составе исполнительного органа установленное на борту ЛА и сопряженное с системой наведения на атакующую УР устройство формирования направленного излучения активной помехи, выполненное в виде двух разнесенных в пространстве снабженных автономным следящим приводом системы наведения на атакующую УР идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей некогерентного РЖ излучения в спектральном диапазоне чувствительности ГСН УР, величина базы между энергетическими центрами источников РЖ излучения которых не превосходит угла поля зрения входной оптической системы ГСН УР при минимальной дальности пуска, выполненных с возможностью последовательно с частотой, соответствующей резонансной частоте контура управления рулями атакующей ракеты, включения и выключения.

Отличие заявляемого СИЗ ЛА от прототипа состоит в том, что источник излучения каждого из направленных излучателей некогерентного РЖ излучения содержит излучающий элемент в виде комбинации цезиевой ГРЛ с прямой трубчатой оболочкой из лейкосапфира, концентратора генерируемого цезиевой ГРЛ излучения в виде параболоидного зеркального отражателя, оптическая ось которого совмещена с продольной осью цезиевой ГРЛ, гибкого волоконно-оптического световода и волоконно-оптического фокона, установленного между концентратором генерируемого цезиевой ГРЛ излучения и входным торцом гибкого волоконно-оптического световода соосно с ними, при этом торец фокона большего диаметра обращен к отражающей поверхности концентратора и имеет диаметр равный диаметру светового отверстия концентратора, диаметр выходного торца фокона равен диаметру гибкого волоконно-оптического световода в зоне его входного торца, а светоперераспределяющая оптическая система каждого из направленных излучателей некогерентного ИК излучения выполнена в виде снабженного автономным следящим приводом системы наведения на атакующую УР параболоидного зеркального отражателя, в осевом слепом отверстии которого установлен выходной торец гибкого волоконно-оптического световода, перпендикулярно оптической оси параболоидного зеркального отражателя, а в фокусе параболоидного зеркального отражателя установлено вогнутое зеркало, активная поверхность которого обращена в сторону выходного торца гибкого волоконно-оптического световода, причем активные поверхности концентратора, параболоидного зеркального отражателя и вогнутого зеркала выполнены с возможностью отражения ИК излучения в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН УР, гибкий волоконно-оптический световод и волоконно-оптический фокон выполнены с возможностью направленной передачи ИК излучения в спектральном диапазоне чувствительности ИК ГСН УР и величина радиуса светового отверстия установленного в фокусе параболоидного зеркального отражателя вогнутого зеркала составляет:

R+Ltgα,

где R - радиус излучающей поверхности выходного торца гибкого волоконно-оптического световода;

L - расстояние от плоскости выходного торца гибкого волоконно-оптического световода до плоскости светового отверстия вогнутого зеркала;

α - апертурный угол гибкого волоконно-оптического световода.

На фиг. 1 приведена блок-схема варианта конкретного исполнения заявляемого СИЗ ЛА от УР с ИК ГСН. СИЗ ЛА содержит устройство формирования направленного излучения имитирующей активной помехи, выполненное в виде разнесенных в пространстве идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей 1 и 2 некогерентного ИК излучения в спектральном диапазоне чувствительности ГСН УР, и систему наведения 3 направленных излучателей 1 и 2 на атакующую ЛА УР. Система наведения 3 направленных излучателей 1 и 2 на атакующую ЛА УР выполнена по принципу следящей системы и имеет типовую функциональную структуру, конструктивное выполнение отдельных элементов которых применительно к светотехнической практике хорошо известно. В данном конкретном случае система наведения 3 направленных излучателей 1 и 2 содержит задающий орган (на фиг. 1 не показан), электронный блок формирования управляющего воздействия (на фиг. 1 не показан), сопряженный через линии передачи команд управления 4 и 5 с исполнительным органом в виде автономных следящих приводов 6 и 7, соответственно. Задающий орган системы наведения 3 выполнен в виде комбинации работающих в УФ диапазоне оптического спектра пассивных оптоэлектронных датчиков мгновенного обзора. Использование таких датчиков по аналогичному назначению известно [10]. Конструктивные варианты исполнения автономных следящих приводов, используемых в световых приборах и предназначенных для изменения в соответствии с управляющим сигналом направления распространения оптического излучения также хорошо известны. Кроме того, блок формирования управляющего воздействия системы наведения 3 через линии передачи команд управления 8 и 9 сопряжен с излучателями 1 и 2, соответственно. Излучатели 1 и 2 имеют типовую функциональную структуру, свойственную направленным излучателям дальнего действия, т.е. представляют собой световой прибор, содержащий оптически сопряженные источник оптического излучения и светоперераспределяющую оптическую систему. В данном конкретном случае каждый из идентичных по светотехническим характеристикам излучателей 1 и 2 содержит источник оптического излучения, выполненный в виде комбинации цезиевой ГРЛ 10, соединенной через линию передачи команд управления 11 с блоком модуляции 12 разрядного тока ГРЛ 10 по частоте, концентратора 13 генерируемого ГРЛ 10 оптического излучения, волоконно-оптического фокона 14, гибкого волоконно-оптического световода 15, и светоперераспределяющую оптическую систему в виде комбинации параболоидного зеркального отражателя 16 и вогнутого зеркала 17. Зеркальный отражатель 16, входящий в состав излучателя 1, снабжен входящим в состав исполнительного органа системы наведения 3 автономным следящим приводом 6, а зеркальный отражатель, входящий в состав излучателя 2, снабжен автономным следящим приводом 7. Цезиевая ГРЛ 10 с прямой трубчатой оболочкой из лейкосапфира представляет собой источник первичного некогерентного оптического излучения в спектральном диапазоне чувствительности ГСН УР (3,5-5,0 мкм). Конструкция подобного типа ГРЛ, предназначенных для использования в качестве единичного излучающего элемента в составе устройств оптико-электронного противодействия РЖ ГСН УР известна [9] и не требует специального пояснения. Блок модуляции 12 разрядного тока ГРЛ 10 выполнен по обычной для импульсных газоразрядных ламп схеме. Концентратор 13 выполнен в виде параболоидного зеркального отражателя, оптическая ось которого совещена с продольной осью ГРЛ 10, причем его активная поверхность выполнена, в данном конкретного случае, из алюминия, поскольку величина его коэффициента отражения в спектральном диапазоне 3,5-5,0 мкм составляет величину порядка 0,87-0,92 [11]. Кроме указанных конструктивных элементов 10 и 13 источник оптического излучения каждого из излучателей 1 и 2 содержит прозрачный в РЖ диапазоне оптического спектра (3,5-5,0 мкм) одиночный гибкий волоконно-оптический световод 15 с прямым торцом. Конструкция подобного типа РЖ световода, сердцевина которого выполнена, например, из твердых растворов хлорид-бромид-иодида серебра, а отражающая оболочка имеет показатель преломления меньший, чем сердцевина, известна [12] и требует специального пояснения. Следует только отметить, что указанный световод обладает низким показателем оптических потерь и повышенной светостойкостью, что с учетом его аппаратурного использования крайне важно. Между концентратором 13 и световодом 15 соосно с ними установлен волоконно-оптический фокон 14. Фокон 14 представляет собой волоконно-оптический элемент с плоскими торцами и изменяющимся, например коническим сечением вдоль направления распространения оптического излучения, обеспечивающий концентрацию оптического излучения [13]. В данном конкретном случае фокон 14 выполнен на основе прозрачных в ИК диапазоне оптического спектра (3,5-5,0 мкм) волоконно-оптических световодов, сердцевина которых по аналогии со световодом 15 выполнена из твердых растворов хлорид-бромид-иодида серебра. Больший торец фокона 14, который является его входным торцом 18, обращен к отражающей поверхности концентратора 13, установлен перпендикулярно его оптической оси и имеет диаметр равный диаметру светового отверстия концентратора 13. Выходной торец 19 фокона 14 ориентирован в сторону световода 15 и его диаметр равен диаметру световода 15 в зоне его выходного торца. Принцип конструирования такой светооптической системы с учетом взаимосвязи образующих ее элементов (10, 13, 14, 15) известен, что позволяет осуществить выбора оптимальных параметров такой системы - диаметр тела свечения ГРЛ 10, угол охвата концентратора 13, диаметр входного 18 и выходного 19 торцов фокона 14, диаметр сердцевины световода 15.

Со стороны выходного торца световод 15 установлен в осевом «слепом» отверстии параболоидного зеркального отражателя 16. Следует отметить, что отражателем со «слепым» отверстием принято называть отражатель со срезанной центральной частью для удобства монтажа источника оптического излучения, помещенного в фокусе отражателя [14]. Световод 15 установлен в отражателе 16 так, что плоскость его выходного торца перпендикулярна оптической оси отражения 16. В фокусе параболоидного зеркального отражателя 16 установлено вогнутое зеркало 17, активная поверхность которого обращена в сторону выходного торца световода 15. Активные поверхности параболоидного зеркального отражателя 16 и вогнутого зеркала 17 в данном конкретном случае выполнены из алюминия, поскольку, как это было указано выше, коэффициент отражения алюминия в спектральном диапазоне 3,5-5,0 мкм достаточно высок.

Заявляемое СИЗ ЛА от УР с ИК ГСН работает следующим образом. Первоначально, при отсутствии факта ракетной атаки, а только при ее угрозе, каждая из входящих в состав излучателей 1 и 2 цезиевая ГРЛ 10 находится в дежурном режиме и генерация излучения пространственно-модулированной имитирующей активной помехи излучателями 1 и 2 отсутствует. Задающий орган системы наведения 3 осуществляет «мгновенный» обзор атакоопасной зоны окружающего ЛА пространства. При входе в зону чувствительности задающего органа системы наведения 3 атакующей ЛА УР, факел РДУ который является источником излучения в УФ диапазоне оптического спектра, задающий орган системы наведения 3 осуществляет регистрацию факта ракетной атаки, а блок формирования управляющего воздействия системы наведения 3 формирует управляющий сигнал, который несет информацию о пространственном положении атакующей ЛА УР. Управляющий сигнал с блока формирования управляющего воздействия системы наведения 3 поступает через линии передач команд управления 4 и 5 на вход автономных следящих приводов 6 и 7, соответственно, которые осуществляют пространственную ориентацию параболоидных зеркальных отражателей 16 излучателей 1 и 2 по направлению на атакующую ЛА УР. Одновременно блок формирования управляющего воздействия системы наведения 3 вырабатывает сигнал управляющего воздействия, который через линии передачи команд управления 8 и 9 поступает на вход блоков модуляции 12 разрядного тока ГРЛ 10 излучателей 1 и 2. Цезиевые ГРЛ 10, входящие в состав излучателей 1 и 2, переходят в режим генерации некогерентного ИК излучения, спектральный диапазон которого соответствует спектральному диапазону чувствительности ИК ГСН атакующей ЛА УР (3,5-5,0 мкм), а импульсно-периодический профиль которого определяется заложенной в блоки 12 программой, обеспечивающей последовательное с заданной частотой, соответствующей резонансной частоте контура управления рулями атакующей УР, их включение и выключение.

Генерируемое каждой цезиевой ГРЛ 10 в телесном угле, равном 4π, РЖ излучение преобразуется концентратором 13, выполненным в виде параболоидного зеркального отражателя, в направленный поток РЖ излучения, который идет параллельно оптической оси концентратора 13, поступает на входной торец 18 фокона 14, перпендикулярного оптической оси зеркального отражателя концентратора 13, и проходит к выходному торцу 19 фокона 14 практически без затухания, т.е. фактически форма светящего тела источника первичного оптического излучения (цезиевая ГРЛ 10) преобразуется в круговую равнояркую поверхность, радиус которой равен радиусу излучающей поверхности выходного торца гибкого волоконно-оптического световода 15. Таким образом входящие в состав источников излучения излучателей 1 и 2 светооптические элементы 13, 14, 15 обеспечивают передачу РЖ излучения от цезиевой ГРЛ 10 к вогнутому зеркалу 17, которое переотражая падающее на нее РЖ излучение, поступившее через световод 15, выполняет, по существу, функцию размещенного в фокусе параболоидного зеркального отражателя 16 светоперераспределяющей оптической системы излучения 1 и 2 источника некогерентного РЖ излучения, величина радиуса светящего тела которого при сохранении, практически, величины пиковой силы РЖ излучения, формируемого цезиевой ГРЛ 10, составляет:

R+Ltgα,

где R - радиус излучающей поверхности выходного торца световода 15;

L - расстояние от плоскости выходного торца световода 15 до плоскости светового отверстия вогнутого зеркала 17; α - апертурный угол световода 15.

Предлагаемая конструкция СИЗ ЛА обеспечивает возможность уменьшения габаритов параболоидного отражателя 16, входящего в состав излучателей 1 и 2, при сохранении неизменной величины пиковой силы формируемых излучателями 1 и 2 излучения пространственно-модулированной имитирующей активной помехи РЖ ГСН атакующей УР, что с учетом особенностей аппаратурного применения излучателей 1 и 2 в составе СИЗ ЛА, как это было указано выше, крайне важно.

Преимущество заявляемой конструкции СИЗ ЛА состоит также в том, что наличие в составе излучателей 1 и 2 протяженного гибкого волоконно-оптического световода 15 устраняет жесткую связь между местом размещения на борту защищаемого ЛА источника первичного оптического излучения в виде цезиевой ГРЛ 10 и элементов 16, 17 светоперераспределяющей оптической системы, что дает возможность разнести в пространстве и обеспечить оптимальное, с точки зрения аэродинамики защищаемого ЛА, размещение на его корпусе оптически сопряженных посредством гибкого волоконно-оптического световода 15 неподвижных (10, 12, 13, 14) и выполненных с возможностью изменения пространственной ориентации (16, 17) элементов излучателей 1 и 2.

Таким образов, предлагается конструкция СИЗ ЛА, осуществляющая противодействие процессу самонаведения атакующей УР посредством воздействия на ИК ГСН атакующей УР пространственно-модулированной имитирующей активной помехой, обеспечивает повышение эксплуатационной надежности снабженного СИЗ ЛА за счет сохранения неизменными аэродинамических качеств защищаемого ЛА.

Следует отметить, что использование гибкого волоконно-оптического световода для передачи ИК излучения от разнесенных в пространстве излучающего элемента и светоперераспределяющего элемента в составе СИЗ ЛА известно [15], но применительно к СИЗ ЛА, осуществляющих противодействие процессу самонаведения УР, посредством воздействия на ИК ГСН атакующей УР пространственно-модулированной имитирующей помехой, такое решение применяется впервые.

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

Литература:

1. Зарубежное военное обозрение, 2002, №2, с. 33.

2. Зарубежное военное обозрение, 2002, №9, с. 35.

3. 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.

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

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

6. Патент РФ на ПМ №34715, F41H 13/00, 10.12.2003.

7. Патент РФ на ПМ №84101, F41H 13/00, 27.06.2009.

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

9. Гавриш С.В. Разработка и исследование импульсного источника инфракрасного излучения в парах цезия: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 2005.

10. Зарубежное военное образование, 2005, №3, с. 40.

11. Сарычев Г.С. Облучательные светотехнические установки, М.: Энергоатомиздат, 1992.

12. Патент РФ №2174247, G02B 6/16, 27.09.2001.

13. Энциклопедический словарь «Электроника», М.: Советская энциклопедия, 1991.

14. Карякин Н.А. Световые приборы прожекторного и проекторного типов, М.: Высшая школа, 1966.

15. Патент РФ на ПМ №168876, F41H 13/00, 22.02.2017.

Claims (5)

1. Средство индивидуальной защиты летательного аппарата от управляемых ракет с инфракрасной головкой самонаведения, исполнительный орган которого содержит установленное на борту летательного аппарата и сопряженное с системой наведения на атакующую ракету устройство формирования направленного излучения имитирующей активной помехи головке самонаведения атакующей управляемой ракеты, выполненное в виде двух разнесенных в пространстве снабженных автономным следящим приводом системы наведения на атакующую ракету идентичных по светотехническим характеристикам направленных излучателей некогерентного инфракрасного излучения в спектральной диапазоне чувствительности головки самонаведения управляемой ракеты, величина базы между энергетическими центрами источников инфракрасного излучения которых не превосходит угла поля зрения входной оптической системы головки самонаведения управляемой ракеты при минимальной дальности пуска, выполненных с возможностью последовательно с частотой, соответствующей резонансной частоте контура управления рулями атакующей ракеты, включения и выключения, отличающееся тем, что источник излучения каждого из направленных излучателей некогерентного инфракрасного излучения содержит излучающий элемент в виде комбинации цезиевой газоразрядной лампы с прямой трубчатой оболочкой из лейкосапфира, концентратора генерируемого цезиевой газоразрядной лампой излучения в виде параболоидного зеркального отражателя, оптическая ось которого совмещена с продольной осью цезиевой газоразрядной лампы, гибкого волоконно-оптического световода и волоконно-оптического фокона, установленного между концентратором генерируемого цезиевой газоразрядной лампой излучения и входным торцом гибкого волоконно-оптического световода соосно с ними, при этой торец фокона большего диаметра обращен к отражающей поверхности концентратора и имеет диаметр, равный диаметру светового отверстия концентратора, диаметр выходного торца фокона равен диаметру гибкого волоконно-оптического световода в зоне его входного торца, а светоперераспределяющая оптическая система каждого из направленных излучателей некогерентного инфракрасного излучения, выполненная в виде снабженного автономным следящим приводом системы наведения на атакующую управляющую ракету параболоидного зеркального отражателя, в осевом слепом отверстии которого установлен выходной торец гибкого волоконно-оптического световода перпендикулярно оптической оси параболоидного зеркального отражателя, а в фокусе параболоидного зеркального отражателя установлено вогнутое зеркало, активная поверхность которого обращена в сторону выходного торца гибкого волоконно-оптического световода, причем активные поверхности концентратора, параболоидного зеркального отражателя и вогнутого зеркала выполнены с возможностью отражения инфракрасного излучения в спектральном диапазоне чувствительности инфракрасной головки самонаведения управляемой ракеты, гибкий волоконно-оптический световод и волоконно-оптический фокон выполнены с возможностью направленной передачи инфракрасного излучения в спектральном диапазоне чувствительности инфракрасной головки самонаведения управляемой ракеты и величина радиуса светового отверстия, установленного в фокусе параболоидного зеркального отражателя вогнутого зеркала, составляет:
2. R+Ltgα,
3. где R - радиус излучающей поверхности выходного торца гибкого волоконно-оптического световода;
4. L - расстояние от плоскости выходного торца гибкого волоконно-оптического световода до плоскости светового отверстия вогнутого зеркала;
5. α - апертурный угол гибкого волоконно-оптического световода.

Images