АВИАЦИОННЫЙ ИНТЕГРИРОВАННЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ, МНОГОРЕЖИМНЫЙ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2005 года по МПК B64C13/00 B64D45/00 

Изобретение относится к радиоэлектронным комплексам, в частности к радиоэлектронным комплексам летательных аппаратов (ЛА).

Известны радиоэлектронные комплексы, содержащие или радиолокационную станцию (РЛС), или оптико-электронную систему (ОЭС), или одновременно РЛС и ОЭС: телевизионную (Т), тепловизионную (ТП), телетепловизионную (ТТП). При этом их размещение может быть как внутри фюзеляжа, так и контейнерах.

Наиболее близким техническим решением является бортовой радиоэлектронный комплекс самолета Хок-200, содержащий радиолокационную станцию в носовой части фюзеляжа и тепловизионную систему переднего обзора в контейнере (см. JANE'S ALL THE WORLD'S AIRCRAFT, 1989-90, стр.307).

Недостатками существующих комплексов являются:

- механическая разобщенность РЛС и ОЭС;

- малая функциональная взаимосвязь РЛС и ОЭС;

- усложненная в связи с этим юстировка РЛС и ОЭС;

- утяжеление массы ЛА;

- недостаточно надежное распознавание цели;

- невозможность надежного обеспечения маловысотного полета (МВП) на высотах 50 и более метров;

- отсутствие автоматической пролонгации безопасной траектории МВП;

- невозможность обеспечения полета на предельно малых высотах 25-50 м и преодоления ПВО противника на этих (наиболее безопасных) высотах;

- невозможность посадки на необорудованные площадки;

- невозможность точного проведения коррекции навигационной системы в промежуточных точках маршрута;

- снижение боевой эффективности ЛА.

Указанные недостатки обусловлены следующими причинами.

В настоящее время в носовой части фюзеляжа ЛА располагается одна часть комплекса (или РЛС, или ОЭС), другая часть комплекса или отсутствует, или установлена под фюзеляжем ЛА или на его крыле в контейнере, что приводит к увеличению длины кабелей, наличию собственных установочных узлов и крепежных элементов частей комплекса, наличию своих бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ). Это приводит к увеличению массы ЛА, к усложнению юстировки.

Кроме того, на данный момент функциональная связь РЛС и ОЭС ограничивается предварительным целеуказанием ОЭС от РЛС, имеющей большую дальность обнаружения цели, чем ОЭС, не определяется приоритетность целей, если их несколько, что снижает эффективность работы ОЭС и ЛА в целом.

Разрешающая способность РЛС составляет единицы метров (в лучшем случае ˜6 м), разрешающая способность телевизионных и тепловизионных систем равна ˜5 м. Это явно недостаточно для надежного распознавания малоразмерных целей типа "танк", "бронемашина" и т.п.

Кроме того, ни РЛС, ни существующие ОЭС, как телевизионные, так и тепловизионные, не обеспечивают безопасного полета на малых и предельно малых высотах, т.к. не в состоянии "увидеть" препятствия типа: опора линии электропередач, провода линии электропередач, вышки, трубы и т.п.

Имеющаяся лазерная система HELLAS (Германия) предупреждения столкновения с препятствиями (см. Planet Aerospace, 2002, №8, p.72, 74) решает только одну эту узкую задачу и не сопряжена механически и функционально с радиоэлектронным комплексом, имеет вышеперечисленные недостатки.

Ни РЛС, ни телевизионные, ни тепловизионные ОЭС не могут обеспечить посадку на необорудованные в техническом отношении площадки, т.к. не дают трехмерного изображения поверхности земли перед ЛА, а получаемое ими двухмерное изображение не может обеспечить безаварийной посадки.

Вышеизложенные недостатки существующих радиоэлектронных комплексов приводят к снижению боевой эффективности ЛА.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков путем расширения механических и функциональных связей элементов (частей) комплекса, снижения его массы, повышения эффективности.

Указанный результат достигается тем, что, по крайней мере, приемоизлучающие и приемные узлы РЛС и ОЭС закреплены в едином специальном крепежном устройстве, имеют одну БЦВМ. При этом ОЭС является лазерной локационной обзорно-прицельной системой (ЛЛ ОПС), содержит телевизионный и тепловизионный каналы, лазерный высотомер. ЛЛ ОПС может переключаться на работу в режиме малой высоты полета (МВП) летчиком. В боевом режиме ЛЛ ОПС обеспечивает решение задач: обнаружение наземных целей, наведение на них управляемого оружия "воздух-поверхность" с лазерными, телевизионными или тепловизионными головками самонаведения.

Остальные типы вооружений (управляемые ракеты "воздух-воздух", неуправляемые ракеты и т.д.) наводятся с помощью РЛС.

Разрешающая способность ЛЛ ОПС составляет доли метра (˜0,5 м), что позволяет видеть изображение малоразмерной цели. Этим объясняется высокая надежность распознавания цели.

Работа комплекса благодаря объединению 5-и каналов (РЛС, ЛЛ ОПС, Т, ТП, лазерный высотомер) осуществляется днем и ночью, в любых метеоусловиях, на любом театре военных действий (включая горные условия).

Лазерная локационная обзорно-прицельная система через бортовую цифровую вычислительную машину соединена дополнительной электрической связью с частью экрана многофункционального цифрового индикатора. Крепежное устройство может содержать неподвижную часть вращающейся антенны, при этом сам комплекс может быть установлен в контейнере.

Изобретение поясняется чертежами фиг.1-3.

На фиг.1 приведена схема самолета с установленным в его носовой части интегрированным многоканальным, многорежимным радиоэлектронным комплексом (ИММРЭК).

На фиг.2 приведен интегрированный многоканальный, многорежимный радиоэлектронный комплекс и устройство для его установки на ЛА, обеспечивающее его работоспособность.

На фиг.3 - сечение А-А, на фиг.2.

На фиг.4 - сечение Б-Б, на фиг.2.

На фиг.5 - узел крепления антенны РЛС.

На фиг.6 - схема взаимодействия элементов ИММРЭК между собой и основными частями комплекса бортового радиоэлектронного оборудования.

Схема обосновывает как способ обеспечения работы ИММРЭК как обзорно-прицельной системы (ОПС), так и способ обеспечения маловысотного полета (МВП) ЛА.

На самолете 1, в его носовой части 2, устанавливается ИММРЭК 3, содержащий РЛС 4 и ЛЛ ОПС 5.

РЛС 4 и ЛЛ ОПС 5 закреплены на едином крепежном устройстве 6 с помощью, например, шарнирного устройства 7 и фланца 8 соответственно и крепежных элементов 9 (болтов, гаек, шайб и т.п.).

Крепежное устройство 6 закреплено, например, на шпангоуте 10 самолета 1 при помощи, например, фланца 11 и крепежных элементов 12.

Шпангоут 10 имеет прорезь 13 для размещения, например, ребер 14 с фланцами 8 крепежного устройства 6.

Блоки, обеспечивающие работу РЛС 4 и ЛЛ ОПС 5, могут быть размещены, с целью обеспечения возможности вращения антенны, частично на установочном устройстве 6 - блоки 15, частично - вне его, например на шпангоуте 10 - блоки 16.

Вращение антенны РЛС 4 по азимуту и углу места, например, в шарнире 7 производится с помощью, например, электродвигателей 17 и 18 соответственно.

РЛС 4 и ЛЛ ОПС 5 соединены между собой блоками 15 и 16, БЦВМ 19, электрическими связями с пультом управления 20, многофункциональным цифровым индикатором 21, системой управления оружием 22, комплексом системы управления (КСУ) 23 самолета 1, источником питания (на схеме не показано).

ЛЛ ОПС 5 включает в себя лазерно-локационный блок 24, узкополосную тепловизионную систему 25, широкополосные тепловизионную 26 и телевизионную камеры 27. Переключение ЛЛ ОПС 5 с режима ОПС на режим обеспечения МВП осуществляется летчиком с пульта 20 по дополнительной линии связи 28.

ЛЛ ОПС 5 через БЦВМ 19 и дополнительную связь 29 передает для отображения информацию о целях на часть 30 экрана МФЦИ 21. Летчик определяет последовательность атаки целей и через пульт 20 выдает команду на их атаку. Атака целей может осуществляться в автоматическом режиме через БЦВМ 19 при наличии в ней соответствующей программы о приоритетности целей.

Размеры и внешний вид специального крепежного устройства 6 определяются габаритами РЛС 4 и ЛЛ ОПС 5, условиями их работы.

Например, при отклонении по азимуту и по углу места (обычно на 50-60°С) антенны 31 РЛС 4 плоскость, проходящая через поверхность 32 антенны 31, должна составлять с плоскостью 33, которая не должна пересекать ЛЛ ОПС 5, или блоки, например блоки 15 на корпусе РЛС 4, или, например, шпангоут 10, запасной угол а (˜10°), чтобы не искажать диаграмму направленности антенны 31.

Кроме того, если крепежное устройство 6 пересекает шпангоуты или шпангоут 10, например, то ширину крепежного устройства 6 необходимо сделать минимальной - равной входящей внутрь его части ЛЛ ОПС 5 (с небольшим зазором), чтобы прорезь 13 была минимальной и не ослабляла силовой набор фюзеляжа ЛА.

Традиционно РЛС с антенной, блоками, устройствами, приводом располагается в одном корпусе, отдельно располагаются источники питания, БЦВМ.

В данном крепежном устройстве 6 предлагается в целях упрощения конструкции крепежного устройства 6, снижения его массы, а следовательно, и массы всего ЛА, уменьшения его габаритов, увеличения углов поворота антенны разместить на специальном крепежном устройстве минимальное количество элементов РЛС 4, например электродвигатели 17 и 18 вращения антенны 31 по углу места и азимуту соответственно (при электрическом, например, приводе), и ряд блоков 15 (например, приемник, датчики). Остальные элементы РЛС 4 (например, передатчик) разместить на ЛА - блоки 16.

Крепежное устройство 6 в целях снижения его массы содержит устройство вращения антенны 31, например шарнир 7.

Однако при необходимости антенна 31 РЛС 4 может иметь свою крепежную часть, например фланец 34 и крепежные элементы 35, с помощью которых антенна 4 с шарниром 7 крепится жестко на установочном устройстве 6.

Это позволит сохранить универсальность антенны РЛС 4, т.е. возможность использовать ее на любых ЛА, изменяя только конфигурацию крепежного устройства 6 под конкретный ЛА.

Каналы ОЭ ОПС 5: лазерный 24, телевизионный 27, тепловизионные 25, 26 направлены вперед по оси ЛА, лазерный высотомер 36 - вниз, перпендикулярно поверхности земли.

При необходимости ИММРЭК 3 может быть размещен в контейнере и подвешиваться на ЛА как под фюзеляжем, так и под крылом.

ИММРЭК 3 работает следующим образом.

Борьба с воздушными целями осуществляется с помощью РЛС 4 ИММРЭК 3 как при ведении дальнего, так и ближнего воздушного боя, обычным образом.

Для борьбы с наземными целями как прикрываемыми средствами противовоздушной обороны (ПВО) противника, так и при их отсутствии целесообразно использовать как работу РЛС 4, так и работу ЛЛ ОПС 5 ИММРЭК 3.

РЛС 4 имеет большую дальность обнаружения наземных целей, чем ЛЛ ОПС 5 (>20 км), обнаруживает цели в любое время суток, всепогодна. Обнаружив цели, РЛС 4 через БЦВМ 19 выдает их отметки на экран МФЦИ 21. Одновременно с помощью БЦВМ 19 происходит ранжировка целей и присвоение им приоритетов, например: 0 приоритет - колонна техники на марше, 1 - быстродвижущаяся цель, 2 - медленно движущаяся цель, 3 - медленно движущаяся цель с малой ЭПР.

Однако распознавание цели затруднено из-за низкой разрешающей способности РЛС 4 по дальности (˜6 м) и углу (˜5°).

Информация по обнаруженным целям по дополнительной связи 29 поступает на часть 30 экрана МФЦИ 21, предназначенную для информации о целях ЛЛ ОПС 5.

Летчик оценивает эту информацию и через пульт 20 выбирает последовательность атаки целей еще до подлета к ним, используя КСУ, направляет ЛА на цель и при вхождении цели в зону обнаружения Т или (и) ТП каналов предварительно распознает ее.

При этом дальность обнаружения цели широкополосными телевизионным (днем) или тепловизионным каналом (ночью) 26 составляет 8-10 км.

С помощью лазерно-локационного блока 24, дающего 3-мерное изображение цели с дальности ˜6-8 км благодаря высокой разрешающей способности (0,5 м по дальности и 1° по углу), происходит окончательное распознавание цели, а телевизионный 27 и тепловизионный 26 каналы, дающие 2-мерное изображение, визуально подтверждают опознанный объект. Для более четкого изображения цели изображения от трех каналов (24, 26, 27) накладываются друг на друга. Это изображение передается на узкополосной тепловизионной системе 25, осуществляющей прицельную работу оружия с помощью СУО 22.

Благодаря тому, что РЛС 4 и ЛЛ ОПС 5 жестко закреплены в едином крепежном устройстве 6, меньше ошибки прицеливания, выше надежность работы комплекса и больше вероятность поражения цели, в том числе с первого захода.

Для преодоления ПВО целесообразно использовать МВП, т.к. средства ПВО (зенитные ракетные комплексы, зенитные артиллерийские комплексы) из-за помех работе их РЛС от земли не в состоянии обнаружить ЛА, летящий на малой высоте.

РЛС на ЛА в лучшем случае может обеспечить полет не ниже 50 м (также вследствие от помех работы ЛА, идущих от земли), кроме того, она не "видит" таких препятствий как наземные антенные мачты, трубы котельных, провода ЛЭП. Поэтому МВП с помощью РЛС ЛА недостаточно надежен.

Наилучшие результаты МВП могут быть получены комплексированием работы РЛС с ЛЛ ОПС.

РЛС 4 просматривает маршруты на больших дальностях, обнаруживает проходы, например, в гористой местности, ЛЛ ОПС просматривает точный профиль по намеченному направлению на дальности до 5 км, обнаруживает не только вышки, трубы, опоры ЛЭП, но и провода (на дальности ˜1 км) и пролонгирует безопасную траекторию МВП.

В случае необходимости обеспечения только маловысотного полета узкополосный тепловизионный канал 25 не используется и может быть отключен летчиком через пульт 20 и дополнительную связь 28.

Таким образом, предлагаемый ИММРЭК обеспечивает эффективное выполнение ЛА боевых задач по борьбе с воздушными и наземными объектами противника круглосуточно, в любых метеоусловиях, на любых театрах военных действий.

К достоинствам предлагаемого ИММРЭК относится возможность обеспечения им посадки на неподготовленные в техническом отношении площадки благодаря 3-мерному изображению местности впереди ЛА, а высокая разрешающая способность ЛЛ ОПС позволяет провести коррекцию навигационной системы в промежуточных точках маршрута наиболее точно из всех имеющихся ОПС.

Все вышесказанное способствует повышению боевой эффективности ЛА.

Изобретение относится к радиоэлектронному оборудованию летательных аппаратов. Предложенный радиоэлектронный комплекс содержит радиолокационную станцию и оптико-электронную обзорно-прицельную систему. По крайней мере, приемоизлучающие и приемные узлы радиолокационной станции и оптико-электронной обзорно-прицельной системы закреплены в едином крепежном устройстве. Крепежное устройство выполнено с возможностью жесткого соединения с неподвижной частью вращающейся антенны радиолокационной станции. Оптико-электронная обзорно-прицельная система выполнена лазерной локационной. Для радиолокационной станции и лазерной локационной обзорно-прицельной системы предусмотрена единая бортовая цифровая вычислительная машина. Радиоэлектронный комплекс может быть установлен в контейнере. Изобретение позволяет снизить массу и повысить эффективность комплекса. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Интегрированный многоканальный, многорежимный радиоэлектронный комплекс летательного аппарата, содержащий радиолокационную станцию, оптико-электронную обзорно-прицельную систему, отличающийся тем, что, по крайней мере, приемо-излучающие и приемные узлы радиолокационной станции и оптико-электронной обзорно-прицельной системы закреплены в едином крепежном устройстве.2. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по п.1, отличающийся тем, что оптико-электронная обзорно-прицельная система выполнена лазерной локационной.3. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по п.2, отличающийся тем, что лазерная локационная обзорно-прицельная система выполнена многоканальной.4. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по п.3, отличающийся тем, что лазерная локационная обзорно-прицельная система содержит узкополосный тепловизионный, широкополосный телевизионный и тепловизионный каналы и лазерный высотомер.5. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью работы в режимах обзорно-прицельной системы и для выполнения маловысотного полета.6. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по п.5, отличающийся тем, что лазерная локационная обзорно-прицельная система соединена с пультом управления пилота для переключения режимов работы.7. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по любому из пп.2-6, отличающийся тем, что радиолокационная станция и лазерная локационная обзорно-прицельная система выполнены с единой бортовой цифровой вычислительной машиной.8. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по п.7, отличающийся тем, что установлен в контейнере.9. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по п.7, отличающийся тем, что лазерная локационная обзорно-прицельная система через бортовую цифровую вычислительную машину соединена с частью экрана многофункционального цифрового индикатора.10. Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата по п.1, отличающийся тем, что крепежное устройство выполнено с возможностью жесткого соединения с неподвижной частью вращающейся антенны радиолокационной станции.