СПОСОБ СНИЖЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ЗАМЕТНОСТИ ВОЗДУХОЗАБОРНИКА САМОЛЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ Российский патент 2018 года по МПК H01Q17/00 

Изобретение относится к области радиолокационной маскировки объектов и может быть использовано для снижения эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) воздухозаборника самолетного двигателя в передней полусфере.

Известен способ снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя (см. патент RU №2369530 С1, МПК B64D 33/02, дата опубликования 10.10.2009 г.), основанный на диффузном рассеянии падающего электромагнитного излучения от металлического экрана с регулярными отверстиями, установленного в полости воздухозаборника.

Основным недостатком указанного способа является низкая эффективность снижения радиолокационной заметности самолетных двигателей из-за неуправляемого хаотичного рассеяния электромагнитного излучения, падающего на воздухозаборники с такими экранами. При этом перераспределение энергии приводит к увеличению уровня отраженного и (или) переотраженного излучения в других направлениях.

Известно устройство снижения ЭПР воздухозаборника самолетного двигателя (см. патент RU №2170480 C1, МПК 7 H01Q 17/00, дата опубликования 10.07.2001 г.), выполненное в виде объемной металлической решетки с квадратной ячейкой, размещенной в воздухозаборном канале, и рассеивающее падающее ЭМИ в широком диапазоне длин волн.

Основным недостатком этого устройства являются низкая эффективность снижения радиолокационной заметности самолетных двигателей, связанная со слабым поглощением ЭМИ на элементах решетки, не ориентированных вдоль направления поляризации падающего излучения, и сильным переотражением (рассеянием) падающего электромагнитного излучения на проводящих элементах встраиваемой конструкции. Кроме того, металлическая решетка с квадратной ячейкой создает дополнительное аэродинамическое сопротивление воздушному потоку, поступающему в двигатель самолета.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу (прототипом) является способ радиолокационной маскировки впускных отверстий двигателей самолета (см. пат. DE №3641289, МКИ 4 H01Q 17/00, дата опубликования 16.06.1988 г.), заключающийся в разделении входного окна воздухозаборника на каналы меньшего размера.

Основным недостатком этого способа является низкая эффективность снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя, обусловленная несовпадением углового положения этих каналов с углом поляризации падающего электромагнитного излучения. Чем больше это угловое расхождение, тем слабее взаимодействие электромагнитной волны с такими каналами (Шестопалов В.П., Литвиненко Л.Н., Масалов С.А., Сологуб В.Г. Дифракция волн на решетках. - Харьков: Издательство Харьковского университета. 1973. - 288 с.). Это приводит к увеличению мощности электромагнитного излучения, отраженного от лопаток авиационного двигателя в обратную сторону и, соответственно, к низкой эффективности снижения радиолокационной заметности воздухозаборника в целом.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству (прототипом) является устройство радиолокационной маскировки впускных отверстий двигателей самолета (см. пат. DE №3641289, МКИ 4 H01Q 17/00, дата опубликования 16.06.1988 г.), состоящее из каналов, образованных пересекающимися под прямым углом металлическими полосковыми элементами (электропроводящими лентами).

Основным недостатком указанного прототипа является низкая эффективность снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолета, обусловленная фиксированным (неуправляемым) положением указанных каналов по отношению к изменяющемуся углу поляризации падающего ЭМИ и использования металлических (проводящих) элементов для разделения воздухозаборника на каналы меньшего размера.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя за счет поглощения падающего ЭМИ в искусственно созданных параллельных каналах, на которые разделено входное окно воздухозаборника, и управления угловым положением этих каналов в соответствии с углом (направлением) поляризации падающего ЭМИ.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя, заключающемся в разделении входного окна воздухозаборника на параллельные радиопоглощающие каналы меньшего размера, измеряют угол поляризации падающего ЭМИ и угловое положение каналов воздухозаборника относительно горизонтальной плоскости и по результатам измерений управляют угловым положением каналов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя, состоящем из каналов, образованных полосковыми элементами, установленными во входном окне воздухозаборника параллельно друг другу, полосковые элементы выполнены из радиопоглощающего материала, а каналы установлены с возможностью вращения вокруг продольной оси воздухозаборника, и дополнительно введены последовательно соединенные измеритель углового положения каналов, схема сравнения, формирователь команды управления и механизм управления, а также измеритель угла поляризации падающего электромагнитного излучения, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе измеряют угол поляризации падающего электромагнитного излучения и угловое положение каналов воздухозаборника относительно горизонтальной плоскости и по результатам измерений управляют угловым положением каналов.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном устройстве полосковые элементы выполнены из радиопоглощающего материала, а каналы установлены с возможностью вращения вокруг продольной оси воздухозаборника, и дополнительно введены последовательно соединенные измеритель углового положения каналов, схема сравнения, формирователь команды управления и механизм управления, а также измеритель угла поляризации падающего электромагнитного излучения, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения.

Известно (Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М., Сов. Радио, 1975. - 248 с. С. 35-36), что при падении линейно поляризованного электромагнитного излучения на решетку из лент (полосковых элементов) наиболее полное его взаимодействие с элементами решетки достигается, когда электрический вектор падающей волны параллелен элементам решетки («индуктивная» решетка), т.е. когда угол поляризации падающего ЭМИ совпадает с угловым положением элементов решетки. При таком совмещении полосковых элементов и образованных с их помощью каналов решетки с направлением поляризации создаются условия для максимального поглощения падающего электромагнитного излучения на радиопоглощающих стенках указанных каналов и обеспечивается наибольшая эффективность маскировки воздухозаборника.

Поэтому, согласно изобретению, измеряют угол поляризации падающего ЭМИ и угловое положение каналов относительно горизонтальной плоскости, их сравнивают и управляют угловым положением каналов до момента полного совмещения с углом поляризации, что обеспечивает указанный в изобретении технический результат.

Измерение угла поляризации падающего ЭМИ можно выполнить, например, с помощью радиолокационного поляриметра (см. Борцова М.В., Попов А.В. Моделирование поляриметрических сигналов, отраженных подстилающей поверхностью, с учетом параметров радиолокационной станции. // Радиоэлектронные и компьютерные системы, 2009, №4(38). С. 33-41).

Текущее угловое положения каналов воздухозаборника может быть измерено, например, с помощью датчиков угла поворота (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Датчик_угла_поворота, дата обращения 03.06.2016 г.). Управление угловым положением каналов может быть выполнено путем вращения решетки из полосковых элементов вокруг продольной оси воздухозаборника до момента их полного совмещения с углом поляризации и реализовано, например, с помощью червячного механизма, передающего вращательный момент от реверсивного двигателя на поворотное кольцо с закрепленными внутри полосковыми элементами.

Устройство реализации способа

Способ снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя может быть реализован с помощью устройства, схема которого приведена на чертеже, где обозначено: 1.1 - измеритель углового положения каналов воздухозаборника, относительно горизонтальной плоскости; 1.2 - измеритель угла поляризации падающего ЭМИ; 2 - схема сравнения; 3 - формирователь команды управления; 4 - механизм управления; 5 - поворотное кольцо; 6 - радиопоглощающие полосковые элементы.

Измеритель 1.1 предназначен для измерения углового положения каналов воздухозаборника относительно горизонтальной плоскости. В качестве измерителя 1.1 может быть использован, например, оптический, резистивный, магнитный, индуктивный или механический датчик углового положения (https://ru.wikipedia.org/wiki/Датчик_угла_поворота, дата обращения 03.06.2016 г.), который преобразовывает углы поворота вращающегося объекта (вала) в электрические сигналы, позволяющие определить его угловое положение.

Измеритель 1.2 предназначен для измерения угла поляризации (угла поворота вектора напряженности электрического поля ) падающего электромагнитного излучения относительно горизонтального положения. В качестве измерителя 1.2 может быть использован, например, радиолокационный поляриметр (Борцова М.В., Попов А.В. Моделирование поляриметрических сигналов, отраженных подстилающей поверхностью, с учетом параметров радиолокационной станции. // Радиоэлектронные и компьютерные системы, 2009, №4(38). С. 33-41.), определяющий направление вектора (угол) поляризации падающего электромагнитного излучения.

Назначения устройств 2, 3 и 4 ясны из их названия.

Устройство работает следующим образом.

При падении на воздухозаборник самолетного двигателя электромагнитного излучения с выхода измерителя 1.2 на первый вход схемы сравнения 2 поступает сигнал об угловом направлении вектора напряженности падающего электрического поля (угле поляризации ЭМИ) - α_п. На второй вход схемы сравнения 2 поступает сигнал об угловом положении каналов воздухозаборника - α_к. Результат сравнения Δα=α_п-α_к передается на формирователь команды управления 3, и, в соответствии с его значением, формируется команда управления механизмом 4. Механизм управления 4, в соответствии с командой, вращает поворотное кольцо 5 с полосковыми элементами 6 вокруг продольной оси воздухозаборника до тех пор, пока угловое расхождение Δα не станет равным нулю.

При полном совмещении углового положения каналов с углом поляризации (Δα=0) повышается эффективность снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя, что обеспечивает указанный технический результат.

Изобретение относится к области радиолокационной маскировки объектов и может быть использовано для снижения эффективной площади рассеяния воздухозаборника самолетного двигателя в передней полусфере. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя за счет поглощения падающего электромагнитного излучения в искусственно созданных параллельных каналах, на которые разделено входное окно воздухозаборника, и управления угловым положением этих каналов в соответствии с направлением поляризации падающего электромагнитного излучения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя, заключающийся в разделении входного окна воздухозаборника на параллельные радиопоглощающие каналы меньшего размера, отличающийся тем, что измеряют угол поляризации падающего электромагнитного излучения и угловое положение каналов воздухозаборника относительно горизонтальной плоскости и по результатам измерений управляют угловым положением каналов.

2. Устройство снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя, состоящее из каналов, образованных полосковыми элементами, установленными во входном окне воздухозаборника параллельно друг другу, отличающееся тем, что полосковые элементы выполнены из радиопоглощающего материала, а каналы установлены с возможностью вращения вокруг продольной оси воздухозаборника, и дополнительно введены последовательно соединенные измеритель углового положения каналов, схема сравнения, формирователь команды управления и механизм управления, а также измеритель угла поляризации падающего электромагнитного излучения, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения.