Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения (варианты) Российский патент 2018 года по МПК F41H11/02 

Данное изобретение предназначено для обеспечения защиты воздушных судов от поражения управляемыми ракетами с инфракрасными (ИК) головками самонаведения. Предлагаемый способ (варианты) может быть использован при разработке и создании бортовых устройств (систем) различных видов воздушных судов для их защиты от ракет с ИК головками самонаведения.

Известен способ [1] (Патент РФ № 2238510, МПК G06F 165/00; F41H 11/02) для защиты гражданского самолета от ракет с инфракрасными головками самонаведения переносных зенитных ракетных комплексов в условиях оптических помех. Сущность способа [1] заключается в том, что определяют факт пуска ракеты и ее координаты в каждый момент времени, генерируют лазерное излучение в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с мощностью, превышающей мощность излучения двигателя самолета, транслируют лазерное излучение в точку нахождения ракеты в данный момент времени, принимают отраженное от инфракрасной головки самонаведения лазерное излучение, по уровню мощности отраженного лазерного излучения определяют, что самолет атакует ракета с инфракрасной головкой самонаведения, а по снижению уровня мощности отраженного лазерного излучения определяют факт срыва наведения на самолет инфракрасной головки самонаведения, после чего прекращают генерацию лазерного излучения.

Недостатком указанного способа [1] является высокие потери мощности при трансляции лазерного излучения.

Известен способ защиты воздушных судов от ракет переносных зенитных ракетных комплексов с инфракрасными головками самонаведения [2] (прототип) (Патент РФ № 2511513, МПК G01S 7/495; F41H 11/02), который заключается в том, что определяют факт пуска и координаты ракеты, генерируют лазерное излучение в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, транслируют (посылают) лазерное излучение в точку нахождения ракеты в данный момент времени, которое при поступлении во входной оптический тракт головки самонаведения и при его дальнейшей обработке в системе наведения ракеты становится источником ложной информации о местонахождении воздушного судна и обеспечивает пролет ракеты на безопасном расстоянии от воздушного судна.

Недостатком способа [2] является относительно высокие потери мощности при трансляции лазерного излучения до точки нахождения ракеты и при его поступлении во входной оптический тракт головки самонаведения.

Целью создания изобретения “Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения” (варианты) является снижение потерь мощности лазерного излучения при его трансляции до ракеты и при поступлении во входной оптический тракт головки самонаведения и повышения тем самым эффективности защиты воздушных судов.

Указанная цель достигается в предлагаемом способе за счет формирования радиальной поляризации либо в процессе генерации, либо после генерации (вариант) лазерного излучения. В результате по сравнению с известным техническим решением сокращаются потери мощности лазерного излучения, как при его трансляции до ракеты, так и при поступлении излучения во входной оптический тракт головки самонаведения.

Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения отличается от известного технического решения, заключающегося в определении факта пуска и координат ракеты, генерации лазерного излучения в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, трансляции лазерного излучения в точку нахождения ракеты в данный момент времени. При этом лазерное излучение, которое поступает во входной оптический тракт головки самонаведения, при его дальнейшей обработке в системе наведения ракеты, становится источником ложной информации о местонахождении воздушного судна и обеспечивает пролет ракеты на безопасном расстоянии от воздушного судна тем, что лазерное излучение генерируют с радиальной поляризацией.

Заявляемый способ является новым и отличается от известного генерацией лазерного излучения с радиальной поляризацией в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения. Кроме того, поставленная цель достигается также при преобразовании лазерного излучения после его генерации в излучение с радиальной поляризацией, что дает основание создать вариант технического решения “Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения (вариант)”, обеспечивающий выполнение той же цели - эффективноной защиты воздушных судов.

Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения (вариант), отличается от известного технического решения, заключающегося в определении факта пуска и координат ракеты, генерации лазерного излучения в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, трансляции лазерного излучения в точку нахождения ракеты в данный момент времени. При этом лазерное излучение, поступающее во входной оптический тракт головки самонаведения и при его дальнейшей обработке в системе наведения ракеты, становится источником ложной информации о местонахождении воздушного судна и обеспечивает пролет ракеты на безопасном расстоянии от воздушного судна тем, что лазерное излучение после его генерации преобразуют в излучение с радиальной поляризацией.

Сущность способа защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения поясняется чертежами: фиг. 1 - 4. На фиг. 1 показана схема трансляции лазерного излучения от воздушного судна до ракеты с ИК головкой самонаведения. На фиг. 2 показаны направления векторов напряженности электрического поля в поперечном сечении пучка лазерного излучения с радиальной поляризацией. На фиг. 3 показан график зависимости отражения лазерного излучения от его угла падения на оптически прозрачную поверхность. На фиг. 4(а, б) показана схема падающих, отраженных и прошедших в обтекатель головки самонаведения лазерных лучей для неполяризованного (фиг. 4а) и радиально поляризованного (фиг. 4б) излучений.

На фиг.1 - 4 приняты следующие условные обозначения: 1 – ракета; 2 – ИК головка самонаведения; 3 – пучок лазерного излучения; 4 – генератор лазерного излучения; 5 – воздушное судно; 6 – направление векторов Е напряженности электрического поля; 7 – обтекатель головки самонаведения; 8 (а, б, в) – направления лазерных лучей, падающих на обтекатель; 9 (а, б, в) – лазерные лучи, отраженные от обтекателя; 10 (а, б, в) – лазерные лучи, прошедшие в оптический тракт головки самонаведения; ϕ – угол падения лазерного излучения, соответствующий углу Брюстера; p – характеристика отражения излучения с вектором поляризации в плоскости падения (излучение с радиальной поляризацией); s - характеристика отражения излучения с вектором поляризации перпендикулярным плоскости падения.

Способ защиты воздушных судов от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения по настоящему изобретению реализуется следующим образом.

При запуске ракеты (1) с ИК головкой самонаведения (2) в направлении воздушного судна (5) размещенные на воздушном судне датчики факта пуска и координат пуска ракет фиксируют излучение двигателя ракеты (инфракрасное или ультрафиолетовое). По полученным сигналам бортовая система управления определяет в каждый момент времени положение ракеты (1) относительно воздушного судна (5) и формирует команду устройству управления лазерным излучением на включение лазерного генератора (4) и трансляцию (направление) лазерного излучения в точку нахождения ракеты.

В предлагаемом способе в генераторе (4) в процессе генерации лазерного излучения формируют радиальную поляризацию этого излучения и направляют его на головку самонаведения ракеты (см. фиг. 1). В качестве примеров устройств, формирующих при генерации радиальную поляризацию лазерного излучения, можно применить, например, оптические устройства, описанные в патентах [5] (патент РФ № 2156528, МПК H01S 3/08) и [6] (патент РФ № 2166819, МПК G02B 5/18; H01S 3/08). В результате в поперечном сечении лазерного пучка (3) (фиг. 2) будут сформированы перпендикулярные оси пучка лазерного излучения направления (6) векторов электрической напряженности.

При трансляции радиально поляризованного лазерного излучения через атмосферу его рассеяние на аэрозольных частицах атмосферы будет минимально вследствие отсутствия рассеяния лазерного излучения в направлении, совпадающем с вектором напряженности Е электрического поля [3] (Жевандров Н.Д. Применение поляризованного света. – М.: Наука, 1978. С. 49-52).

Кроме того, при радиальной поляризации пучка лазерного излучения в оптический тракт головки самонаведения (2) пройдет больше падающей мощности лазерного излучения. Этот эффект следует из графика (фиг. 3) зависимости падающего и отраженного излучения от угла падения излучения [4] (Волкова Е.А. Поляризационные измерения. – М.: Издательство стандартов, 1974. С. 19-23) для излучений различной поляризации. Из графика (фиг. 3) видно, что при падении излучения с увеличенными углами падения (на боковые поверхности обтекателя) наименьшие потери на отражение характерны для излучения с вектором поляризации, лежащим в плоскости падения. То есть для радиально поляризованного излучения (линия – p, фиг. 3) уменьшенные потери мощности излучения характерны для достаточно большого диапазона углов (от 30° до 75°) падения излучения по сравнению с неполяризованным излучением (пунктирная линия) или с излучением, имеющим поляризацию других видов (линия – s, фиг. 3). Кроме того, из графика (фиг. 3) видно, что для излучения с радиальной поляризацией при угле падения равном углу Брюстера – ϕ потери на отражение равны нулю, что схематически показано на фиг. 4б (отсутствие луча 9в, падающего на поверхность обтекателя под углом ϕ).

В варианте изобретения “Способ защиты воздушных судов от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения (вариант)” лазерное излучение преобразуют в излучение с радиальной поляризацией после его генерации. Прохождение пучка лазерного излучения сквозь атмосферу и через обтекатель головки самонаведения аналогичны выше описанному. Возможность преобразования лазерного излучения в излучение с радиальной поляризацией показана в статье [7] (Конойко А.И., Жданович С.Н. Формирование лазерных пучков с радиальной или азимутальной поляризациями. Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины, №6 (39), 1, 2006.).

Предлагаемый способ (варианты) основан на использовании известных физических принципов и может быть реализован с использованием устройств, формирующих радиальную поляризацию лазерного излучения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент РФ № 2238510, МПК G06F 165/00; F41H 11/02.

2. Патент РФ № 2511513, МПК G01S 7/495; F41H 11/02.

3. Жевандров Н.Д. Применение поляризованного света. – М.: Наука, 1978. С. 49-52.

4. Волкова Е.А. Поляризационные измерения. – М.: Издательство стандартов, 1974. С. 19-23.

5. Патент РФ № 2156528, МПК H01S 3/08.

6. Патент РФ № 2166819, МПК G02B 5/18; H01S 3/08.

7. Конойко А.И., Жданович С.Н. Формирование лазерных пучков с радиальной или азимутальной поляризациями. Известия Гомельского государственного университета

имени Ф. Скорины, №6(39), 1, 2006.

Предлагаемое изобретение - способ защиты воздушных судов от ракет ИК головками самонаведения, заключается в том, что определяют факт пуска ракеты, генерируют или формируют лазерное излучение с радиальной поляризацией с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, лазерное излучение транслируют в точку нахождения ракеты, при этом система управления ракеты получает ложную информацию о местонахождении воздушного судна. За счет радиальной поляризации лазерного излучения уменьшаются потери мощности при трансляции лазерного излучения и при его прохождении в оптический тракт головки самонаведения, что позволяет проводить защиту воздушного судна на больших удалениях и тем самым повысить эффективность способа. Предлагаемый способ (варианты) может быть использован при разработке и создании бортовых устройств (систем) на воздушных судах различных видов для их защиты от ракет с оптическими и, в частности, с ИК головками самонаведения. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения заключающийся в том, что определяют факт пуска и координаты ракеты, генерируют лазерное излучение в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, транслируют (посылают) лазерное излучение в точку нахождения ракеты в данный момент времени, которое при поступлении во входной оптический тракт головки самонаведения и при его дальнейшей обработке в системе наведения ракеты становится источником ложной информации о местонахождении воздушного судна и обеспечивает пролет ракеты на безопасном расстоянии от воздушного судна, отличающийся тем, что в процессе генерации лазерного излучения формируют радиальную поляризацию этого излучения.

2. Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения заключающийся в том, что определяют факт пуска и координаты ракеты, генерируют лазерное излучение в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, транслируют (посылают) лазерное излучение в точку нахождения ракеты в данный момент времени, которое при поступлении во входной оптический тракт головки самонаведения и при его дальнейшей обработке в системе наведения ракеты становится источником ложной информации о местонахождении цели воздушного судна и обеспечивает пролет ракеты на безопасном расстоянии от воздушного судна, отличающийся тем, что после генерации лазерное излучение преобразуют в излучение с радиальной поляризацией.