ТЕПЛОВОЙ ИМИТАТОР Российский патент 2006 года по МПК F41H3/00 

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения и военной техники от средств воздушно-космической оптико-электронной разведки инфракрасного диапазона и может быть использовано для имитации образцов вооружения и военной техники (ВВТ) в пунктах дислокации или исходных районах, а также защиты от высокоточного оружия, оснащенного инфракрасными головками самонаведения.

Существующие в настоящее время на вооружении ВС иностранных государств средства тепловой разведки характеризуются тем, что принятие решения об обнаружении цели происходит не только по наличию теплового контраста между целью и фоном, но и по соответствию пространственных и энергетических признаков цели эталонному тепловому силуэту. Пространственная селекция осуществляется матричным приемником ИК-излучения, расположенным в фокальной плоскости оптической системы средства разведки. При этом каждой ячейкой матричного приемника отображается участок местности, которые в совокупности образуют тепловое изображение наблюдаемой цели (примеры тепловых изображений см., например, в Дж.Ллойд, Системы тепловидения, М., Мир, 1978, с.396-406). Таким образом, разрешающая способность средства разведки зависит от размера элемента матрицы, фокусного расстояния используемой оптической системы и высоты полета (см., например, Технические средства видовой разведки, под ред. А.А.Хорева, М., РВСН, 1997, с.269-271). Предельное линейное разрешение на местности при съемке в надир рассчитывается по формуле где h - высота ведения разведки, l_эл - размер элемента матрицы ПЗС; F - фокусное расстояние оптической системы средства разведки. Расчеты, проведенные по известным методикам, показывают, что в реальных условиях боевого применения разрешающая способность не превышает 20-25 см.

Известен тепловой имитатор, выделение тепла в котором происходит за счет беспламенного каталитического окисления бензина (заявка на изобретение РФ №94041730, кл. F 41 H 13/00, опубл. 27.12.1996). Такие имитаторы устанавливаются в макетах и ложных сооружениях в местах, соответствующих расположению нагретых частей техники и сооружений. Основным недостатком указанного аналога является несоответствие теплового изображения ложной цели тепловому изображению имитируемого объекта, обусловленное отсутствием управления интенсивностью теплового излучения, что приводит к низкой эффективности имитации.

Наиболее близким по технической сущности и существенным признакам (прототипом) к заявляемому изобретению является тепловой имитатор, содержащий полотнище из брезентового материала, на котором закреплены тканые нагреватели, брезентовый теплорассеивающий чехол, влагонепроницаемый чехол из прорезиненной ткани, имеющий покрытие из окиси алюминия, кабель электропитания, терморегулятор (заявка на изобретение РФ №94010339, кл. F 41 Н 3/00, опубл. 20.10.1996). Основным недостатком прототипа является несоответствие теплового изображения имитатора тепловому изображению имитируемого образца ВВТ вследствие того, что все нагреватели имеют одинаковую температуру.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задачей предлагаемого изобретения является создание теплового имитатора, тепловое изображение которого было бы идентично тепловому изображению имитируемого объекта (образца ВВТ).

Технический результат достигается за счет предложенного конструктивного исполнения нагревателей и индивидуального управления их нагревом в соответствии с заданной программой.

Указанный результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в тепловом имитаторе, содержащем полотнище из брезентового материала, на котором закреплены тканые нагреватели, брезентовый теплорассеивающий чехол, влагонепроницаемый чехол из прорезиненной ткани, имеющий покрытие из окиси алюминия, кабель электропитания и терморегулятор, нагреватели закреплены в N=A/d строк и М=B/d столбцов, где A и B - ширина и длина полотнища соответственно, где h_min - минимальная высота ведения разведки, l_элmin - минимальный линейный размер чувствительного элемента матрицы приемника средства разведки; F_max - максимальное фокусное расстояние оптической системы средства разведки, и дополнительно введен блок управления терморегулятором, имеющий N+M выходов, соединенных соответственно с N+M входами терморегулятора, имеющего N+M выходов, при этом n-ый выход терморегулятора, где n=, соединен с первыми входами нагревателей n-ой строки, а (m+N)-ый выход терморегулятора, где m=, соединен со вторыми входами нагревателей m-го столбца.

На чертеже приведена структурная схемы теплового имитатора.

Тепловой имитатор содержит блок управления 1, в котором хранятся тепловые изображения имитируемых образцов ВВТ. Блок управления имеет N+M управляющих выходов, соединенных с N+М входами терморегулятора 2 соответственно. При этом n-ые выходы терморегулятора, где n=, соединены с первыми входами нагревателей 3 n-ых строк, а (m+N)-ые выходы терморегулятора 2, где m=, соединены со вторыми входами нагревателей 3 m-ых столбцов. Тканые нагреватели 3 размером d×d выполнены таким образом, чтобы вся площадь, занимаемая одним нагревателем, прогревалась равномерно.

Тепловой имитатор функционирует следующим образом. В соответствии с заложенным в блок управления 1 алгоритмом и хранящимися в нем тепловыми изображениями на его выходах генерируются сигналы, обеспечивающие управление работой терморегулятора 2. При этом сигналы управления, поступающие на n-ые входы терморегулятора 2, где n=, обеспечивают последовательное циклическое с периодом T подключение питания нагревателей 3 n-ой строки, а сигналы управления, поступающие на (m+N)-ые входы терморегулятора, где m=, обеспечивают одновременное подключение нагревателей m-ых столбцов. В соответствии с приведенным выше алгоритмом работы нагреватели 3 n-ой строки будут подключены к питанию на время . Температура каждого нагревателя 3 n-ой строки будет определяться длительностью подключения питания m-го столбца , где k - число градаций температуры нагрева.

Таким образом, в тепловом имитаторе реализовано динамическое индивидуальное управление температурой каждого из N×M нагревателей, что позволяет создавать тепловые изображения, идентичные тепловым изображениям имитируемых образцов ВВТ. Следовательно, при обнаружении матричным приемником тепловой разведки теплового имитатора он с высокой степенью вероятности будет приниматься за имитируемый объект (образец ВВТ), что обеспечит скрытие истинного объекта. Этим и достигается цель изобретения.

Для реализации теплового имитатора размером 4×6 м, чего достаточно для имитации большинства образцов наземной техники с расстоянием d=0,2 м, потребуется двумерная матрица 20×30, что реализуется 600 нагревателями.

Совокупность отличительных свойств обеспечивает ложной цели новое качество, а именно создание теплового изображения объекта, соответствующего истинному. Положительный эффект от изобретения состоит в снижении эффективности средств разведки, а значит в скрытии истинных объектов.

Изобретение может быть использовано для имитации любых видов наземной техники и военных объектов, которые могут вскрываться с помощью тепловой разведки.

Предлагаемое техническое решение является новым, так как из общедоступных сведений неизвестен тепловой имитатор, обеспечивающий создание теплового изображения имитируемого объекта.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технический решений явным образом не следует из известного уровня техники.

Предлагаемое техническое решение реализуемо, так как все его элементы могут быть выполнены из существующих элементов и устройств электронной и электротехники.

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения и военной техники от средств воздушно-космической оптико-электронной разведки инфракрасного диапазона и может быть использовано для имитации образцов вооружения и военной техники (ВВТ) в пунктах дислокации или исходных районах, а также защиты от высокоточного оружия, оснащенного инфракрасными головками самонаведения. Технический результат - повышение достоверности имитации. В тепловом имитаторе, содержащем полотнище из брезентового материала, на котором закреплены тканые нагреватели, брезентовый теплорассеивающий чехол, влагонепроницаемый чехол из прорезиненной ткани, имеющий покрытие из окиси алюминия, кабель электропитания и терморегулятор, нагреватели закреплены в несколько строк и несколько столбцов. Введен блок управления терморегулятором, в котором хранятся тепловые изображения имитируемых объектов, выходы которого соединены со входами терморегулятора, выходы которого соединены с нагревателями. Нагреватели выполнены таким образом, чтобы вся площадь, занимаемая одним нагревателем, прогревалась равномерно. В соответствии с заложенным в блок управления алгоритмом и хранящимися в нем тепловыми изображениями на его выходах генерируются сигналы, обеспечивающие управление работой терморегулятора. Таким образом, в тепловом имитаторе реализовано динамическое индивидуальное управление температурой каждого из нагревателей, что позволяет создавать тепловые изображения, идентичные тепловым изображениям имитируемых объектов. 1 ил.

Тепловой имитатор, содержащий полотнище из брезентового материала, на котором закреплены тканые нагреватели, брезентовый теплорассеивающий чехол, влагонепроницаемый чехол из прорезиненной ткани, имеющий покрытие из окиси алюминия, кабель электропитания и терморегулятор, отличающийся тем, что нагреватели закреплены в N=A/d строк и М=B/d столбцов, где А и В - ширина и длина полотнища соответственно,

где h_min - минимальная высота ведения разведки;

l_элmin - минимальный линейный размер чувствительного элемента матрицы приемника средства разведки;

F_max - максимальное фокусное расстояние оптической системы средства разведки,

и дополнительно введен блок управления терморегулятором, имеющий N+M выходов, соединенных соответственно с N+M входами терморегулятора, имеющего N+M выходов, при этом n-й выход терморегулятора, где n=, соединен с первыми входами нагревателей n-й строки, a (m+N)-й выход терморегулятора, где m=, соединен со вторыми входами нагревателей m-го столбца.