СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТА Российский патент 2001 года по МПК F41H3/00 

Предлагаемое изобретение относится к области военной техники и предназначено для преимущественного использования при обеспечении боевых действий. Это могут быть танки, боевые машины пехоты, бронетранспортеры, тягачи, инженерные машины разграждения, а также стационарные объекты: мастерские, электростанции и др. Известны системы защиты боевых машин, например БМП-1, танков, содержащие броневой корпус, электрическую сеть и силовую установку с выхлопным патрубком. Подробное описание этих машин имеется в соответствующих руководствах по материальной части (см., например, "Боевые машины пехоты БМП-1", ТО и ИЭ, М., Воениздат, 1979 г., с. 5-14; "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-55", Воениздат МО СССР, М., 1965 г., с. 3-81).

Эти системы имеют существенный недостаток. Боевые машины легко обнаруживаются противником, особенно на поле боя, и поражаются.

Известна также система защиты боевой машины (см., например, "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62", М., Воениздат, 1968 г., с. 5-37), по технической сути и существенным признакам являющаяся наиболее близкой к заявляемой и принятая за ее прототип. Она содержит броневой корпус, электрическую сеть, силовую установку с выхлопным патрубком и систему дымовой защиты.

Установка системы дымовой защиты позволила существенно повысить степень защиты боевой машины от обнаружения. Однако степень защиты повышается лишь в видимом диапазоне спектра.

В настоящее время в армиях стран НАТО появляется все большее количество типов управляемых средств поражения, которые могут воздействовать на объекты из верхней полусферы. Многие из этих средств имеют головки самонаведения (ГСН), обнаруживающие цель по тепловому контрасту. Однако обнаружение целей только по тепловому контрасту не обеспечивает высокой помехоустойчивости ГСН. Поэтому в ГСН третьего поколения, с целью исключения ложных срабатываний по кострам, горящим объектам и т.п., используются и другие информационные признаки (вторичные признаки распознавания), в частности пространственные свойства цели. Для этого в ряде случаев в контур дополнительного слежения включают и человека-оператора (см. , например, Слуцкий Е. "Шведская ПТУР "Билл-2", "Зарубежное военное обозрение", N 7, 1995, с. 30).

Решение о наличии в поле зрения ГСН боевой машины принимается в основном по двум основным информационным признакам:
во-первых, цель должна иметь тепловой контраст с фоном (первичный признак распознавания);
во-вторых, цель должна иметь определенные пространственные размеры (определенный тепловизионный силуэт) - вторичный признак распознавания (пространственная селекция).

Пространственная селекция осуществляется, как правило, с помощью многоэлементарного приемника инфракрасного (ИК) излучения. Матрицы ИК датчиков, установленные в фокальной плоскости оптической системы тепловизионной ГСН, позволяют получить тепловую картину всей зоны обзора, наблюдаемой ГСН в каждый отдельный момент времени, и выделить на ней самые "горячие" точки (цели) и их взаимоположение. Другими словами, имеется возможность определить сравнительную интенсивность излучения между элементами изображения и сформировать текущую тепловую картину местности в процессе поиска цели. Это, с использованием специального алгоритма распознавания образов, обеспечивает выбор объекта, который наиболее похож на цель, среди других источников теплового излучения, В случае, если исследуемый объект не будет похож на цель (силуэты типовых целей заложены в память ГСН), ГСН автоматически переведется из режима обнаружения и селекции целей в режим поиска. Либо в дополнительном контуре слежения будет использован человек-оператор (см., например, А. Алешин "Оптоэлектронные приборы для ведения боевых действий в ночных условиях", "Зарубежное военное обозрение", N 7, 1995, с. 26-30). Исходя из основных признаков обнаружения и селекции целей пассивных ГСН ИК диапазона, основными демаскирующими характеристиками боевых машин являются уровень их излучения и распределение интенсивности этого излучения по поверхности объекта. Последний признак определяет структуру инфракрасного силуэта объекта. То же самое касается и стационарных объектов (электростанций, полевых госпиталей и др.).

Известен целый ряд перспективных суббоеприпасов и боевых элементов, среди них: "Коррерхэд-2", "Садарм-2", EPHRAM и др. - использующих тепловизионные ГСН с элементами логики (Е. Ефимов "УР класса "воздух - поверхность", "Зарубежное военное обозрение", N 7, 1995 г., с. 33-40). Из этого следует, что при применении вероятным противником данных типов оружия поражение танков и других объектов будет носить массовый характер.

Исходя из изложенного, недостатком всех указанных выше систем защиты объектов и боевых машин является их недостаточная степень защиты от обнаружения указанными средствами поражения систем высокоточного оружия. Очевидным путем защиты от обнаружения является снижение излучательной способности объектов, в том числе и бронеобъектов до уровня фоновых образований (снижение теплового контраста). Однако для перспективных ГСН третьего поколения, которые, как предполагается, обладают высокой чувствительностью, снизить излучательную способность объектов и других боевых машин до уровня фоновых образований будет весьма затруднительно, так как ГСН будут способны обнаруживать разницу температур в несколько десятых градуса.

Поэтому, наиболее вероятным направлением защиты от обнаружения является деформация тепловизионного силуэта объекта для срыва проведения ГСН процесса обнаружения и селекции цели.

Задачей изобретения является повышение защищенности как стационарных, так и подвижных объектов, в том числе боевых машин, от обнаружения тепловизионными головками самонаведения путем деформации их тепловизионного контура.

Для решения этой задачи в систему защиты объекта, содержащую корпус, электрическую сеть и силовую установку с выхлопным патрубком, введены: емкость с жидкостью, установленная на выхлопном патрубке, первый и второй выключатели, управляемый клапан, вход и выход которого соединены газоводами соответственно с выхлопным патрубком и емкостью с жидкостью, а электрический вход - через первый выключатель - с электрической сетью, соединенные с емкостью водопроводом последовательно кран переключения, насос, электропривод которого соединен через второй выключатель с электрической сетью, перепускной клапан, второй вход которого соединен первым дополнительным водопроводом со вторым выходом крана переключения, а второй выход - через второй дополнительный водопровод и предохранительный клапан - со вторым входом емкости с жидкостью, распределительное устройство и распылители, размещенные по поверхности корпуса объекта.

Обслуживающий персонал объекта (экипаж боевой машины) включает устройство в случае потенциальной угрозы применения противником систем высокоточного оружия. Насос нагнетает жидкость из емкости, расположенной на выхлопном патрубке, после чего парожидкостная смесь нагнетается в распределительное устройство и распыляется через группу распылителей. Смесь изменяет температуру отдельных участков поверхности объекта, а следовательно, меняет распределение интенсивности ИК излучения по поверхности объекта, что, в свою очередь, деформирует структуру тепловизионного силуэта защищаемого объекта. Даже если ГСН обнаружит объект, то сформированный тепловизионный силуэт не будет соответствовать силуэтам потенциальных целей, заложенным в памяти ГСН. Поэтому в процессе проведения селекции цели ГСН будет идентифицировать объект (боевую машину) как ложную цель. В этом случае "захвата" цели не происходит и ГСН переключается в режим поиска.

Таким образом, защищаемый объект (боевая машина) не будет обнаружен, а значит будет защищен от поражения. Этим и достигается цель изобретения.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана функциональная схема предлагаемого устройства и приняты следующие обозначения:
1 - предохранительный клапан (ПК),
2 - емкость с жидкостью (ЕЖ),
3 - кран переключения (КП),
4 - насос (Н),
5 - перепускной клапан (Кл),
6 - распределительное устройство (РУ),
7 - распылители (Р),
8 - управляемый клапан (УК),
9 - выхлопной патрубок (ВП),
10 - силовая установка (СУ),
11 - первый выключатель (B₁),
12 - электропривод насоса (ЭП),
13 - электрическая сеть (ЭС),
14 - второй выключатель (В₂),
15 - корпус объекта (КО).

Кроме того, одинарными стрелками показаны электрические связи, двойной (между электроприводом 12 и насосом 4) - механическая связь. Блоки 2, 3, 4, 5, 6 и 7 последовательно связаны водопроводом. Дополнительными водопроводами связаны между собой блоки 3 и 5, 5, 1 и 2.

Все элементы предлагаемого устройства известны и не вызывают затруднений в процессе производства и эксплуатации как в промышленности, так и в военной технике.

Емкость обеспечивает хранение жидкости (воды), ее разогрев и вытеснение в водопровод под действием давления горячих газов, поступающих через управляемый клапан 8 из выхлопного патрубка 9. Емкость с жидкостью устанавливается на выхлопном патрубке 9, что обеспечивает его экранирование и снижение температуры его внешней поверхности.

Кран переключения 3 имеет 4 положения. В исходном положении обеспечивается его закрытое состояние, в первом - подача жидкости к насосу 4, во втором - подача жидкости к перепускному клапану 5, минуя насос 4, а в третьем положении кран переключения обеспечивает параллельную подачу жидкости и к насосу 4, и к клапану 5. В качестве крана переключения используется один из кранов, используемых в системах охлаждения силовых установок (см., например, "Боевая машина пехоты БМП-1". ТО и ИЭ, М., Воениздат, с. 308-313).

В качестве насоса 4 также используется водяной насос системы охлаждения силовой установки (см. , там же, с. 326-329). Водяной насос, как правило, центробежного типа, обеспечивает подачу жидкости из емкости 2 к распылителям 7. Он состоит из корпуса, крышки, крыльчатки и уплотнения. Крыльчатка установлена на хвостовике валика электродвигателя электропривода насоса 12. Электродвигатель на подвижных объектах является обычно электродвигателем постоянного тока независимого возбуждения, получает питание от электрической сети через второй выключатель 14.

Перепускной клапан 5 обеспечивает в водопроводе определенное давление, обеспечивающее эффективную работу распылителей 7. Предохранительный клапан 1 обеспечивает предохранение водопровода от разрушения при неисправности распылителей 7 или их засорении. Конструктивно они исполнены как соответствующие клапаны систем обслуживания силовых установок (см., там же, с. 297-304).

Распылители представляют собой элементы форсуночного типа. Они располагаются на объекте случайным образом с целью исключения симметричности в деформации тепловизионного силуэта. Между собой они, как правило, соединены последовательно в группы, а группы между собой соединены параллельно и подключены каждая к соответствующему ("своему") каналу распределительного устройства 6.

Предложенное устройство обеспечивает несколько режимов работы. В исходном состоянии выключатели 11 (В₁) и 14 (В₂) выключены, а кран переключения 3 находится в выключенном (исходном) положении. В этом случае объект, его оборудование и личный состав защищены лишь корпусом 15. В первом режиме кран переключения 3 переводится в первое положение, благодаря чему обеспечивается связь емкости с жидкостью 2 с насосом 4, и вторым выключателем 14 к электрической сети 13 подключается электропривод насоса 4. Насос из емкости 2 нагнетает жидкость (воду) в распылители 7, благодаря чему меняется температура отдельных участков поверхности объекта и деформируется структура тепловизионного силуэта защищаемого объекта. Первый режим является основным. Он используется как при работающей, так и неработающей силовой установке 10. Во втором режиме кран 3 переводится во второе положение. Выключается второй выключатель 14 и включается первый 11. В этом случае жидкость из емкости с жидкостью 2 в обход насоса 4 подается на клапан 5. Ее движение происходит под действием выхлопных газов, поступающих в емкость 2 из выхлопного патрубка 9 через управляемый клапан 8. В этом режиме экономится энергия, поскольку насос 4 и его электропривод 12 не работают. В третьем режиме кран переключения 3 находится в третьем положении, в котором жидкость в перепускной клапан 5 подается как через насос 4 (под его действием), так и в его обход, непосредственно с крана переключения 3. Расход жидкости в этом случае будет максимальным, что определит и максимальную производительность всей системы.

Совокупность отличительных признаков обеспечивает объекту новое свойство, а именно возможность защиты не только от тепловизионных головок самонаведения в видимом диапазоне спектра, но и в инфракрасном, с элементами логики, а также от комбинированных головок самонаведения, как обычных, так и использующих на конечном этапе тепловизионные блоки самонаведения указанных типов.

Положительный эффект от использования данного изобретения состоит в том, что введенные элементы обеспечивают деформацию тепловизионного силуэта боевой машины, а вместе с этим и защиту от средств поражения, использующих в том числе и элементы логики. Использование предлагаемого изобретения обеспечивает также защиту от комбинированных ГСН, применяющих на конечном участке траектории тепловизионные блоки самонаведения с элементами логики, и получающих в настоящее время наибольшее распространение за рубежом. Предлагаемое изобретение может быть использовано для защиты любых стационарных и подвижных наземных, воздушных, надводных объектов, которые могут поражаться управляемыми боеприпасами.

Расчеты, проведенные по принятым методикам, показывают, что вероятность поражения объектов с указанными системами их защиты снижается на 20-25%.

Возможность перемещения распылителей по поверхности объекта создает предпосылки для формирования индивидуальной для каждого объекта программы деформации тепловизионного силуэта, что в еще большей степени снижает вероятность его поражения.

Изобретение относится к военной технике и предназначено для защиты объектов от поражения высокоточным оружием. Оно содержит корпус, электрическую сеть, силовую установку с выхлопным патрубком и отличается от аналогичных известных систем тем, что в нее введены емкость с жидкостью, установленная на выхлопном патрубке, управляемый клапан, вход и выход которого соединены газоводами соответственно с выхлопным патрубком и емкостью с жидкостью, а электрический вход - через первый выключатель - с электрической сетью, соединенные с емкостью водопроводом последовательно кран переключения, насос, электропривод которого соединен через второй выключатель с электрической сетью, перепускной клапан, второй вход которого соединен первым дополнительным водопроводом со вторым выходом крана переключения, а второй выход - через второй дополнительный водопровод и предохранительный клапан - со вторым входом емкости с жидкостью, распределительное устройство и распылители, размещенные по поверхности корпуса объекта. Введенные элементы и связи обеспечивают снижение вероятности поражения объектов на 20-25%. 1 ил.

Система защиты объекта, содержащая корпус, электрическую сеть и силовую установку с выхлопным патрубком, отличающаяся тем, что в нее введены емкость с жидкостью, установленная на выхлопном патрубке, первый и второй выключатели, управляемый клапан, вход и выход которого соединены газоводами соответственно с выхлопным патрубком и емкостью с жидкостью, а электрический вход - через первый выключатель - с электрической сетью, соединенные с емкостью водопроводом последовательно кран переключения, насос, электропривод которого соединен через второй выключатель с электрической сетью, перепускной клапан, второй вход которого соединен первым дополнительным водопроводом со вторым выходом крана переключения, а второй выход - через второй дополнительный водопровод и предохранительный клапан со вторым входом емкости с жидкостью, распределительное устройство и распылители, размещенные по поверхности корпуса объекта.