RU2726351C1 - Способ и система защиты воздушного судна от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к способу и системе защиты воздушных судов от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения. Для защиты от приближающихся управляемых ракет обнаруживают их датчиками УФ диапазона длин волн, определяют дальность с помощью импульсно-доплеровской РЛС и скорость их сближения определенным образом, производят отстрел ложных тепловых целей для срыва наведения. Система содержит УФ датчики, импульсно-доплеровскую РЛС, устройство выброса для отстрела ложных целей, блок принятия решений, устройство управления системой защиты воздушного судна, пилотажно-навигационный комплекс, соединенные определенным образом. Обеспечивается повышение вероятности и надежности определения атакующих ракет, повышение надежности защиты от них, повышение безопасности воздушного судна. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Данное изобретение относится к оборудованию воздушных судов (далее - ВС), предназначенному для их защиты от ракетных атак.

Областью применения настоящего изобретения является обеспечение защиты воздушных судов (самолетов, вертолетов) от управляемых ракет с оптическими (инфракрасными) головками самонаведения (далее - ОГС).

Известен способ и устройство (система) [1] защиты ВС от поражения ракетами с ОГС, например, реализованные в системе индивидуальной защиты (СИЗ) LAIRCM (AN/AAQ 24(V) фирмы «Нортроп Грумман» (США), и состоящие в обнаружении атакующих ракет установленными на ВС УФ (или ИК) датчиками (далее - УФ датчик), обеспечивающими круговой обзор пространства вокруг ВС и определяющими направление подлета к нему атакующей ракеты, наведении на нее по целеуказанию от таких УФ датчиков узконаправленных генераторов помехового ИК излучения и создании ими модулированных специальным образом ИК помех или применении отстрела из устройств выброса пиропатронов с ложными тепловыми целями (ЛТЦ) для срыва ее наведения на защищаемое ВС.

Недостатками данного способа защиты и устройства, его реализующего, являются:

ограничение по достижимым в оптических (УФ или ИК) подсистемах обнаружения ракетных атак вероятностям правильного обнаружения атакующих ракет (как правило, на уровне не более 0,90…0,95) и, соответственно, наличие у них значимой при выполнении таких ответственных функций величины вероятности необнаружения (пропуска) ракетной атаки на уровне 0,05…0,10;

относительно высокая величина вероятности ложных тревог (как правило, в диапазоне 10³…10⁵), в зависимости от уровня технического совершенства таких подсистем и сложности фоноцелевой обстановки (например, известно [1], что подсистема обнаружения в составе СИЗ самолета Боинг 737 на основе УФ датчиков должна обеспечивать не более одного ложного срабатывания за 17 часов полета, то есть частота ложных срабатываний должна быть не более 1,7×10⁵);

подверженность применяемых для реализации таких способов оптических подсистем обнаружения, как любой другой технической системы, отказам и неисправностям.

Недостаточная величина правильного обнаружения в системах защиты, реализующих такой способ, может привести к пропуску обнаружения атакующей ракеты, который для самолетов и вертолетов будет иметь, как правило, катастрофические последствия.

Наличие достаточно высокой вероятности ложных тревог (ложных срабатываний) подсистем обнаружения ракетных атак, по информации от которых производится отстрел ЛТЦ для защиты ВС от ракет, приводит не только к нецелевому (по своему предназначению) отстрелу ЛТЦ и, соответственно, бесполезному расходованию их комплекта. В ряде случаев даже такие относительно редкие ложные срабатывания подсистем обнаружения ракетных атак могут иметь другие тяжелые последствия, а именно:

при взлете/посадке самолета (вертолета) или при полете на малой высоте над городской застройкой или пожароопасной местностью или объектами (склады ГСМ, нефтеперерабатывающие или нефтехимические предприятия, земная поверхность с сухой растительностью и т.д.) такой отстрел ЛТЦ опасен возникновением возгораний и пожаров;

в темное время суток отстрел ЛТЦ в результате ложных срабатываний датчиков обнаружения приводит к демаскированию положения ВС в воздухе, что в условиях террористической опасности повышает вероятность применения по нему различных средств огневого поражения (переносных зенитных ракетных комплексов (далее - ПЗРК), зенитных установок, гранатометов, стрелкового оружия и т.д.), а кроме того крайне негативно отражается на психологическом состоянии экипажей ВС, создавая впечатление реальной ракетной атаки по ВС;

любой отстрел ЛТЦ, в том числе такой нецелевой, приводит к «ослеплению» УФ датчиков СИЗ на временном промежутке их отстрела и горения, что может привести к пропуску реальной ракетной атаки в секторе защиты, где находится «ослепленный» датчик.

Вместе с тем, обеспечение возможностей применения ЛТЦ в любых условиях полета является необходимым условием эффективной защиты ВС от различных типов ракет с ОГС, так как позволяет создавать пространственно-распределенные помехи, особенно эффективные в комбинации с применением с борта ВС специальных генераторов модулированных ИК помех. Достоинством применения ЛТЦ является также отсутствие для них необходимости точного целеуказания по направлению атаки, а фактическая всеракурсность их воздействия на атакующие ракеты особенно важна при отражении одновременных ракетных атак на ВС с двух и более направлений, когда узконаправленные генераторы модулированных ИК помех имеют ограничения по пропускной способности их обслуживания и подавления.

При этом необходимо учитывать и возможность сравнительно просто реализуемого преднамеренного провоцирования срабатывания УФ датчиков в составе СИЗ в случае применения террористическими или диверсионными группами различных подручных средств, например, выстрелами осветительных ракет из ручных ракетниц, электросваркой и т.д., а также специальными генераторами УФ излучений, имитирующими пуски ракет ПЗРК, значительное количество типов которых (например, Phoenix Lite™, UL LED Malina™, GRIFFEN™ и др.) имеется на зарубежном рынке [2].

Возникновение отказов и неисправностей УФ датчиков также может привести к появлению неконтролируемых секторов в требуемых зонах защиты ВС величиной до пространственного квадранта, учитывая то, что, как правило, каждый из датчиков, имеет рабочий сектор до 100…120 градусов (как, например [1], УФ датчики аппаратуры AN/AAR 54(V) фирмы «Нортроп Грумман») и должен обеспечивать контроль именно такого предназначенного ему пространственного сектора защиты. Соответственно, технический отказ любого из УФ датчиков влечет за собой опасность пропуска ракетной атаки в этом секторе.

Кроме того, применяемые в системах защиты УФ датчики, как правило, имеют сравнительно небольшую дальность обнаружения атакующих ракет (не более 3…5 км), что вполне достаточно для обнаружения ракет ПЗРК, но недостаточно для обнаружения ракет «воздух воздух» с дальностью пуска более 10 км. Сравнительно низкий уровень УФ излучения таких приближающихся к ВС «остывших» ракет, двигатели которых уже прекратили работать и не имеют излучающего в УФ диапазоне факела, может не позволить произвести их обнаружение УФ датчиками.

Аналогичные недостатки, обусловленные наличием в составе подсистемы обнаружения ракетных атак УФ или ИК обнаружителей, имеют способы и реализующие их системы защиты ВС на основе применения излучения квантовых оптических генераторов в целях оптико-электронного подавления систем наведения ракет [3, 4, 5]. Возложение в этих системах на УФ или ИК датчики задачи первичного обнаружения атакующих ракет с последующей выдачей ими целеуказания для наведения лазерной излучателя оптико-электронного подавления аналогично сопряжено как с возможными пропусками их обнаружения в силу наличия такой вероятности на уровне до 0,10...0,05, приводящими к катастрофическим для ВС последствиям, так и с возможным выходом из строя каких либо составных частей таких систем, например, отказа датчиков в каком-либо из контролируемых секторов, что приводит к отсутствию выдачи целеуказания для наведения лазерного излучателя оптико-электронного подавления и, тем самым, лишает ВС защиты в этом секторе. Кроме того, отказы исполнительных элементов в составе такой системы, например, лазерного излучателя, который, как правило, должен обеспечивать защиту ВС в пределах до полусферы, полностью исключают активную защиту ВС в соответствующей полусфере, учитывая отсутствие возможности применения дублирующего средства защиты в виде ЛТЦ.

Известен способ и устройство [1] защиты ВС, реализованные в СИЗ «Флай Гард» фирмы «Элта» (Израиль), состоящие в обнаружении атакующих ракет установленной на ВС бортовой радиолокационной станцией (РЛС), осуществляющей обзор пространства вокруг летательного аппарата для обнаружения атакующей ракеты с определением скорости ее сближения с ВС и дальности до нее, и в применении на основе этой информации отстрела из устройств выброса пиропатронов с ЛТЦ для срыва ее наведения на защищаемое ВС.

Достоинством радиолокационных средств обнаружения атакующих ракет является возможность обнаружения не только ракет ПЗРК, но и ракет «воздух воздух» с дальностью пуска более 10 км, так как функционирование РЛС практически не зависит от наличия или отсутствия излучения от факела работающего двигателя атакующей ракеты.

Вместе с тем, недостатками данного способа защиты и устройства, его реализующего, являются:

ограничение по достижимым радиолокационных подсистемах обнаружения ракетных атак вероятностям правильного обнаружения атакующих ракет (как правило, на уровне не более 0,8…09) и, соответственно, наличие у них значимой при выполнении таких ответственных функций защиты ВС величины вероятности необнаружения (пропуска) ракетной атаки на уровне 0,1…0,2;

относительно высокая величина вероятности ложных тревог (как правило, в диапазоне 10⁴…10⁶), в зависимости от уровня технического совершенства таких подсистем и сложности радиоэлектронной обстановки;

подверженность применяемых для реализации такого способа радиолокационных подсистем обнаружения, как любой другой технической системы, отказам и неисправностям.

Последствия наличия указанных недостатков аналогичны вышеизложенным недостаткам подсистем обнаружения на основе УФ датчиков, за исключением отсутствия эффекта ослепления РЛС при отстреле ЛТЦ или пусках ракетного оружия.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного способа и устройства для его реализации, является способ защиты и устройство [1], реализованные в СИЗ WIPPS (Widebody Integrated Piatform Protection System) фирмы «Юнайтед эрлайнс» (США), состоящие в обнаружении атакующей ракеты установленными на ВС УФ датчиками, обеспечивающими круговой обзор пространства вокруг ВС и определение направления ее подлета к ВС с выдачей целеуказания бортовой РЛС для определения с ее помощью скорости сближения ракеты с ВС и дальности до нее для расчета траектории и определения момента отстрела из устройств выброса пиропатронов с ЛТЦ.

Достоинством данного способа и устройства, его реализующего, являются обеспечение применения ЛТЦ с учетом дальности до атакующей ракеты и траектории ее полета.

Недостатками данного известного способа защиты ВС от атакующих ракет и устройства, его реализующего, являются все вышеуказанные недостатки способа защиты ВС на основе применения УФ датчиков в подсистеме их обнаружения. При этом данный способ и устройство, несмотря на применение РЛС, также не позволяют увеличить интегральную вероятность и надежность обнаружения атакующих ракет, так как в случае пропуска цели УФ датчиками или возникновения их отказа будет отсутствовать целеуказание для РЛС и, соответственно, атакующая ракета также будет пропущена.

Задачей изобретения является повышение вероятности правильного обнаружения (снижение вероятности пропуска) атакующих ракет и одновременное повышение надежности их обнаружения в условиях появления возможных отказов или «ослепления» УФ датчиков при применении ЛТЦ или пусков с ВС военного назначения ракетного оружия, а также снижение вероятности (частоты) ложных обнаружений при отсутствии реальной ракетной атаки. Снижение частоты отстрела ЛТЦ в результате появления сигналов ложных тревог от УФ датчиков, особенно при полетах на малых высотах в условиях сложной фоноцелевой и помеховой обстановки и при воздействии различных факторов техногенного характера, является необходимым условием для снятия ограничений на применение ЛТЦ, как эффективного средства защиты ВС от ракет. Кроме того, учитывая демаскирующий ВС эффект от отстрела с него ЛТЦ, решение этой задачи важно в условиях наличия террористической угрозы с возможным применением ПЗРК.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается заявленным способом защиты ВС от управляемых ракет с ОГС, состоящим в обнаружении приближающихся к нему атакующих ракет датчиками УФ диапазона длин волн, осуществляющими одновременный круговой обзор пространства вокруг ВС, а также в применении импульсно-доплеровской РЛС для определения дальности до ракеты и скорости ее сближения с ВС для учета этой информации при отстреле ЛТЦ для срыва наведения ракеты на защищаемое ВС, отличающимся тем, что, с целью повышения вероятности обнаружения атакующих ракет, а также обеспечения их обнаружения при отказах или при ослеплении УФ-датчиков при отстреле ЛТЦ или при пусках с ВС военного назначения ракетного оружия, и снижения вероятности (частоты) отстрела ЛТЦ в результате появления сигналов ложных тревог от УФ датчиков, дополнительно импульсно-доплеровской РЛС осуществляют независимое от них радиолокационное обнаружение атакующих ракет путем последовательного секторного обзора ею пространства вокруг ВС с излучением и приемом зондирующих сигналов переключаемыми антеннами с пересекающимися в азимутальной плоскости широкоугольными диаграммами направленности, а при обнаружении атакующих ракет УФ датчиками или РЛС, или УФ датчиками и РЛС одновременно для срыва их наведения на защищаемое ВС применяют отстрел ЛТЦ в требуемом направлении, при этом, при обнаружении атакующей ракеты в нижней полусфере ВС только УФ датчиками отстрел ЛТЦ производят в случае, если угол места между горизонтальной плоскостью и линией визирования на обнаруженный сигнал меньше угла возвышения, предельно допустимого для стрелка-зенитчика по условиям безопасности при пуске ракет, а при обнаружении атакующих ракет УФ датчиками и РЛС одновременно, или при обнаружении и сопровождении их только РЛС, отстрел ЛТЦ производят с учетом полученной от РЛС информации о дальности до атакующей ракеты и скорости ее сближения с ВС.

Предложенный способ отличается от известного наличием и последовательностью выполнения новых действий.

Применение для обзора пространства вокруг ВС разнородных по своей физической природе датчиков, работающих в разных участках электромагнитного спектра (УФ диапазоне и радиодиапазоне), позволяет им осуществлять независимое друг от друга обнаружение целей. В результате интегральная вероятность правильного обнаружения Р_{обн компл} атакующих ракет таким комплексированным способом будет определяться следующим выражением:

где:

Р_{обн УФ,} Р_{необн УФ} - вероятности правильного обнаружения и необнаружения (пропуска) атакующих ракет УФ датчиками;

Р_{обн РЛС,} Р_{необн РЛС} - вероятности правильного обнаружения и необнаружения (пропуска) атакующих ракет РЛС;

Р_{необн УФ+РЛС} - вероятность совместного необнаружения атакующей ракеты УФ датчиками и РЛС одновременно.

При реализуемых на практике величинах Р_{обн УФ}=0,95 и Р_{обн РЛС}=0,9 и, соответственно, вероятностях необнаружения (пропуска) цели УФ датчиками и РЛС на уровне Р_{необн УФ}=0,05 и Р_{необн РЛС}=0,1, получаем:

Р_{обн компл}=0,995,

а вероятность необнаружения (пропуска) атакующей ракеты уменьшается до величины

Р_необн=0,005.

При этом совместная обработка информации от УФ датчиков об угловых координатах атакующей ракеты и информации от импульсно-доплеровской РЛС о дальности до нее позволяет вычислять траекторию такой ракеты, а с учетом скорости сближения - наиболее рациональный момент и направление отстрела ЛТЦ для достижения эффективного срыва ее наведения на защищаемое ВС.

Одновременно применение такого способа позволяет достигнуть повышения вероятности безотказной работы системы обнаружения атакующих ракет, так как в случае отказа какого-либо из УФ датчиков обнаружение ракетных атак в его секторе работы будет осуществляться РЛС, что позволяет увеличить надежность работы такой комплексированной подсистемы обнаружения.

Кроме того, исключение выдачи команды на отстрел ЛТЦ при поступлении от УФ датчиков сигналов ложной тревоги с направлений в нижней полусфере ВС, где угол места между плоскостью горизонта и линией визирования на обнаруженный сигнал превышает разрешенный при пуске ракет угол возвышения), в том числе по условиям безопасности для стрелка-зенитчика (как правило, не более 70 градусов), и, соответственно, при таких углах пуск ракеты объективно невозможен, позволяет существенно снизить вероятность (частоту) отстрела ЛТЦ по сигналам ложной тревоги от УФ датчиков в угловых направлениях, наиболее сложных с точки зрения фоноцелевой обстановки. В итоге исключается отстрел ЛТЦ по ложным срабатываниям УФ датчиков в пространственном угле, достигающем 40 градусов.

Описанный способ реализуется устройством (системой), представляющим собой систему защиты ВС и содержащим следующие элементы (фиг. 1):

1 - УФ датчики, обнаруживающие атакующую ВС ракету в оптическом диапазоне длин волн по излучению факела реактивной струи ее двигателя;

2 - импульсно-доплеровская РЛС, обнаруживающая атакующую ракету в радиодиапазоне длин волн;

3 - блок принятия решения, в котором осуществляется расчет прогнозного времени встречи атакующей ракеты с ВС и, с учетом этого, определение рубежа применения отстрела ЛТЦ для срыва ее наведения на основе информации от импульсно-доплеровской РЛС о скорости сближения и дальности до ракеты;

4 - устройство выброса (УВ) с ЛТЦ;

5 - устройство управления системы защиты ВС;

6 - пилотажно-навигационный комплекс ВС,

причем выходы УФ датчиков 1, импульсно-доплеровской РЛС 2 и устройства управления 5 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока принятия решения 3, выход которого соединен с устройством выброса ЛТЦ 4 и со входом УФ датчиков 1, а второй выход УФ датчиков 1 соединен со вторым входом устройства управления 5, выход пилотажно-навигационного комплекса воздушного судна 6 соединен с четвертым входом блока принятия решения 3.

Для повышения вероятности обнаружения атакующих ракет и, следовательно, повышения вероятности защиты ВС, а также обнаружения ракет при отказах или ослеплении УФ датчиков при отстреле ЛТЦ или пусках с ВС военного назначения ракетного оружия, и снижения вероятности (частоты) отстрела ЛТЦ в результате появления сигналов ложных тревог от УФ датчиков в системе защиты используются следующие технические решения.

На выходах пассивных УФ датчиков 1 обнаружения атакующих ракет формируется поток данных оптико-электронной информации об обнаруженных целях (угловые координаты по азимуту и углу места), который поступает на первый вход блока принятия решения 3.

Одновременно и независимо от УФ датчиков 1 на выходе импульсно-доплеровской РЛС 2 формируется поток радиолокационной информации об обнаруженных ею целях (номер сектора, дальность до цели, скорость ее сближения с ВС), который поступает на второй вход блока принятия решения 3, при этом излучение и прием сигналов импульсно-доплеровской РЛС 2 осуществляют с использованием переключаемых антенн, имеющих широкие диаграммы направленности, взаимно пересекающиеся в азимутальной плоскости и расположенные в зоне обнаружения УФ датчиков 1.

При обнаружении импульсно-доплеровской РЛС 2 цели, характеризующейся изменением дальности до нее и скоростью сближения с ВС, или ее одновременном обнаружении РЛС 2 и УФ датчиками 1, в блоке принятия решения 3 принимается решение о принадлежности цели к атакующей ракете и, с учетом информации от УФ датчиков 1 об угловых координатах цели, и информации, полученной от импульсно-доплеровской РЛС 2 о номере сектора, в которой обнаружена цель, и текущей дальности до нее и скорости сближения, при достижении ракетой дальности, соответствующей эффективному применению против нее ЛТЦ, формируется команда на их отстрел в нужном направлении, а также одновременно подается команда на запирание соответствующего УФ датчика 1 для исключения его ослепления, или предотвращения формирования им сигнала о наличии цели, так как излучение ЛТЦ подобно излучению факела атакующей ракеты.

Если цель обнаруживается только УФ датчиком 1, то команда на отстрел ЛТЦ на устройство выброса 4 в блоке принятия решения 3 формируется в тех случаях, когда угол места между горизонтальной плоскостью и линией визирования на обнаруженный с нижней полусферы ВС сигнал, определяемый по известным тригонометрическим зависимостям на основании данных от УФ датчиков 1 об угловых координатах источника излучения, и данных об углах места по крену и тангажу ВС, получаемых от его пилотажно-навигационного комплекса 6, не превышает угол возвышения, максимально допустимый при пуске ракет, в том числе по условиям обеспечения безопасности для стрелка - зенитчика. При превышении этого угла, когда пуск ракеты объективно невозможен, команда на отстрел ЛТЦ из устройства выброса 4 в блоке принятия решения 3 не формируется.

В случае отказа или повреждения одного или нескольких УФ датчиков 1 информация об этом поступает на первый вход устройства управления 5. В этом случае обнаружение атакующих ракет в зоне ответственности отказавшего УФ датчика 1 и принятие решения на отстрел ЛТЦ осуществляется по информации от импульсно-доплеровской РЛС 2.

Отличием заявленного устройства (системы) от известных аналогов является наличие в его составе импульсно-доплеровской РЛС 2, в которой излучение и прием сигналов осуществляется переключаемыми антеннами с широкими диаграммами направленности, взаимнопересекающимися в азимутальной плоскости, и расположенными в зоне обнаружения УФ датчиков. Благодаря этому обеспечивается независимый от функционирования УФ датчиков 1 последовательный обзор по секторам пространства вокруг ВС в радиодиапазоне, обнаружение и сопровождение по дальности и скорости атакующих ракет, при этом существенно снижается вероятность их пропуска, в том числе в случае отказа одного или нескольких УФ датчиков 1.

Кроме того, при обнаружении атакующей ракеты одновременно РЛС 2 и УФ датчиками 1 наличие информации о дальности до нее от РЛС 2 и данных об угловых координатах от УФ датчиков позволяет в блоке принятия решения 3 вычислять траекторию движения ракеты и определять наиболее эффективные для срыва ее наведения направление и момент отстрела ЛТЦ.

При этом для снижения частоты отстрела ЛТЦ в результате появления сигналов ложных тревог от УФ датчиков исключается формирование команды на такой отстрел при выдаче УФ датчиками сигнала ложной тревоги в пространственном угловом секторе со стороны нижней полусферы ВС, достигающем 40 градусов, в котором пуск ракеты объективно невозможен вследствие существующих ограничений по допустимому углу возвышения пускового устройства ракеты и необходимости соблюдения мер безопасности для стрелка-зенитчика.

Реализация вышеописанного заявляемого устройства (системы) (фиг. 1) обеспечивается на базе применения известных технических элементов, устройств и методов программирования и при современном уровне развития технологий и цифровой техники не может вызывать затруднений.

Способ защиты ВС от управляемых ракет с ОГС по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения вероятности (частоты) отстрела ЛТЦ в результате появления сигналов ложных тревог от УФ датчиков при полете ВС на малой высоте такой отстрел при обнаружении УФ датчиками сигнала цели в нижней полусфере ВС производят только в случае, если наклонная дальность до цели, определенная на основе использования информации от УФ датчика об угловых координатах линии визирования на нее и информации от пилотажно-навигационного комплекса защищаемого ВС о высоте его полета, углах места по крену и тангажу, превышает дальность, минимально необходимую для пуска ракет, а в условиях пожароопасности на подстилающей поверхности или при необходимости соблюдения скрытности полета ВС отстрел ЛТЦ осуществляют только в случае, если факт обнаружения атакующей ракеты УФ датчиками подтверждается ее обнаружением РЛС.

Отличием предлагаемого способа от способа по пункту 1, является исключение формирования команды на отстрел ЛТЦ при полете ВС на малой высоте в случаях поступления от УФ датчиков сигналов ложной тревоги с угловых направлений в той части нижней полусферы ВС, где пуск ракеты объективно невозможен вследствие отсутствия минимально необходимой для этого дальности. Это позволяет существенно расширить, по сравнению со способом по пункту 1 формулы заявляемого изобретения, пространственный угол, в котором исключаются из дальнейшей обработки сигналы ложных тревог от УФ датчиков в угловых направлениях, наиболее сложных с точки зрения фоноцелевой обстановки при полетах на малой высоте, и, тем самым, снизить вероятность (частоту) отстрела ЛТЦ по таким ложным тревогам.

Предлагаемое для дальнейшего снижения вероятности (частоты) отстрела ЛТЦ комплексирование информации от УФ датчиков и от РЛС для обеспечения принятия решения на такой отстрел только в случае одновременного обнаружения ими атакующей ракеты позволяет практически полностью исключить возможность отстрела ЛТЦ в результате появления ложной тревоги отдельно либо от УФ датчиков, либо от РЛС, что подтверждается следующим обоснованием.

Применение для обзора пространства вокруг ВС разнородных по своей физической природе датчиков, работающих в разных участках электромагнитного спектра (в УФ диапазоне и радиодиапазоне), позволяет получать некоррелированные оценки фоноцелевой обстановки. В результате интегральная вероятность ложной тревоги F_{лт компл}, обеспечиваемая таким комплексированным способом, будет определяться следующим выражением:

где:

F_{лт уф} - вероятность ложной тревоги для УФ датчиков;

F_{лт рлс} - вероятность ложной тревоги для РЛС.

При реализуемых на практике величинах F_{лт уф}=10^-4…10^-5 и Р_{лт рлс}=10^-4…10^-6, получаем значение величины вероятности ложной тревоги при комплексировании:

F_{лт компл}= F_{лт уф}× Р_{лт рлс}=(10^-4…10^-5)×(10^-4…10^-6)=10^-8…10^-11.

В пересчете на частоту ложных срабатываний получаем, что одно ложное срабатывание подсистемы обнаружения ракетных атак будет происходить не чаще, чем за 28 тысяч часов налета ВС.

Заявленный способ реализуется устройством (системой) по пункту 2 (фиг. 2), отличающимся тем, что в блоке принятия решения 3 программным способом реализуется процедура определения прогнозной оценки дальности до источника обнаруженного сигнала на основе обработки информации о его угловых координатах от УФ датчика 1 и данных о высоте полета, углах места по крену и тангажу от пилотажно-навигационного комплекса 6 ВС, и, кроме того, в устройство введен дополнительный элемент - тумблер 7 для включения летным экипажем режима ограничения частоты отстрела ЛТЦ из устройства выброса в зависимости от условий полета, причем выход тумблера 7 соединен со вторым входом устройства управления 5, а второй выход РЛС соединен с третьим входом устройства управления 5.

Для снижения вероятности (частоты) отстрела ЛТЦ в результате появления сигналов ложных тревог от УФ датчиков от различных помеховых источников излучения природного и техногенного происхождения на земной поверхности, или в результате применения со стороны террористических групп средств намеренного провоцирования их срабатывания, в системе защиты используются следующие технические решения.

При обнаружении УФ датчиками в нижней полусфере ВС сигнала в блоке принятия решения 3 рассчитывается наклонная дальность до излучающего в УФ диапазоне объекта по общеизвестным тригонометрическим зависимостям на основании информации об угловых координатах линии визирования на него, получаемых от УФ датчиков 1, и информации о высоте, углах крена и тангажа, получаемой от пилотажно-навигационного комплекса 6 ВС. Если вычисленная расчетная наклонная дальность обнаруженного источника излучения оказывается меньше минимально необходимой для пуска ракеты, формирование команды на устройство выброса 4 для отстрела ЛТЦ производиться не будет.

Дополнительно, при необходимости соблюдения скрытности полета ВС или при его полете над густонаселенными районами, характеризующимися сложной фоноцелевой обстановкой, или при полете на малой высоте в условиях пожароопасности на подстилающей поверхности, тумблером 7 через устройство управления 5 систему защиты ВС переводят в режим ограничения частоты отстрела ЛТЦ из устройства выброса, при этом формирование блоком принятия решения 3 команды на устройство выброса 4 для отстрела ЛТЦ при обнаружении сигнала цели УФ датчиками или РЛС с любого направления осуществляется только в случае, если такое обнаружение УФ датчиками 1 пуска ракеты подтверждается импульсно-доплеровской РЛС 2 в соответствующем секторе обзора и наоборот. Вместе с тем, в случае поступления со второго выхода РЛС 2 на второй вход устройства управления 5 сигнала о потере работоспособности РЛС в одном или нескольких рабочих секторах, формирование команды блоком принятия решения 3 на устройство выброса 4 для отстрела ЛТЦ будет производиться только по сигналам от УФ датчиков 1 без подтверждения от РЛС обнаружения цели в этом секторе и наоборот - при поступлении со второго выхода УФ датчиков на первый вход устройства управления 5 сигнала об отказе какого-либо из УФ датчиков формирование команды блоком принятия решения 3 на устройство выброса 4 для отстрела ЛТЦ с целью защиты в этом секторе будет производиться только по сигналам от РЛС, без подтверждения обнаружения этого сигнала от УФ датчика.

Реализация вышеописанного заявляемого устройства (системы) (фиг. 2) обеспечивается на базе применения известных технических элементов и методов программирования и при современном уровне развития технологий и цифровой техники не может вызывать затруднений.

Способ защиты ВС от управляемых ракет с ОГС по п. 2, отличающийся тем, что с целью повышения надежности защиты ВС при отсутствии обнаружения атакующей ракеты УФ датчиками, находящимися в исправном состоянии, но при наличии ее устойчивого обнаружения и сопровождения импульсно-доплеровской РЛС в течение времени, позволяющего идентифицировать приближающуюся цель в градации «ракета - не ракета» как атакующую ракету, отстрел ЛТЦ при достижении ракетой дальности до ВС, предельно допустимой по условиям эффективного применения ЛТЦ, производят независимо от наличия или отсутствия подтверждения обнаружения ракетной атаки от УФ датчиков.

Отличием предлагаемого способа от способа по пункту 2 является повышение надежности защиты ВС в условиях нарушения условий для беспрепятственной работы УФ датчиков в системе его защиты вследствие влияния различных метеорологических факторов, а также при необходимости обнаружения атакующих ракет, пуск которых произведен со средней дальности (более 5…8 км). В этом случае ракеты будут иметь низкую заметность в УФ диапазоне вследствие завершения работы их двигателей, и, соответственно, отсутствия у них излучения факела реактивной струи.

Описанный способ реализуется устройством (системой) по пункту 2, отличающимся тем, что в него дополнительно введены следующие элементы (фиг. 3):

8 - датчик системного времени;

9 - база данных массива целей,

причем выход датчика системного времени 8 соединен с пятым входом блока принятия решения 3, второй выход которого соединен с базой данных массива целей 9, выход которой соединен с шестым входом блока принятия решения 3.

При этом для повышения надежности защиты ВС при включенном тумблером 7 режима ограничения частоты отстрела ЛТЦ из устройства выброса для обеспечения скрытности полета ВС, при отсутствии обнаружения атакующей ракеты УФ датчиками 1 вследствие влияния каких либо факторов (метеоусловий на распространение излучения, отсутствия факела реактивной струи двигателя ракеты при большой дальности пуска) в системе защиты используются следующие технические решения.

На основе потоков радиолокационной от РЛС 2 и оптико-электронной информации от УФ датчиков 1 обо всех обнаруженных целях и времени их регистрации по сигналу датчика системного времени 8 в блоке принятия решения 3 формируются формуляры целей для каждого обнаруженного объекта в радио и оптическом диапазонах длин волн. При этом, если временной интервал обнаружения цели и направление (номер сектора РЛС, угловые координаты УФ датчика) совпадают, то формируется запись об объединенной цели с указанием ее признаков (угловых координат по азимуту и углу места, скорости сближения и дальности) с присвоением внутреннего порядкового номера, в ином случае формируются записи о различных целях с указанием их признаков (угловых координат по азимуту и углу места для цели, обнаруженной в оптическом диапазоне, или скоростей сближения, дальности и номера сектора для цели, обнаруженной в радиодиапазоне) и присваиваются внутренние порядковые номера по очередности времени поступления. Записи от целей хранятся в базе данных массива целей 9. При поступлении информации от вновь обнаруженной цели формуляр вновь обнаруженной цели в виде записи сравнивается с записями из банка данных массива целей 9. В случае совпадения признаков с ранее записанными целями информация обновляется без изменения порядкового номера цели, в ином случае формируется новая запись с присвоением очередного порядкового номера. При этом обнаруженные импульсно-доплеровской РЛС 2 и устойчиво сопровождаемые по скорости и дальности цели в течение определенного времени идентифицируются как атакующие ракеты в градации «ракета - не ракета». На основе анализа информации о текущей дальности до обнаруженных целей по достижении ими эффективной дальности применения ЛТЦ блоком принятия решения 3 формируется команда на устройство выброса 4 на их отстрел.

Записи в базе данных массива целей 9 об иных обнаруженных целях, неподтвержденных УФ датчиками 1, находящимися в исправном состоянии, удаляются по истечении определенного интервала времени, обусловленного максимальным возможным временем обнаружения этих целей датчиками, определяемого максимальным временем полета ракеты в пределах возможной зоны их обнаружения УФ датчиками.

Дальнейшая работа заявленного устройства (системы) (фиг. 3) реализуется по аналогичной циклограмме.

Его реализация обеспечивается на базе применения известных технических элементов, устройств и методов программирования и при современном уровне развития технологий и цифровой техники не может вызывать затруднений.

Способ защиты ВС, от управляемых ракет с ОГС по пункту 3, отличающийся тем, что с целью повышения вероятности срыва атаки ракеты подавление их головок самонаведения осуществляется совместным применением ЛТЦ и созданием модулированных ИК помех, причем наведение на обнаруженную УФ датчиками атакующую ракету генераторов направленных модулированных ИК помех осуществляется независимо от наличия или отсутствия подтверждения от РЛС обнаружения этой ракеты.

Отличием предлагаемого способа от способа по пункту 3 является повышение вероятности срыва атаки и надежности защиты ВС в условиях сложной фоноцелевой и помеховой обстановки, а также возможности появления отказов применяемых для реализации способа технических устройств, вследствие конечных величин показателей их надежности, для чего используются следующие технические решения.

Воздействие модулированных ИК помех на ОГС атакующих ракет существенно увеличивает вероятность срыва их наведения при совместном применении таких помех с отстрелом ЛТЦ. При этом практическое отсутствие ограничений на количество последовательно обслуживаемых генератором ИК помех атакующих ракет или угловых направлений, в которых УФ датчиками обнаруживаются сигналы целей, в отличие от существующих ограничений по количеству ЛТЦ на борту ВС, а также отсутствие ограничений на применение генераторов ИК помех в любых условиях полета, в том числе при наличии пожароопасной подстилающей поверхности, позволяет существенно увеличить надежность защиты ВС, учитывая возможность обслуживания ими любых подозрительных целей, а также конечную вероятность безотказной работы любых технических устройств, включая устройства выброса ЛТЦ. Немаловажным достоинством применения генераторов ИК помех в условиях террористических угроз, по сравнению с отстрелом ЛТЦ, является также отсутствие эффекта демаскирования положения ВС во время полета.

С учетом данных обстоятельств применение генераторов ИК помех может осуществляться по каждой обнаруженной подозрительной цели, не требуя подтверждения ее обнаружения от РЛС.

Описанный способ реализуется устройством (системой) по пункту 3, отличающимся тем, что в него дополнительно введен генератор модулированных ИК помех 10 (фиг. 4), со входом которого соединен второй выход блока принятия решения 3.

Для повышения вероятности срыва атаки ракеты и надежности защиты ВС в устройстве используются следующие технические решения.

На основе известных угловых координат об обнаруженной УФ датчиками 1 цели, еще до ее классификации как атакующей ракеты и независимо от информации, получаемой от РЛС 2, в блоке принятия решения 3 формируется команда на наведение генератора модулированных ИК помех 10 в направлении этой цели и после наведения его на это направление генератор включают на излучение ИК помех. При отнесении излучающего объекта к классу атакующей ракеты и поступлении в блок принятия решения 3 информации от РЛС 2 о текущей дальности до нее и скорости сближения с защищаемым ВС по достижении эффективной дальности применения ЛТЦ формируется команда на устройство выброса 4 на их отстрел. После отражения ракетной атаки, подтверждаемой данными от РЛС 2 об отсутствии приближения ракеты к ВС или информацией от УФ датчиков 1 о выходе источника УФ сигнала из поля их зрения, наведение генератора ИК помех 10 на вновь обнаруженные цели и, при необходимости, отстрел ЛТЦ осуществляются в аналогичном порядке.

Источники информации

1. Системы индивидуальной защиты летательных аппаратов от ПЗРК. Щербинин Р. Зарубежное военное обозрение, №12, 2005. с. 37 42.

2. MSS Имитатор сигнала ракеты CI Systems (Израиль). 2htt://www.emtld.com/catalog/10/50/62/.

3. G06F 165:00 F41H 11/02. №2238510; опубликовано 20.10.04. Способ и система автоматического управления. Патентообладатель - ЗАО «СТИВТ».

4. МПК F41H 11/02 (2006.01); №2321817; опубликовано 10.04.08. Система защиты гражданских воздушных судов. Патентообладатель - «РФЯЦ-ВНИИЭФ».

5. МПК F41H 11/02 (2006.01); G01S 7/495 (2006.01); опубликовано 10.04.14. Способ и система защиты воздушных судов от ракет переносных зенитных ракетных комплексов. Патентообладатель - ОАО «Научно-исследовательский институт «Экран».

Claims (10)

1. Способ защиты воздушного судна (далее - ВС) от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения, состоящий в обнаружении приближающихся к нему атакующих ракет датчиками УФ диапазона длин волн, осуществляющими одновременный круговой обзор пространства вокруг ВС, а также в применении импульсно-доплеровской радиолокационной станции (далее - РЛС) для определения дальности до ракеты и скорости ее сближения с ВС для учета этой информации при отстреле ложных тепловых целей (далее - ЛТЦ) для срыва наведения ракеты на защищаемое ВС,

отличающийся тем, что дополнительно импульсно-доплеровской радиолокационной станцией осуществляют независимое от них радиолокационное обнаружение атакующих ракет путем последовательного секторного обзора ею пространства вокруг ВС с излучением и приемом зондирующих сигналов переключаемыми антеннами с пересекающимися в азимутальной плоскости широкоугольными диаграммами направленности, а при обнаружении атакующих ракет УФ датчиками или РЛС, или УФ датчиками и РЛС одновременно для срыва их наведения на защищаемое ВС применяют отстрел ЛТЦ в требуемом направлении, при этом, при обнаружении атакующей ракеты в нижней полусфере ВС только УФ датчиками отстрел ЛТЦ производят в случае, если угол места между горизонтальной плоскостью и линией визирования на обнаруженный сигнал меньше угла возвышения, предельно допустимого для стрелка-зенитчика по условиям безопасности при пуске ракет, а при обнаружении атакующих ракет УФ датчиками и РЛС одновременно, или при обнаружении и сопровождении их только РЛС, отстрел ЛТЦ производят с учетом полученной от РЛС информации о дальности до атакующей ракеты и скорости ее сближения с ВС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при полете ВС на малой высоте такой отстрел при обнаружении УФ датчиками сигнала цели в нижней полусфере ВС производят только в случае, если наклонная дальность до цели, определенная на основе использования информации от УФ датчика об угловых координатах линии визирования на нее и информации от пилотажно-навигационного комплекса защищаемого ВС о высоте его полета, углах места по крену и тангажу, превышает дальность, минимально необходимую для пуска ракет, а в условиях пожароопасности на подстилающей поверхности или при необходимости соблюдения скрытности полета ВС отстрел ЛТЦ осуществляют только в случае, если факт обнаружения атакующей ракеты УФ датчиками подтверждается ее обнаружением РЛС.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при отсутствии обнаружения атакующей ракеты УФ датчиками, находящимися в исправном состоянии, но при наличии ее обнаружения и сопровождения импульсно-доплеровской РЛС в течение времени, позволяющего идентифицировать приближающуюся цель в градации «ракета - не ракета» как атакующую ракету, отстрел ЛТЦ при достижении ракетой дальности до ВС, предельно допустимой по условиям эффективного применения ЛТЦ, осуществляют независимо от наличия или отсутствия подтверждения обнаружения ракетной атаки от УФ датчиков.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что осуществляют совместное применение отстрела ЛТЦ и создание модулированных ИК помех, причем наведение на обнаруженную УФ датчиками атакующую ракету генераторов узконаправленных модулированных ИК помех и создание таких помех осуществляют независимо от наличия или отсутствия подтверждения от РЛС обнаружения этой ракеты.

5. Система защиты воздушного судна от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения, содержащая УФ датчики, обнаруживающие атакующую ВС ракету в оптическом диапазоне длин волн по излучению факела реактивной струи ее двигателя, импульсно-доплеровскую РЛС, определяющую дальность до нее и скорость сближения с ВС и устройство выброса для отстрела ЛТЦ в требуемый момент времени для срыва наведения атакующей ракеты,

отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены блок принятия решения, устройство управления системой защиты воздушного судна, пилотажно-навигационный комплекс ВС, причем выходы УФ датчиков, импульсно-доплеровской РЛС и устройства управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока принятия решения, выход которого соединен с устройством выброса ЛТЦ и со входом УФ датчиков, а второй выход УФ датчиков соединен со вторым входом устройства управления, выход пилотажно-навигационного комплекса ВС соединен с четвертым входом блока принятия решения.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что в блоке принятия решения дополнительно программным способом реализуется процедура определения прогнозной оценки дальности до источника обнаруженного сигнала на основе обработки информации о его угловых координатах от УФ датчика и данных о высоте полета, углах места по крену и тангажу от пилотажно-навигационного комплекса ВС, и в устройство введен дополнительный элемент - тумблер для включения летным экипажем режима ограничения частоты отстрела ЛТЦ из устройства выброса в зависимости от условий полета, причем выход тумблера соединен со вторым входом устройства управления, а второй выход РЛС соединен с третьим входом устройства управления.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены датчик системного времени и база данных массива целей, причем выход датчика системного времени соединен с пятым входом блока принятия решения, второй выход которого соединен с базой данных массива целей, выход которой соединен с шестым входом блока принятия решения.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен генератор модулированных ИК помех, со входом которого соединен второй выход блока принятия решения».

Images