Изобретение относится к методам индивидуальной защиты летательных аппаратов (ЛА) от управляемого оружия, оснащенного головками самонаведения, работающими в диапазоне частот инфракрасных (ИК) спектров излучения.
Известны различные технические решения для обеспечения индивидуальной защиты ЛА от управляемых ракет, основанные на создании специальными устройствами активных помех, нарушающих режим нормального функционирования наземных либо бортовых радиоэлектронных систем наведения ракет (Лазарев Л.П. ИК- и световые приборы самонаведения ЛА. М., Машиностроение, 1976, 145 с.).
Недостатком известных систем индивидуальной защиты является сложность их реализации и преимущественная возможность использования только при защите от средств противовоздушной обороны, управляемых наземными радиолокационными станциями. Кроме того, известные системы не могут быть использованы для индивидуальной защиты ЛА от ракет, оснащенных головками самонаведения, работающими в диапазоне частот ультрафиолетового, видимого и ИК-спектров излучения.
Известна система индивидуальной защиты ЛА от ракет с ИК-головками самонаведения, принцип действия которой основан на том, что по курсу следования ЛА осуществляется отстрел в окружающую среду специальных пиротехнических устройств (ИК ловушек), создающих интенсивное излучение в диапазоне ИК-волн (Справочник офицера противовоздушной обороны. Г.В.Зимин и др. М., Воениздат, 1987, 474 с.).
Недостатком известной системы защиты является необходимость при движении ЛА по траектории периодического отстрела в атмосферу специальных ИК-ловушек из автоматических устройств. Это требует их достаточного запаса на борту. Кроме того, каждый выстрел сопровождается звуковым эффектом и отдачей, вызывающей вибрацию ЛА. Методы обработки информации современных ИК-головок самонаведения предусматривают сравнение диапазонов частот излучения ложной тепловой цели и ЛА. Так как максимум спектра ИК-излучения ложной тепловой цели находится в диапазоне 1,8-2,5 мкм, то головка самонаведения оценивает ее как ложную цель, исключает из дальнейшей обработки и использует в качестве информативного признака только ИК-излучение ЛА, наводясь на него. Снижение эффективности данной системы защиты ЛА обусловлено и тем, что отстреливаемые ИК-ловушки не управляемы в полете.
Известна система защиты ЛА от ракет, оснащенных головками самонаведения, обеспечивающая создание ложной цели в пространстве между ЛА и наиболее вероятным направлением возможной ракетной атаки противника. При этом в качестве ложной цели в пространстве формируется ее голографическое изображение, а при создании голограммы в качестве ложной цели используется реальный источник, излучающий электромагнитные волны в диапазоне частот видимого и ИК-спектров (RU 2141094 С1, 10.11.1999).
Недостатком известной системы защиты ЛА является наличие мощного источника когерентного излучения для формирования голографического изображения реального источника. Данные источники имеют относительно высокие геометрические параметры, а их функционирование сопряжено с высоким уровнем энергопотребления. Кроме того, в условиях естественной среды эффективность данной системы защиты является недостаточно высокой, т.к. воспроизведение голографического изображения определяется освещенностью, метеоусловиями и рядом других факторов.
Известна система защиты охраняемых объектов от управляемого авиационного оружия с ИК-головками самонаведения, содержащая имитаторы ИК-излучения и устройства обнаружения и предупреждения об авиационном нападении на охраняемый объект, подключенные через средства связи к первому входу подвижного пункта управления, первый выход которого подключен к устройству визуальной и ИК-маскировки охраняемого объекта, при этом в систему введены измеритель параметров среднего ветра, выход которого подключен к второму входу подвижного пункта управления, и распределитель управляющих сигналов, вход которого подключен к второму выходу подвижного пункта управления, а каждый имитатор ИК-излучения выполнен в виде радиально расположенных относительно охраняемого объекта излучателей, управляющие входы которых соединены с выходами распределителя управляющих сигналов (SU 1619833 А1, 27.01.2000).
Недостатком известной системы защиты охраняемых объектов является использование реальных излучателей в качестве имитаторов ИК-излучения. Следствием этого является увеличение габаритов системы защиты, что затрудняет возможность ее реализации на подвижном объекте.
Наконец, известно техническое решение для защиты ЛА от ракет с ИК-головками самонаведения, базирующееся на устройстве для пространственного смещения теплового образа объекта, которое содержит расположенные на объекте источник ИК-излучения, формирователи теплового образа объекта, выполненные в виде объемных структур с боковыми отражающими гранями, фокусирующий распределитель в виде вогнутого зеркала, концентраторы лучистого потока в виде плоского зеркала и средство ИК-маскировки в виде купола с окнами (RU 2291374 С1, 10.01.2007).
Недостатком известного устройства являются высокие значения массово-геометрических характеристик, сложность конструктивного исполнения и формирования пространственных характеристик лучистого потока, а также влияние элементов устройства на аэродинамические характеристики ЛА, что приводит к ограничению области применения устройства и снижению его характеристик эффективности.
Задачей настоящего изобретения является расширение области применения системы защиты ЛА с техническим результатом, выражающимся в повышении эффективности защиты за счет увеличения мощности ИК-излучения, уменьшения массово-геометрических характеристик, повышения уровня технологичности конструкции и использования рационального технического решения при формировании лучистого ИК-потока.
Решение поставленной задачи и достижение указанного технического результата обеспечиваются системой защиты ЛА от управляемого оружия с ИК-головками самонаведения, содержащей установленные на ЛА инвертор питания, компьютер, контроллер, частотный преобразователь системы охлаждения, блок питания источников ИК-излучения, пульт управления и энергетические модули в количестве не менее двух, расположенные по вертикали и горизонтали относительно энергетического центра ИК-излучения ЛА с геометрической схемой в виде линии или многоугольника, обеспечивающей дискретное и синхронизированное по фазе перекрытие создаваемым модулированным потоком ИК-излучения максимальных вертикальных и горизонтальных значений индикатрисы ИК-излучения ЛА с учетом минимального уровня пространственного затенения ИК-излучения энергетических модулей, причем каждый из энергетических модулей включает в себя размещенный на ЛА сервоусилитель и выполненный с вентиляционными отверстиями корпус, установленный на ЛА стационарно или с возможностью перемещения относительно ЛА, а также расположенные в корпусе вентиляторы, подключенные к частотному преобразователю системы охлаждения, серводвигатель, подключенный питающим входом к сервоусилителю и дополнительно связанный с ним по цепям обратной связи и управления, платформу, кинематически связанную с серводвигателем, а также последовательно оптически связанные источник ИК-излучения, подключенный к соответствующему выходу блока питания источников ИК-излучения, светофильтр, формирующий заданный спектр ИК-излучения, датчик ИК-излучения, используемый для контроля модулированного потока ИК-излучения, систему фокусировки ИК-излучения и расположенный на упомянутой платформе отражатель ИК-излучения, участвующий в формировании индикатрисы ИК-излучения, при этом вход инвертора питания подключен к бортовому источнику питания, а его выходы - к питающим входам частотного преобразователя системы охлаждения, контроллера, сервоусилителей энергетических модулей и блока питания источников ИК-излучения, контроллер выполнен с возможностью подключения к системе объективного контроля ЛА и взаимосвязан с пультом управления и сервоусилителями энергетических модулей, командный вход контроллера подключен к выходу компьютера, сигнальные входы - к выходам датчиков ИК-излучения энергетических модулей, а выходы - к управляющим входам частотного преобразователя системы охлаждения и блока питания источников ИК-излучения.
Решению поставленной задачи и достижению указанного технического результата способствуют также частные существенные признаки изобретения.
Энергетический центр ИК-излучения ЛА выявляется в соответствии с его тепловой моделью.
Отражатель ИК-излучения выполнен в виде криволинейного или плоского зеркала.
Источник ИК-излучения выполнен в виде модели селективного серого тела, спектральный диапазон которого преимущественно совпадает со спектральным диапазоном ИК-излучения ЛА с превышением мощности излучения.
Энергетические модули установлены на фюзеляже ЛА.
Энергетические модули установлены в нижней части фюзеляжа ЛА, в частности в нижней носовой или хвостовой частях фюзеляжа ЛА.
Энергетические модули установлены в верхней и нижней частях фюзеляжа ЛА.
Энергетические модули установлены на крыльях ЛА.
Энергетические модули установлены на крыльях и фюзеляже ЛА.
В каждом энергетическом модуле система фокусировки ИК-излучения выполнена в виде плоских или криволинейных отражающих элементов, установленных на обращенных к источнику ИК-излучения внутренней поверхности корпуса и поверхности платформы.
Корпус каждого энергетического модуля снабжен станиной, предназначенной для крепления на ней серводвигателя и вентиляторов, расположенных по кольцу относительно оси симметрии корпуса энергетического модуля.
В каждом энергетическом модуле оси серводвигателя, платформы и корпуса модуля расположены соосно друг другу.
В каждом энергетическом модуле ось серводвигателя расположена эксцентрично относительно оси платформы.
В каждом энергетическом модуле ось серводвигателя расположена эксцентрично и под углом относительно оси платформы.
Для каждого энергетического модуля введен привод перемещения его корпуса, жестко связанный с ЛА и кинематически связанный с корпусом энергетического модуля.
На корпусе каждого энергетического модуля установлены электрические разъемы для подключения составных узлов и блоков системы.
Система выполнена с возможностью подключения к бортовой системе пожаротушения.
На фиг.1 приведена структурная схема системы защиты ЛА от управляемого оружия с ИК-головками самонаведения.
На фиг.2 представлено схематическое изображение элементов энергетического модуля, установленных в его корпусе.
На фиг.3 и фиг.4 показаны положения энергетического модуля в рабочем (Р) и нерабочем (HP) состояниях.
Система защиты ЛА (самолета) от управляемого оружия с ИК-головками самонаведения содержит (фиг.1) установленные на ЛА инвертор питания 1 (фиг.1), компьютер 2, частотный преобразователь 3 системы охлаждения, контроллер 4, блок 5 питания источников ИК-излучения, пульт 6 управления, предназначенный для включения и выключения системы защиты ЛА, а также визуального контроля ее работы, и энергетические модули в количестве не менее двух.
Энергетические модули расположены по вертикали и горизонтали относительно энергетического центра ИК-излучения ЛА (на одинаковых или различных расстояниях) с геометрической схемой в виде линии или многоугольника, обеспечивающей дискретное и синхронизированное по фазе перекрытие создаваемым модулированным потоком ИК-излучения максимальных вертикальных и горизонтальных значений индикатрисы ИК-излучения ЛА с учетом минимального уровня пространственного затенения ИК-излучения энергетических модулей.
Каждый из энергетических модулей включает в себя размещенный на ЛА сервоусилитель 7 и выполненный с вентиляционными отверстиями 8 корпус 9, установленный на ЛА стационарно или с возможностью перемещения относительно ЛА. В корпусе 9 расположены вентиляторы 10 (системы охлаждения), источник 11 ИК-излучения (ИК излучатель), датчик 12 ИК-излучения, светофильтр (оптический ИК-фильтр) 13, серводвигатель 14 и платформа 15 (фиг.2).
Вентиляторы 10 подключены к частотному преобразователю 3 системы охлаждения. Серводвигатель 14 подключен питающим входом к сервоусилителю 7 и дополнительно связан с ним по цепям обратной связи и управления. Платформа 15 кинематически связана с серводвигателем 14. Последовательно оптически связаны источник 11 ИК-излучения, подключенный к соответствующему выходу блока 5 питания источников ИК-излучения, оптический светофильтр 13, формирующий заданный спектр ИК-излучения, датчик 12 ИК-излучения, используемый для контроля модулированного потока ИК-излучения, система 17 фокусировки ИК-излучения и расположенный на платформе 15 отражатель 16 ИК-излучения, участвующий в формировании индикатрисы ИК-излучения.
Вход инвертора 1 питания подключен к бортовому источнику питания, а его выходы - к питающим входам частотного преобразователя 3 системы охлаждения, контроллера 4, сервоусилителей 7 энергетических модулей и блока 5 питания источников ИК-излучения. Контроллер 4 выполнен с возможностью подключения к системе объективного контроля ЛА и взаимосвязан с пультом 6 управления и сервоусилителями 7 энергетических модулей. Командный вход контроллера 4 подключен к выходу компьютера 2, сигнальные входы - к выходам датчиков 12 ИК-излучения энергетических модулей, а выходы - к управляющим входам частотного преобразователя 3 системы охлаждения и блока 5 питания источников ИК-излучения.
Энергетический центр ИК-излучения ЛА выявляется в соответствии с его тепловой моделью.
Отражатель 16 ИК-излучения может быть выполнен в виде криволинейного или плоского зеркала.
Источник ИК-излучения может быть выполнен в виде модели селективного серого тела, спектральный диапазон которого преимущественно совпадает со спектральным диапазоном ИК-излучения ЛА с превышением (расширением) мощности излучения.
Энергетические модули могут быть установлены на фюзеляже ЛА, в том числе в нижней части фюзеляжа ЛА, в частности в нижней носовой или хвостовой частях фюзеляжа ЛА. Энергетические модули могут быть установлены в верхней и нижней частях фюзеляжа ЛА, а также на крыльях ЛА либо на крыльях и фюзеляже ЛА.
В каждом энергетическом модуле система 17 фокусировки ИК-излучения может быть выполнена в виде плоских или криволинейных отражающих элементов, установленных на обращенных к источнику 11 ИК-излучения внутренней поверхности корпуса 9 и поверхности платформы 15.
Корпус 9 каждого энергетического модуля может быть снабжен станиной 18, предназначенной для крепления на ней серводвигателя 14 и вентиляторов 10, расположенных по кольцу относительно оси симметрии корпуса 9 энергетического модуля.
В каждом энергетическом модуле оси серводвигателя 14, платформы 15 и корпуса 9 модуля могут быть расположены соосно друг другу, или ось серводвигателя 14 может быть расположена эксцентрично относительно оси платформы 15 либо эксцентрично и под углом относительно оси платформы 15.
Для каждого энергетического модуля (в случае выдвигаемых корпусов 9 модулей) может быть введен привод 19 (фиг.3) перемещения корпуса, жестко связанный с ЛА и кинематически связанный с корпусом 9.
На корпусе каждого энергетического модуля установлены электрические разъемы для подключения составных узлов и блоков системы (не показаны).
Система может быть выполнена с возможностью подключения к бортовой системе пожаротушения.
Инвертор 1 питания, частотный преобразователь 3 системы охлаждения, контроллер 4 и блок 5 питания источников ИК-излучения осуществляют подготовку системы к запуску, ее запуск и остановку, управление работой системы в соответствии с расчетными режимами, обеспечение функционирования системы охлаждения, контроль работоспособности системы, частоты амплитудно-фазовой модуляции, температуры излучающей поверхности, оборотов синхронной системы модуляции, а также стабилизации фазовой настройки энергетических модулей при проведении регламентных работ.
Система защиты ЛА от управляемого оружия с ИК-головками самонаведения функционирует следующим образом.
Перед полетом производится визуальный осмотр и тестирование системы, осмотр и обслуживание оптической части энергетических модулей, при котором проверяются состояния светофильтров 13. В кабине ЛА в соответствии с регламентом тестирования проверяется работа пульта 6 управления и готовность блоков системы к пуску. При подаче управляющего сигнала с пульта 6 управления включается система защиты ЛА. Программирование всего комплекса осуществляется посредством компьютера 2. Прохождение команд и их выполнение системой защиты отображается на пульте 6 управления свечением соответствующих светоиндикаторов. При включении системы защиты запускаются вентиляторы 10. С контроллера 4 подается управляющий сигнал на сервоусилители 7 для согласования валов по углу, после чего происходит запуск вращения платформ 15 в энергетических модулях с установленными на них отражательными элементами 16. Вращение платформы 15 с оптической частью осуществляется серводвигателем 14, а охлаждение энергетических модулей - вентиляторами 10, использующими воздух окружающей среды. Изменение числа оборотов серводвигателей 14 от времени задается программой управления системой привода. Перемещение модулей (в вариантах исполнения с выдвижными корпусами модулей) относительно ЛА обеспечивается приводом 19. Энергетические модули выпускаются через установленное расчетное время. На фиг.3 и фиг.4 показаны положения энергетического модуля в рабочем (Р) и нерабочем (HP) состояниях, которые соответствуют фазам их выпуска из фюзеляжа и состоянию покоя. На объекте может быть установлено различное число энергетических модулей, но, как уже указывалось, не менее двух.
Энергетический модуль создает в пространстве модулированный поток ИК-излучения в вертикальной и горизонтальной плоскостях при использовании системы 17 фокусировки излучения и источника 11 ИК-излучения, являющегося источником ИК-энергии и выполненного в виде модели селективного серого тела, спектральный диапазон которого преимущественно совпадает со спектральным диапазоном излучения ЛА с превышением мощности излучения.
Индикатриса ИК-излучения формируется отражателем 16 ИК-излучения, выполненным, например, в виде плоского или криволинейного зеркала. Режим излучения обеспечивается электронными блоками системы и является дискретным, синхронизированным по фазе. Заданный спектр ИК-излучения формируется светофильтрами 13. Процесс излучения контролируется датчиками 12 ИК-излучения, установленными в каждом энергетическом модуле. Геометрическая схема расположения модулей на ЛА соответствует перекрытию максимальных вертикальных и горизонтальных значений индикатрисы излучения объекта с учетом минимального уровня пространственного затенения излучения модулей. Этим обеспечивается оптимальная защита ЛА, учитывающая расположение энергетического центра излучения объекта в соответствии с его тепловой моделью.
При произвольном числе используемых энергетических модулей они могут быть установлены на ЛА с образованием произвольной линии или многоугольника. Повышение эффективности использования данной системы защиты обеспечивается также и тем, что энергетические модули установлены на одинаковом или различном расстояниях по вертикали и горизонтали относительно энергетического центра излучения.
Таким образом, на средство нападения, оснащенное ИК-головкой самонаведения, оказывается воздействие, приводящее к постоянному смещению отметки цели на приемнике средства нападения. Вследствие этого обеспечивается увод средства нападения от защищаемого объекта или осуществляется срыв наведения на него.
После выполнения работы энергетический модуль отключается, и его корпус 9 убирается в борт ЛА. Вентиляторы 10 продолжают работать до достижения температурой энергетического модуля температуры окружающей среды. Полное охлаждение происходит от 3 до 7 минут.
Изобретение обеспечивает высокую эффективность при защите объектов различного назначения от средств нападения, оснащенных ИК-головками самонаведения, и может быть использовано в системах дистанционного контроля, управления, а также при реализации методов испытаний различных блоков ЛА и моделировании процессов их функционирования.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ОТ УПРАВЛЯЕМОГО ОРУЖИЯ С ИНФРАКРАСНЫМИ ГОЛОВКАМИ САМОНАВЕДЕНИЯ | 2007 |
|
RU2347720C1 |
Способ лазерной защиты воздушного судна | 2023 |
|
RU2805094C1 |
СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ЗАМЕТНОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА | 2015 |
|
RU2609816C1 |
Инфракрасная защита летательного аппарата | 2022 |
|
RU2797618C1 |
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ПОИСКА И СОПРОВОЖДЕНИЯ ЦЕЛИ | 2007 |
|
RU2335728C1 |
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОДВИЖНОГО РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА | 2014 |
|
RU2564853C1 |
БЛОК ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В СОСТАВЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ЛЕГКОГО КЛАССА | 2013 |
|
RU2565335C2 |
СПОСОБ СТРЕЛЬБЫ УПРАВЛЯЕМЫМ СНАРЯДОМ С ЛАЗЕРНОЙ ПОЛУАКТИВНОЙ ГОЛОВКОЙ САМОНАВЕДЕНИЯ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ | 2019 |
|
RU2737634C2 |
СПОСОБ И СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ОТ РАКЕТ ПЕРЕНОСНЫХ ЗЕНИТНЫХ РАКЕТНЫХ КОМПЛЕКСОВ | 2012 |
|
RU2511513C2 |
СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ДЛЯ БОЛЬШИХ АНТЕННЫХ СИСТЕМ | 2021 |
|
RU2784751C1 |
Изобретение относится к средствам защиты летательных аппаратов (ЛА) от управляемого оружия с головками самонаведения, работающими в диапазоне частот инфракрасных (ИК) спектров излучения. На ЛА установлены инвертор питания, компьютер, контроллер, частотный преобразователь системы охлаждения, блок питания источников ИК-излучения, пульт управления и энергетические модули, расположенные по вертикали и горизонтали относительно энергетического центра ИК-излучения ЛА с геометрической схемой в виде линии или многоугольника. Создаваемый модулированный поток ИК-излучения перекрывает максимальные вертикальные и горизонтальные значения индикатрисы ИК-излучения ЛА. Каждый из модулей включает в себя размещенный на ЛА сервоусилитель и выполненный с вентиляционными отверстиями корпус, установленный на ЛА стационарно или с возможностью перемещения относительно ЛА. В корпусе расположены вентиляторы, подключенные к частотному преобразователю системы охлаждения, серводвигатель, подключенный питающим входом к сервоусилителю и связанный с ним по цепям обратной связи и управления, платформа, кинематически связанная с серводвигателем. В корпусе имеются также последовательно оптически связанные источник ИК-излучения, подключенный к блоку питания источников ИК-излучения, светофильтр с заданным спектром ИК-излучения, датчик ИК-излучения для контроля модулированного потока ИК-излучения, система фокусировки ИК-излучения и расположенный на платформе отражатель ИК-излучения, участвующий в формировании индикатрисы ИК-излучения. Вход инвертора питания подключен к бортовому источнику питания, а его выходы - к питающим входам частотного преобразователя системы охлаждения, контроллера, сервоусилителей и блока питания источников ИК-излучения. Контроллер выполнен с возможностью подключения к системе объективного контроля ЛА и взаимосвязан с пультом управления и сервоусилителями. Командный вход контроллера подключен к выходу компьютера, сигнальные входы - к выходам датчиков ИК-излучения модулей, а выходы - к управляющим входам частотного преобразователя системы охлаждения и блока питания источников ИК-излучения. Изобретение позволяет расширить область применения системы защиты ЛА и повысить ее эффективность. 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ОТ РАКЕТ, ОСНАЩЕННЫХ ГОЛОВКАМИ САМОНАВЕДЕНИЯ | 1998 |
|
RU2141094C1 |
0 |
|
SU59797A1 | |
Шабер | 1941 |
|
SU62451A1 |
FR 2866420 C1, 19.08.2005 | |||
US 5249527 A, 05.10.1993. |
Авторы
Даты
2008-09-27—Публикация
2007-07-16—Подача