Двухрежимная головка самонаведения Российский патент 2018 года по МПК F41G7/22 F42B15/01 

Изобретение относится в основном к противосамолетным ракетам, преимущественно к переносным зенитно-ракетным комплексам (ПЗРК), но может быть применено и к противотанковым ракетам.

Известен способ наведения ракет с пассивной радиолокационной головкой самонаведения (далее ГСН), например, пат. №2483273, применявшийся на наших истребителях для стрельбы по самолетам противника. Но при выключении радиолокатора (далее РЛС) противника ракета теряла цель.

Задача и технический результат этого варианта изобретения - увеличение вероятности поражения самолетов и расширение арсенала технических средств.

Для этого ракета содержит ГСН, имеющую две части - противорадиолокационную (с пассивным наведением на источник радиоизлучения) и инфракрасную (с инфракрасным датчиком или с тепловизором).

Способ использования этого оружия состоит в том, что сначала ракета запускается по сигналу противорадиолокационной части ГСН, которая имеет большую дальность обнаружения и менее чувствительна к загрязнению атмосферы (туман, дождь, снег, дым, облачность), чем инфракрасная часть ГСН.

Желательно, чтобы чувствительность противорадиолокационной части ГСН позволяла обнаруживать радиоизлучение, отраженное от цели при облучении ее, например, самолетом дальнего радиолокационного обнаружения или наземным радиолокатором. Это позволило бы перехватывать крылатые ракеты и самолеты с неработающим радиолокатором. Но это увеличило бы массу ГСН и ее чувствительность к электромагнитному импульсу.

Разумеется, должна быть дистанционная настройка частоты радиоприемника ГСН на частоту нужного радиолокатора.

Ракета в данном случае летит на работающий радиолокатор вражеского самолета, а если позволяет чувствительность - на отраженный от цели сигнал некого радиолокатора, причем обязательно по пересекающейся траектории (это лучше всего организовать по пат. №2400590).

Но вражеский истребитель, обнаружив приближение ракеты, может выключить радиолокатор (по крайней мере - его активный режим). Чтобы при этом ракета не ушла в сторону, она снабжена автопилотом, автоматически включающимся при потере цели.

Для самостоятельного определения примерной дальности до цели ГСН имеет приемник радиоизлучения с измерителем уровня принимаемого сигнала, причем данные об этом уровне перед пуском выводятся на пусковое устройство оператора или на автоматическое пусковое устройство. Этот приемник не является дополнительным устройством ГСН, а является ее штатным приемником. Дополнительным является лишь устройство вывода принимаемого сигнала на пусковое устройство.

Чтобы не занимать мидель ракеты, и не мешать работе инфракрасной части ГСН, головка имеет антенну в виде выступающих вбок вибраторов, выполняющих в аэродинамическом смысле роль дестабилизаторов.

Так как ГСН имеет две части, то компьютер ракеты должен связывать функции обеих частей по логической функции «И», то есть - если обе части ГСН видят одну и ту же цель, то ГСН «не обращает внимания» на другие радио- и тепловые цели.

Основное назначение этой ракеты даже не сбивание самолетов противника, хотя и это она может делать с успехом, а уничтожение вражеских дальнобойных противосамолетных ракет, то есть - оборона самолета. Такие ракеты, как правило, имеют активную радиолокационную ГСН. Причем, если вражеская ракета не активная, то, чтобы наша ракета не улетела в направлении какого-то далекого и мощного радиолокатора, можно предусмотреть возможность отключения радиоприемника перед пуском. А в случае наличия в полете двух отдельных целей - одной инфракрасной, другой - радиоизлучающей, компьютер ракеты должен выбрать инфракрасную цель.

В таком виде ГСН может быть применена на ракете малого радиуса действия (около 15-20 км). На ракете среднего радиуса действия может быть добавлено кодированное устройство радиоуправления. Работает ракета с ним так: если по показаниям самолета дальнего радиолокационного обнаружения цель выключила радиолокатор и изменила курс и высоту, то в ГСН ракеты может быть передана информация, например: «Изменить курс вправо на 40 градусов, высота 200 м.»

Работает оружие так: допустим в условиях практического отсутствия визуальной видимости (туман и т.п.) оператор ПЗРК или летчик обнаружил источник радиоизлучения в нужном диапазоне частот с нужной модуляцией. Определив уровень принимаемого сигнала, оператор может приблизительно определить дальность до излучателя (в случае отраженного сигнала это затруднительно, так как не известна сигнатура цели, но, тем не менее, само обнаружение отраженного излучения показывает, что цель находится достаточно близко). То есть оператор может определить, находится ли цель в зоне поражения, или же она за ее пределами.

Помочь в этом ему может градиент изменения принимаемого сигнала - по изменению уровня принимаемого сигнала в трех и более точках при известной мощности источника радиолокационного сигнала компьютер может построить график «сигнал-дальность», и по этому графику определить примерное расстояние до цели.

Также в определении приблизительной дальности до цели оператору может помочь скорость изменения азимута на цель при предположительно известной скорости цели по ее техническим характеристикам (если эта скорость больше определенного предела, то значит цель находится в зоне поражения). Еще надежнее, если оператор получит разведданные об этом на свой пусковой информационный планшет.

Затем оператор пускает по цели ракету

Допустим, пилот вражеского самолета заподозрил угрозу, и отключил радиолокатор. Тогда, если нет отраженного сигнала, ракета продолжит полет по пересекающейся траектории на автопилоте. Если вражеский пилот не изменит курс и высоту полета (а в случае перехвата крылатой ракеты этого скорее всего не случится), то через некоторое ракета окажется вблизи цели, и сможет захватить источник инфракрасного излучения, то есть, вражеский самолет. И попадет в него.

Учитывая возросшую возможную дальность обнаружения цели целесообразно увеличить дальность полета ракеты Для этого можно прибавить первую ступень. В качестве нее может выступать штатный двигатель этой же ракеты, например, «Вербы». При этом можно оба двигателя сделать однорежимными (однорежимный двигатель обладает большим удельным импульсом), но разного режима. В топливо первой ступени можно добавить ускоритель горения, например, октоген, нитроглицерин. А топливо второй ступени можно оставить базовым, или можно добавить в него замедлитель горения, например, часть топлива заменить гексаметилентетрамином (практика показала, что он горит достаточно медленно).

Если ракета пускается с земли по низколетящей цели, то ракета может задеть землю или выступающие предметы на ней. Чтобы этого не произошло, ракету следует оснастить гироскопом для сохранения горизонтали, а головку самонаведения этой ракеты разместить с наклоном вниз, примерно на 0.5-2 градуса. Тогда траектория такой ракеты будет иметь некоторую выпуклость вверх, и ракета не заденет землю.

Чтобы оценить целесообразность применения ракеты с такой ГСН, оценим ее преимущества по сравнению с инфракрасной - увеличение вероятности поражения цели, и уменьшение чувствительности к радио - и тепловым помехам. Из недостатков можно отметить только увеличение массы ракеты на 0,5-1% (вес приемника излучения, так как именно он отличает эту ГСН от обычной инфракрасной ГСН).

Изобретение относится к ракетам разного назначения и, в частности, к противосамолетным – основное применение, зенитным и противотанковым. Технический результат - увеличение вероятности поражения противника – самолетов и расширение арсенала технических средств. Двухрежимная головка самонаведения содержит противорадиолокационную часть с приемником излучения - антенной, инфракрасную часть и систему управления рулями. При этом антенна противорадиолокационной части обеспечивает возможность вывода принятого уровня сигнала радиоизлучения на пусковое устройство оператора или на автоматическое пусковое устройство и отключения приема сигнала радиоизлучения перед пуском. Антенна выполнена в виде выступающих вбок вибраторов, выполняющих роль аэродинамических дестабилизаторов и не мешающих работе инфракрасной части ракеты. 3 з.п. ф-лы.

1. Двухрежимная головка самонаведения, содержащая противорадиолокационную часть с приемником излучения - антенной, инфракрасную часть и систему управления рулями, отличающаяся тем, что антенна противорадиолокационной части обеспечивает возможность вывода принятого уровня сигнала радиоизлучения на пусковое устройство оператора или на автоматическое пусковое устройство и отключения приема сигнала радиоизлучения перед пуском, при этом антенна выполнена в виде выступающих вбок вибраторов, выполняющих роль аэродинамических дестабилизаторов и не мешающих работе инфракрасной части ракеты.

2. Двухрежимная головка самонаведения по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена автопилотом с автоматическим включением при потере цели.

3. Двухрежимная головка самонаведения по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет гироскоп для сохранения горизонтали и размещена с наклоном вниз.

4. Двухрежимная головка самонаведения по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет кодированное устройство радиоуправления.