RU2212623C1

RU2212623C1 - Target

Info

Publication number: RU2212623C1
Application number: RU2002119975A
Authority: RU
Inventors: В.И. Образумов; Е.Н. Семашкин; А.Д. Мартынов; А.А. Черноусов
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2003-09-20
Also published as: RU2002119975A

Abstract

FIELD: targets for sighting in the radar band and infra-red spectrum corresponding to the operating band of the infra-red imager. SUBSTANCE: in the target having a reflector, spherical shell being in the air, filled with gas with a density lower than the air density, fastening rope adjustable in height, connected to a fastening member retaining the reflector and the spherical shell, the reflector is made in the form of four similar semicircular plates. The plates are coated with a heat-radiating layer and connected by straight ribs oriented perpendicularly to the ground surface at right angles to one another. The reflector is suspended by means of an additional second rope connecting it to the spherical shell. From the bottom the reflector is connected to the fastened rope. EFFECT: expanded sphere of use of the radar target in the infra-red spectrum; replacement of the real target with a heat simulator possessing a visible section corresponding to the diameter of the fuselage of the flight vehicle, and having a radiating power close to the radiating power of the missile skin at kinetic heating-up in the process of flight, as well as simplified construction and reduced price of the target. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области мишеней для визирования в радиолокационном диапазоне и ИК-области спектра, соответствующей диапазону работы тепловизора. The invention relates to the field of targets for sighting in the radar range and the infrared region of the spectrum corresponding to the range of the thermal imager.

Известна мишень с тепловым излучением, содержащая опорную раму, форма которой, по меньшей мере в одной плоскости, соответствует силуэту военного объекта, например танка. На раме установлен нагревательный элемент, который имеет форму, позволяющую создавать тепловое излучение, соответствующее излучению реальной цели. Нагревательный элемент содержит две параллельные шины, разнесенные между собой. Плоские поверхности шин, обращенные одна к другой, покрыты электропроводным материалом для протекания тока по площади, которая по конфигурации соответствует опорной раме. Мишень содержит устройство, образующее резистивный элемент, включенный между противолежащими участками электропроводной поверхности шин. При этом образуется тепловое поле, соответствующее тепловому излучению реальной цели. К шинам присоединены проводники, через которые ток от батареи питания поступает к электропроводному слою, имеющемуся на поверхности шин /1/. A known target with thermal radiation containing a support frame, the shape of which, at least in one plane, corresponds to the silhouette of a military object, such as a tank. A heating element is installed on the frame, which has a shape that allows you to create thermal radiation corresponding to the radiation of a real target. The heating element comprises two parallel buses spaced apart. The flat surfaces of the tires, facing one another, are coated with an electrically conductive material for the flow of current over an area that, by configuration, corresponds to a support frame. The target contains a device forming a resistive element connected between opposite sections of the electrically conductive surface of the tires. In this case, a thermal field is formed corresponding to the thermal radiation of the real target. Conductors are connected to the buses, through which the current from the battery is supplied to the conductive layer on the surface of the tires / 1 /.

Однако такая схема построения тепловой мишени имеет ряд отрицательных черт, особенно при использовании ее в жарком климате. Прежде всего, она располагается в самом низком приземном слое и из-за турбулентности воздуха в тепловизор практически не видна или видна с такими замираниями изображения, что его невозможно использовать для построения следящих систем. Низкое расположение подобных мишеней /1/ обусловлено еще и тем, что они используют электрический нагревательный элемент и, по сути дела, "привязаны" к наземному электрическому генератору. However, such a scheme for constructing a thermal target has a number of negative features, especially when used in hot climates. First of all, it is located in the lowest surface layer and, due to air turbulence, is practically invisible to the thermal imager or visible with such image fading that it cannot be used to build tracking systems. The low location of such targets / 1 / is also due to the fact that they use an electric heating element and, in fact, are “tied” to a ground-based electric generator.

Наиболее близким устройством к предлагаемому изобретению является висящий в воздухе радиолокационный отражатель, в котором внутри газовой сферической оболочки из легкого материала заключен складной уголковый отражатель, имеющий восемь поверхностей и выполненный из мягкого материала. Шестью вершинами уголковый отражатель соединен с внутренней поверхностью оболочки. В баллоне находится сжатый газ с плотностью меньше, чем у воздуха. Из баллона газ поступает в оболочку и раздувает ее. Под действием силы со стороны расширяющейся оболочки раскрывается уголковый отражатель и повисает внутри этой оболочки. Одновременно с этим оболочка поднимается в воздух. Обладающий плавучестью газовый баллон остается на поверхности воды, превратившись в плавучий буй. Трос, соединяющий оболочку и буй, удерживает первую на нужной высоте над поверхностью воды /2/. The closest device to the present invention is a hanging radar reflector, in which inside the gas spherical shell of light material is enclosed a folding corner reflector having eight surfaces and made of soft material. Six peaks angular reflector connected to the inner surface of the shell. The cylinder contains compressed gas with a density lower than that of air. From the cylinder, gas enters the shell and inflates it. Under the action of force from the side of the expanding shell, an angular reflector opens and hangs inside this shell. At the same time, the shell rises into the air. A buoyant gas tank remains on the surface of the water, turning into a floating buoy. The cable connecting the shell and the buoy holds the first at the desired height above the surface of the water / 2 /.

Однако данная мишень не является тепловой, то есть работающей в оптическом диапазоне, а является типичной радиолокационной целью и малопригодна для решения оптических задач, имеет сложную конструкцию. However, this target is not thermal, that is, operating in the optical range, but is a typical radar target and unsuitable for solving optical problems, has a complex structure.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение области использования радиолокационной мишени на ИК-область спектра, т.е. замена реальной цели тепловым имитатором, обладающим видимым сечением, соответствующим диаметру фюзеляжа летательного аппарата, и имеющим излучательную способность, близкую к излучательной способности обшивки ракеты при кинетическом разогреве в процессе полета, а также упрощение конструкции и удешевление мишени. The objective of the invention is to expand the field of use of a radar target in the infrared region of the spectrum, i.e. replacing a real target with a thermal simulator having a visible cross section corresponding to the diameter of the aircraft fuselage and having an emissivity close to the emissivity of the rocket skin during kinetic heating during the flight, as well as simplifying the design and cheapening the target.

Поставленная задача достигается тем, что в мишени, содержащей отражатель, висящую в воздухе сферическую оболочку, заполненную газом с плотностью меньшей, чем плотность воздуха, регулируемый по высоте крепежный трос, соединенный с крепежным элементом, удерживающим отражатель и сферическую оболочку, отражатель выполнен в виде четырех одинаковых полукруглых пластин, покрытых теплоизлучающим слоем и соединенных прямыми ребрами, ориентированными перпендикулярно земной поверхности, под прямыми углами друг к другу, при этом отражатель подвешен на дополнительном втором тросе, соединяющем его со сферической оболочкой, снизу отражатель соединен с крепежным тросом. This object is achieved in that in a target containing a reflector, a spherical shell hanging in the air, filled with gas with a density lower than air density, a mounting cable adjustable in height connected to a mounting element holding the reflector and the spherical shell, the reflector is made in the form of four identical semicircular plates coated with a heat-radiating layer and connected by straight ribs oriented perpendicular to the earth’s surface, at right angles to each other, while the reflector Shen on the additional second cable connecting it with the spherical shell, the bottom reflector is connected to the mounting-line.

Технический результат обеспечивается за счет использования в мишени приближенного к реальным целям по геометрическим и требуемым физическим параметрам простого в конструктивном исполнении отражателя, выполненного в виде четырех одинаковых полукруглых пластин, покрытых теплоизлучающим слоем и соединенных прямыми ребрами, ориентированными перпендикулярно земной поверхности, под прямыми углами друг к другу; а также использования дополнительного второго троса, на котором висит отражатель, соединенный данным тросом со сферической оболочкой, снизу отражатель соединен с крепежным тросом. The technical result is achieved through the use of a target, which is close to real targets in terms of geometrical and required physical parameters, of a simple, structurally designed reflector made in the form of four identical semicircular plates coated with a heat-emitting layer and connected by straight ribs oriented perpendicular to the earth’s surface, at right angles to each other friend as well as the use of an additional second cable, on which a reflector hangs, connected by a given cable to a spherical shell, from below the reflector is connected to a mounting cable.

Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами. The proposed technical solution is illustrated by graphic materials.

На фиг.1 (а, б) представлены схемы мишени, где 1 - сферическая оболочка, 2 - дополнительный второй трос, 3 отражатель, 4 - крепежный трос, 5 - крепежный элемент (груз). На фиг.2 изображена схема отражателя, где 6 - полукруглая пластина. Figure 1 (a, b) shows the target scheme, where 1 is a spherical shell, 2 is an additional second cable, 3 reflector, 4 is a fastening cable, 5 is a fastening element (load). Figure 2 shows a diagram of the reflector, where 6 is a semicircular plate.

Мишень состоит из сферической оболочки в виде воздушного шара (фиг.1а) или нескольких небольших шаров (фиг.1б), наполненных водородом или гелием. К сферической оболочке (1) подвешен на дополнительном втором тросе (2) отражатель (3), который с помощью крепежного троса (4) соединен с крепежным элементом (5) на земле. Высота отражателя над землей может варьироваться от единиц до сотен метров. Поверхности пластин (6) покрывают металлической фольгой с черной поверхностью. В тропических районах такая поверхность нагревается до 70-80^oС или на 30-40^oС выше температуры окружающего воздуха. Отражатель выполнен из четырех одинаковых полукруглых пластин (6), соединенных относительно друг друга под углом 90^o (фиг.2). Тросы и пластины отражателя изготовлены из легких прочных материалов; тросы, например, из капроновых нитей, а пластины отражателя - из стеклопластика, покрытого фольгой, или алюминия.The target consists of a spherical shell in the form of a balloon (figa) or several small balloons (fig.1b) filled with hydrogen or helium. A reflector (3) is suspended from the spherical shell (1) on an additional second cable (2), which is connected to the mounting element (5) on the ground by means of a fastening cable (4). The height of the reflector above the ground can vary from units to hundreds of meters. The surfaces of the plates (6) are coated with a metal foil with a black surface. In tropical areas, such a surface is heated to 70-80 ^o C or 30-40 ^o C above ambient temperature. The reflector is made of four identical semicircular plates (6), connected relative to each other at an angle of 90 ^o (figure 2). Cables and reflector plates are made of lightweight durable materials; cables, for example, from kapron filaments, and reflector plates from fiberglass coated with foil or aluminum.

Лобовая поверхность дозвукового летательного аппарата, летящего в непосредственной близости от земли, подвергается кинетическому разогреву, согласно /3/, до величины:

где Т_пов, Т_в - температуры поверхности и воздуха соответственно;
v - скорость летательного аппарата, м/с.The frontal surface of a subsonic aircraft flying in the immediate vicinity of the earth is subjected to kinetic heating, according to / 3 /, to the value:

where T _pov , T _in - surface temperature and air, respectively;
v is the speed of the aircraft, m / s.

При скоростях полета 200-280 м/с температура поверхности выше температуры воздуха на 20-40^oС.At flight speeds of 200-280 m / s, the surface temperature is higher than air temperature by 20-40 ^o C.

Таким образом, с помощью солнечного разогрева поверхности имитируют кинетический разогрев поверхности летательного аппарата. При этом диаметр полукруглых пластин отражателя тепловой мишени соответствует диаметру фюзеляжа летательного аппарата. Так, например, для крылатой ракеты "Томагавк" диаметр полукруглых пластин составляет 0,5 м. Помимо тепловой мишени крестообразное расположение дисков и их металлизированная поверхность придает им свойства уголкового отражателя для радиоволн. Пластины эффективно отражают излучение в ту точку, откуда оно и исходит, что расширяет область применения мишени. Thus, using solar heating of the surface, the kinetic heating of the surface of an aircraft is simulated. The diameter of the semicircular plates of the reflector of the thermal target corresponds to the diameter of the fuselage of the aircraft. For example, for the Tomahawk cruise missile, the diameter of the semicircular plates is 0.5 m. In addition to the thermal target, the cross-shaped arrangement of the disks and their metallized surface gives them the properties of an angular reflector for radio waves. The plates efficiently reflect the radiation to the point from where it comes from, which expands the scope of the target.

Подъем отражателя на высоту 100 метров позволяет существенно снизить мерцание изображения, происходящее в высокотурбулизированном приземном слое воздуха (10-20 метров над поверхностью почвы). При этом привязывание ее к движущемуся автомобилю позволяет в определенных пределах имитировать движущийся тепловой объект. Raising the reflector to a height of 100 meters can significantly reduce the flickering of the image that occurs in a highly turbulent surface layer of air (10-20 meters above the soil surface). At the same time, tying it to a moving car allows you to simulate a moving thermal object within certain limits.

Дальность видимости такой мишени диаметром 0,5 метра и разогретой до 70^oС в тепловизор "CATHERINE-FC" фирмы "THOMSON" Франция (8-12 мкм) составляет от 10 до 15 км в зависимости от влагосодержания атмосферы.The visibility range of such a target with a diameter of 0.5 meters and heated up to 70 ^o C in the thermal imager "CATHERINE-FC" company "THOMSON" France (8-12 microns) is from 10 to 15 km, depending on the moisture content of the atmosphere.

Предлагаемая мишень имеет простую и дешевую в изготовлении конструкцию, позволяет достоверно имитировать как радиолокационные, так и тепловые заданные цели по требуемым геометрическим и физическим параметрам. The proposed target has a simple and cheap design to manufacture, allows you to reliably simulate both radar and thermal targets in terms of the required geometric and physical parameters.

Источники информации
1. Патент США (US) 4792142, МКИ⁵ F 41 J 1/00, публикация 88 12 20 E. 1097 3 - аналог.Sources of information
1. US patent (US) 4792142, MKI ⁵ F 41 J 1/00, publication 88 12 20 E. 1097 3 - analogue.

2. Заявка Япония (JP) В 63-11600, МКИ⁵ F 41 J 2/00, публикация 88 03 15 Е. 1097 5-290 - прототип.2. Application Japan (JP) B 63-11600, MKI ⁵ F 41 J 2/00, publication 88 03 15 E. 1097 5-290 - prototype.

3. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Физматгиз, 1960. 3. Abramovich G.N. Applied gas dynamics. M .: Fizmatgiz, 1960.

Claims

Target containing a reflector, a spherical shell hanging in the air, filled with gas with a density lower than air density, a height-adjustable fastener cable connected to a fastener holding the reflector and a spherical shell, characterized in that the reflector is made in the form of four identical semicircular plates covered with a heat-radiating layer and connected by straight ribs oriented perpendicular to the earth's surface, at right angles to each other, while the reflector is suspended on an additional m of the second cable connecting it to the spherical shell, from below the reflector is connected to the mounting cable.