RU25590U1

RU25590U1 - ACTIVE INTERFERENCE DEVICE FOR INDIVIDUAL PROTECTION OF AIRCRAFT AGAINST THE INFLUENCE OF CONTROLLED ROCKETS WITH INFRARED Homing Heads

Info

Publication number: RU25590U1
Application number: RU2002108443/20U
Authority: RU
Inventors: В.А. Самодергин; М.С. Захаров; Е.И. Козлов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Зенит"
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2002-10-10

Description

Blpr1™°МПК:Р41Н 13/00Blpr1 ™ ° IPC: P41H 13/00

УСТРОЙСТВО АКТИВНЫХ ПОМЕХACTIVE INTERFERENCE DEVICE

ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВFOR INDIVIDUAL PROTECTION OF AIRCRAFT

ОТ ПОРАЖАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТFROM HAZARDOUS INFLUENCE OF MANAGED MISSILES

С ИНФРАКРАСНЫМИГОЛОВКАМИ САМОНАВЕДЕНИЯWITH INFRARED SELF-HEADING HEADS

Полезная модель относится к вооружению, в частности к устройствам индивидуальной защиты летательных аппаратов (ЛА), в том числе боевых самолетов и вертолетов от поражающего воздействия управляемых ракет (УР) малой и средней дальности, оснащенных инфракрасными головками самонаведения (ИК ГСН), путем формирования активных помех, искажающих управляющие сигналы ИК ГСН, непосредственно с борта защищаемого ЛА.The utility model relates to armaments, in particular to devices for individual protection of aircraft (LA), including combat aircraft and helicopters from the damaging effects of guided missiles (SD) of short and medium range, equipped with infrared homing (IR seeker), by forming active interference distorting the control signals of the infrared seeker directly from the protected aircraft.

ИК ГСН относятся к оптико-электронным приборам пассивного типа с ИК-каналом связи «УР-ЛА 1 и предназначены для дискретного во времени получения информации об угловых координатах цели (ЛА) посредством определенной (оптической и электронной) обработки непрерывного ИК-излучения от цели, поступающего на вход ИК ГСН после захвата цели, большинство ИК ГСН УР модулируют поступающие ИКизлучение, затем генерируют сигнал пропорциональный углу между средней линией УР и положением цели, а управляющий сигнал обнуляется, что указывает на точное движение к цели в данный момент времени. Благодаря высокой эффективности, скрытности действия, малым габаритам, относительной простоте конструкции и малой стоимости ИК ГСН нашли широкое применение как средства самонаведения УР на цель. Так, по данным 2 в последние годы УР с ИК ГСН явились причиной потери большего количества Л А, чем любое другое оружие. Отсюда с очевидностью следует, что создание устройств различного рода помех, обеспечивающих срыв самонаведения УР на Л А, являются одной из актуальных задач по защите ЛА.IR GOS belong to passive-type optoelectronic devices with an IR communication channel “UR-LA 1 and are designed to obtain time-discrete information on the angular coordinates of the target (LA) by means of certain (optical and electronic) processing of continuous infrared radiation from the target, arriving at the input of the infrared seeker after capturing the target, the majority of the infrared seeker of the SD modulate the incoming infrared radiation, then generate a signal proportional to the angle between the middle line of the SD and the position of the target, and the control signal is reset, which indicates the exact movement s to the target at a given time. Due to their high efficiency, stealth, small size, relative simplicity of design, and low cost, infrared seekers have been widely used as a means of homing missiles to target. So, according to data 2, in recent years, SDs with infrared seekers have caused the loss of more LA than any other weapon. It follows with obviousness that the creation of devices of various kinds of interference, ensuring the disruption of homing missiles to LA, is one of the urgent tasks for the protection of aircraft.

Организованные активные оптические помехи являются эффективным средством противодействия ИК ГСН. Под действием активной помехи ИК ГСН становится источником ложной информации о местонахождении цели, несмотря на полную ее исправность, что в конечном счете приводит к срыву сопровождения цели УР или значительному промаху.Organized active optical interference is an effective means of counteracting the infrared seeker. Under the influence of active interference, the infrared seeker becomes a source of false information about the location of the target, despite its full serviceability, which ultimately leads to the failure of tracking the target of the SD or a significant miss.

Механизм воздействия активной помехи в виде модулированного некогерентного ИК-излучения обусловлен конструктивными особенностями ИК ГСН - наличием в оптическом тракте головки оптического модулятора, а в электронном тракте - блока автоматического регулирования усиления сигнала в усилителе несущей частоты ГСН. Эффективность подавления ИК ГСН излучением активной помехи зависит от вида модуляции излученияThe mechanism of exposure to active noise in the form of modulated incoherent IR radiation is due to the design features of the infrared seeker — the presence of the head of the optical modulator in the optical path, and the automatic gain control unit in the carrier carrier of the seeker in the electronic path. The effectiveness of suppressing infrared seeker radiation by active interference radiation depends on the type of radiation modulation

помехи, глубины модуляции и величины превышения излучения помехи над собственным тепловым излучением защищаемого ЛА, причем закон модуляции излучения помехи является важнейшей характеристикой помехи, т.к. определяет степень ее восприимчивости оптическим (входным) трактом ИК ГСН.interference, modulation depths and excess radiation interference over the own thermal radiation of the protected aircraft, and the law of interference radiation modulation is the most important characteristic of interference, because determines the degree of its susceptibility to the optical (input) path of the infrared seeker.

Известна конструкция устройства активных помех для индивидуальной защиты с борта ЛА, содержащего излучатель амплитудномодулированного некогерентного ИК-излучения, выполненного в виде источника непрерывного ИК-излучения (нихромовый нагреватель) с внешним оптическим модулятором 3. Устройство предназначено для подавления ИК ГСН с амплитудно-фазовой модуляцией излучения цели.A known design of an active interference device for personal protection from an aircraft containing an emitter of amplitude-modulated incoherent infrared radiation made in the form of a source of continuous infrared radiation (nichrome heater) with an external optical modulator 3. The device is designed to suppress infrared seeker with amplitude-phase modulation of radiation goals.

Принципиальная особенность указанного устройства состоит в том, что время срыва самонаведения ИК ГСН существенно зависит от совпадения частот модуляции в ИК ГСН и излучения помехи. В реальных условиях частоты модуляции помехи и ИК ГСН как правило не совпадают и поэтому в устройстве предусмотрен режим перехода с одной частоты модуляции помехи на другую, что особенно важно при отсутствии информации о типе атакующей УР.The principal feature of this device is that the homing time of the infrared seeker substantially depends on the coincidence of the modulation frequencies in the infrared seeker and the interference radiation. In real conditions, the frequency of the interference modulation and the infrared seeker usually do not coincide, and therefore the device provides a transition mode from one frequency of the interference modulation to another, which is especially important in the absence of information about the type of attacking SD.

Основной недостаток указанного устройства - недостаточное быстродействие при переходе с одной частоты модуляции излучения помехи на другую, что является следствием использования источника непрерывного ИК-излучения в паре с внешним оптическим модулятором. Попытки устранения указанного недостатка существенно усложняют конструкцию устройства, что влияет на его надежность и стоимость.The main disadvantage of this device is the lack of speed when switching from one frequency of modulation of interference radiation to another, which is a consequence of the use of a source of continuous infrared radiation paired with an external optical modulator. Attempts to eliminate this drawback significantly complicate the design of the device, which affects its reliability and cost.

Известна также конструкция устройства активных помех, выбранного в качестве прототипа, которое содержит излучатель амплитудномодулированного некогерентного ИК-излучения, выполненного в виде газоразрядного импульсного источника ИК-излучения с внутренней модуляций (сапфировая лампа с цезиевым наполнением и модуляцией разрядного тока) 4.Also known is the design of an active interference device selected as a prototype, which contains an emitter of amplitude-modulated incoherent IR radiation made in the form of a gas-discharge pulsed IR radiation source with internal modulations (sapphire lamp with cesium filling and discharge current modulation) 4.

Конструкция этого устройства активных помех обеспечивает существенное уменьшение времени переходного процесса с одной частоты модуляции на другую и дает возможность формировать импульсный помеховый сигнал со структурой произвольной сложности. Устройство предназначено для подавления ИК ГСН с амплитудно-фазовой (АМП) и частотой (ЧМ) модуляцией излучения от цели.The design of this active interference device provides a significant reduction in the transition time from one modulation frequency to another and makes it possible to generate a pulsed interfering signal with a structure of arbitrary complexity. The device is designed to suppress infrared seeker with amplitude-phase (AMP) and frequency (FM) modulation of radiation from the target.

Недостаток устройства, выбранного в качестве прототипа невозможность получения большого превышения силы излучения помехи над собственным излучением ЛА, необходимого при подавлении ИК ГСН амплитудно-модулированной помехой, что приводит к увеличению минимального времени воздействия помехового сигнала на ИК ГСН, необходимого для срыва самонаведения.The disadvantage of the device selected as a prototype is the impossibility of obtaining a large excess of the interference radiation power over the aircraft’s own radiation, which is necessary when suppressing an infrared seeker with amplitude-modulated interference, which leads to an increase in the minimum exposure time of an interfering signal to an infrared seeker needed to disrupt homing.

необходимого для срыва самонаведения УР (подавления ИК ГСН), при условии незначительного (не более 3 раз) превышения помехового излучения над собственным излучением ЛА.necessary for disruption of homing SD (suppression of infrared seeker), subject to a slight (no more than 3 times) excess of interference radiation over the aircraft’s own radiation.

Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции излучателя модулированного некогерентного ИК-излучения устройства активных помех.This task is realized due to the special design of the emitter of modulated incoherent infrared radiation of the active interference device.

Как и устройство активных помех, выбранное в качестве прототипа, заявляемое устройство содержит излучатель модулированного некогерентного ИК-излучения, но в отличии от прототипа формирует не амплитудно-модулированную, а пространственно модулированную помеху (ПМП).Like the active jamming device selected as a prototype, the inventive device contains a modulated incoherent infrared emitter, but, unlike the prototype, it forms not amplitude-modulated, but spatially modulated interference (PMF).

Конструктивное отличие этого излучателя устройства активных помех состоит в том, что он содержит группу идентичных по светотехническим характеристикам светоформирующих элементов, выполненную с возможностью попеременно от теплового центра ЛА к периферии включения светоформирующих элементов. Время включения каждого светоформирующего элемента равно периоду модуляции помехового излучения, деленному на количество светоформирующих элементов в группе. База световых центров каждой пары соседних светоформирующих элементов выбрана из условия, что ее угловая величина не превосходит максимального угла поля зрения оптической системы ИК ГСН при минимальной для УР дальности пуска. Сила излучения каждого из светоформирующих элементов установлена с 1,5-2,0 кратным превышением силы собственного ИК-излучения ЛА.The structural difference of this emitter of an active interference device is that it contains a group of light-forming elements that are identical in terms of light performance, made with the possibility of alternating from the thermal center of the aircraft to the periphery of inclusion of the light-forming elements. The ON time of each light-forming element is equal to the period of modulation of the interfering radiation, divided by the number of light-forming elements in the group. The base of the light centers of each pair of adjacent light-forming elements is selected from the condition that its angular value does not exceed the maximum field of view of the optical system of the infrared seeker at the minimum launch distance for SD. The radiation power of each of the light-forming elements is established with 1.5-2.0 times the excess of the strength of the aircraft’s own infrared radiation.

На фиг.1 представлена блок-схема варианта конкретного исполнения заявляемого устройства активных помех. В данном конкретном случае устройство содержит излучатель из четырех идентичных по светотехническим характеристикам светоформирующих элементов 1, 2, 3, 4, выполненных в виде сапфировых ламп с цезиевым наполнением, блок токовой модуляции ламп 5, блок питания и зажигания ламп 6 и блок управления 7. Базы световых центров соседних светоизлучающих элементов ( Ј.) равны между собой и соответствуют расстоянию от теплового центра ЛА 5 до светового центра ближайшего к 5 светоформирующего элемента 1. В данном случае элементы 1-г4 размещены асимметрично относительно 5.Figure 1 presents a block diagram of a variant of a specific implementation of the claimed device active interference. In this particular case, the device contains an emitter of four light-forming elements 1, 2, 3, 4, identical in lighting characteristics, made in the form of cesium-filled sapphire lamps, a lamp current modulation unit 5, a lamp power and ignition unit 6, and a control unit 7. Bases the light centers of adjacent light-emitting elements (Ј.) are equal to each other and correspond to the distance from the heat center of LA 5 to the light center of the light-forming element 1 closest to 5. In this case, elements 1-g4 are placed asymmetrically about in relative 5.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При входе ЛА в атакоопасную зону блоком 7 подается силовое питание на блок питания ламп 6 и команда на зажигание ламп (блок 5). Блок токовой модуляции 5 по команде с блока 7 вырабатывает последовательность токовых импульсов, временная структура которых определяется заложенной в него программой. Лампы 1-4 преобразуют последовательность токовых импульсов в импульсы ИК-излучения, временная структура которых определяется структурой управляющего сигнала токовой модуляции. На фиг.2 представлены эпюры, соответствующие импульсам излучения ламп 1-4 (1| - соответствует лампе 1The inventive device operates as follows. When the aircraft enters the hazardous area, unit 7 supplies power to the lamp power supply 6 and a lamp ignition command (block 5). The current modulation unit 5, on a command from block 7, generates a sequence of current pulses, the temporal structure of which is determined by the program embedded in it. Lamps 1-4 convert the sequence of current pulses into pulses of infrared radiation, the temporal structure of which is determined by the structure of the control signal of the current modulation. Figure 2 presents the diagrams corresponding to the pulses of radiation of lamps 1-4 (1 | - corresponds to lamp 1

и т.д.). Длительность импульсов TI, 2, Т ч и Т« равны между собой и в сумме равны периоду модуляции Тм Таким образом, группа светоформирующих элементов формирует временную последовательность в различных точках пространства (соответствующих световому полю излучателя), определенным образом ориентированных относительно теплового центра Л А. В данном случае лампы 1-4 включаются попеременно, последовательно одна за другой от теплового центра ЛАЗ к периферии:etc.). The pulse durations TI, 2, T h and T рав are equal to each other and in total equal to the modulation period Tm. Thus, the group of light-forming elements forms a time sequence at various points in space (corresponding to the light field of the emitter), oriented in a certain way relative to the thermal center L A. In this case, lamps 1-4 are switched on alternately, sequentially one after another from the thermal center of the LAZ to the periphery:

1-2-3-4-1-2-3-4...1-2-3-4-1-2-3-4 ...

Использованный в данной конструкции принцип формирования помехи известен как пространственная модуляция света 5, но в устройствах формирования активных помех используется впервые.The principle of interference generation used in this design is known as spatial modulation of light 5, but is used for the first time in active interference generation devices.

Воздействие ПМП на УР состоит в периодическом уводе оптической оси ИК ГСН от направления на цель с нарастающей по мере сближения УР и ЛА угловой скоростью и амплитудой. Ввиду асимметрии перемещения источника поискового излучения в прямом и обратном направлении в контуре углового сопровождения ИК ГСН накапливается систематическая ошибка рассогласования, а в контуре самонаведения ошибка измерения угловой скорости линии визирования. В результате происходит сход УР с опорной траектории и срыв сопровождения цели.The impact of the PMF on the SD consists in periodically diverting the optical axis of the infrared seeker from the direction to the target with increasing angular velocity and amplitude as the SD and LA approach each other. Due to the asymmetry of the movement of the search radiation source in the forward and backward directions, a systematic mismatch error is accumulated in the angular tracking circuit of the infrared seeker, and an error in measuring the angular velocity of the line of sight is accumulated in the homing circuit. As a result, the UR descends from the reference trajectory and the target tracking is disrupted.

Поскольку длительность импульсов помехового излучения Т, -- (п количество светоформирующих элементов), то за один период модуляции И К ГСН осуществляет п циклов перенацеливания (в данном случае 4), что существенно уменьшает время срыва самонаведения по сравнению с известными устройствами активных помех.Since the duration of the pulses of the interfering radiation T, is (n is the number of light-forming elements), for one modulation period I K the GOS carries out p retargeting cycles (in this case 4), which significantly reduces the time of homing in comparison with the known active jamming devices.

Экспериментально установлено, что расстояние между световыми центрами светоформирующих элементов (их база) составляет 2-3 м, а сила излучения каждого светоформирующего элемента должна превышать собственное тепловое излучение ЛА в 1,5-2 раза в диапазоне чувствительности ИК ГСН, т.е. в два-три раза ниже, чем у известных устройств активных помех, реализующих принцип амплитудной модуляции при формировании помехи. Кроме того, при использовании ПМП осуществляется одночастотная модуляция на частоте контура управления УР, а не двухчастотная, как в известных устройствах, что с одной стороны упрощает конструкцию устройства активных помех, а с другой стороны повышает эффективность ее действия.It has been experimentally established that the distance between the light centers of the light-forming elements (their base) is 2-3 m, and the radiation force of each light-forming element should exceed the aircraft’s own thermal radiation by 1.5-2 times in the sensitivity range of the infrared seeker, i.e. two to three times lower than that of known active interference devices that implement the principle of amplitude modulation in the formation of interference. In addition, when using the PMF, single-frequency modulation is carried out at the frequency of the control loop of the SD, and not dual-frequency, as in the known devices, which on the one hand simplifies the design of the active interference device, and on the other hand increases its efficiency.

Заявляемое устройство обеспечивает:The inventive device provides:

-защиту ЛА в течение всего времени нахождения в атакоопасной зоне без сопряжения с информационными средствами оптико-электронной разведки;-protection of the aircraft during the entire time spent in the attack zone without interfacing with information means of optoelectronic reconnaissance;

Устройство разработано для серийного изготовления в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.The device is designed for serial production in industrial production using standard equipment, modern materials and technology.

Литература:Literature:

1.Л.П. Лазарев «Оптоэлектронные приборы наведения летательных аппаратов, М., Машиностроение, 1984 г.1.L.P. Lazarev “Optoelectronic devices for guidance of aircraft, M., Mechanical Engineering, 1984

2.ж. «Defence Helicopter, vol. 17, N05, Oct - Nov. 1998.2.g. Defense Helicopter, vol. 17, N05, Oct - Nov. 1998.

3.Устройство инфракрасных амплитудно-модулированных помех УМП-В1 А, ЮЩ2.999.002 ТУ.3. The device of infrared amplitude-modulated interference UMP-B1 A, USCH2.999.002 TU.

4.Atf/ALQ-fS, р iOAAS ЈOS, .4.Atf / ALQ-fS, p iOAAS ЈOS,.

5.Физическая энциклопедия, М., «Сов. Энциклопедия, 1988.5. Physical Encyclopedia, M., “Owls. Encyclopedia, 1988.

Claims

Active interference device for the individual protection of aircraft from the damaging effects of guided missiles with infrared homing heads, containing a modulated incoherent infrared emitter, characterized in that the emitter is made in the form of a spatially modulated incoherent infrared radiation system containing a group of identical lighting characteristics light-forming elements, made with the possibility of cyclic, alternately from the heat center fly of the light apparatus to the periphery, on and off, and the period of inclusion of each light-forming element in one cycle is equal to the modulation period divided by the number of light-forming elements in the group, the radiation force of each light-forming element exceeds the thermal radiation of the aircraft by at least 1.5-2 , 0 times, and the angular magnitude of the base between the light centers of each pair of neighboring light-forming elements does not exceed the maximum angle of view of the optical system of the homing head with a minimum launch range for a guided missile.