Боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта Российский патент 2019 года по МПК F41H3/00 F42B5/15 F42B12/70 G01S7/38 

Заявляемое изобретение относится к области маскировки, в частности к техническим средствам имитации, обеспечивающим внезапное создание маски-помехи оптико-электронным и радиолокационным системам наведения высокоточного оружия (ВТО) в зоне расположения маскируемого объекта для эффективной его защиты от современных средств поражения.

Требуемый маскировочный эффект объекта, в условиях ведения пеленга поражаемой цели и наведения на нее современных средств ВТО, с применением заявляемого изобретения достигается своевременным упреждающим действием защиты вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) от систем наведения ВТО за счет постановки ложных целей в зоне расположения наземного объекта, обеспечивающих своевременное перераспределение целей системой наведения средства поражения одновременно в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ за счет внезапного создания в зоне наведения оружия масок-помех, обеспечивающих дополнительные признаки скрываемого объекта аналогичными признаками дистанционно устанавливаемых имитаторов. Поэтому разработка и создание боеприпаса-кассеты для управляемого внезапного создания масок-помех средствам наведения ВТО, обеспечивающим срыв наведения оружия на цель одновременно в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ, является в современных условиях вооруженной борьбы актуальной задачей.

Для обеспечения поиска, обнаружения и распознавания целей в головках самонаведения применяются следующая аппаратура наведения:

анализаторы, работающие по принципу сканирования пространства (оптический и радиолокационный диапазоны);

анализаторы с многоэлементными приемниками (лазерные, полуактивные системы наведения);

анализаторы, использующие микроструктуры изображения цели в видимом и ИК диапазонах длин ЭМВ (телевизионные и тепловизионные системы наведения).

В настоящее время для противодействия современным средствам обнаружения и распознавания реальных целей поражения применяемым ВТО широко применяются ложные объекты, оборудуемые как в ложных районах расположения войск, так и непосредственно в зоне расположения реальной ВВСТ. К инженерным средствам имитации ВВСТ относятся: макеты вооружения и техники, тепловые имитаторы, радиолокационные уголковые отражатели и другие средства [1].

Для имитации ВВСТ в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ широко применяется макеты военной техники с различной степенью детализации [1, 2].

Недостатками применения известных макетов ВВСТ являются прежде всего относительно большая трудоемкость в процессе их установки, а так же обязательное наличие требуемого личного состава для приведение средств в функциональное рабочее состояние, что не позволяет их применять автономно и прежде всего внезапно в условиях применения современных систем наведения ВТО на поражаемую цель, без привлечения личного состава.

Для создания ложных целей в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ широко применяется известная каталитическая печь КФП-1-180, включающая круглую плоскую каталитическую насадку с излучающей поверхностью диаметром 180 мм, а так же комплект тепловых излучений КТИ «Тепло-1», включающий тепловые излучатели, кабель электрический, канистру, ЗИП. В рабочее состояние оба средства приводятся за счет применения бензина специальных марок [1].

Недостатками каталитической печи КПФ-1-180 и комплекта тепловых излучений КТИ «Тепло-1» являются, прежде всего, относительно большая трудоемкость в процессе их установки, а так же обязательное наличие требуемого личного состава для приведение средств в рабочее состояние, что не позволяет их применять автономно и прежде всего, внезапно, без привлечения личного состава.

Для создания ложных целей в РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ в районе расположения ВВСТ широко применяются известные уголковые отражатели, которые представляют собой трехгранный угол, образованный перпендикулярными зеркально отражающими плоскостями: Эти грани могут иметь форму квадрата, треугольника или сектора круга. При маскировке войск и объектов от радиолокационной разведки применяются табельные уголковые отражатели и отражатели войскового изготовления, выбранные в качестве аналога [1, 2, 3, 4]. К табельным уголковым отражателям относятся металлические отражатели ОМУ, «Пирамида», «Угол» [5].

Недостатком применения уголковых отражателей в современных условиях ведения вооруженной борьбы является их относительно большая трудоемкость при их установке на местности для создания ложных объектов в зоне расположения реальной техники, что не позволяет во многих случаях тактических действий ВВСТ в районе боевых действий эффективно их применять для своевременного противодействия средствам наведения ВТО. К тому же табельные отражатели и отражатели войскового изготовления устанавливаются вручную, поэтому они не могут быть установлены внезапно на местности, в частности автоматически, в условиях применяемых систем наведения и поражения объектов ВТО.

Известен пневматический отражатель «Сфера», пневматического отражателя, представляющий собой сферическую, наполненную воздухом оболочку, в которой с помощью строп укреплены секторные отражающие грани из радиотехнической ткани [5]. В рабочем положении грани располагаются под прямыми углами одна относительно другой, образуя четырех ячеистый уголковый отражатель. Оболочка отражателя изготовлена из материала, прозрачного для радиоволн. В нижней части оболочки имеется компенсатор из эластичной резины, вследствие чего, при суточных колебаниях температуры, внутренний объем отражателя может изменяться, что обеспечивает поддержание постоянное внутреннее давление, при котором обеспечиваются необходимое натяжение граней и надежная работа отражателя. Якорем отражателя при установке его на воде служит упаковочный чехол, наполненный грунтом.

Недостатком применения известного пневматического уголкового отражателя «Сфера» в современных условиях ведения вооруженной борьбы с применением систем наведения ВТО является большая трудоемкость и временные затраты, необходимые для его накачивания воздуха в полость пневматической оболочки отражателя, что затягивает тем самым время приведения имитатора в рабочее состояние. По этой же причине исключается возможность внезапного создания масок-помех в зоне расположения ВВСТ.

Известна группа изобретений «Способ постановки масок-помех, варианты пневматических отражателей и боеприпасов-кассет для его осуществления» [патент на изобретение РФ №2247302 от 30.12.2002 г, F41H 3/00, опубл. 27.02.2005 г.], выбранный в качестве прототипа. Данное изобретение относится к области маскировки, в частности к средствам постановки масок-помех из отражателей и, в частности, средствам имитации. Маски помехи создаются преимущественно из уголковых отражателей, которые устанавливаются на местности в определенном порядке.

Проведенный анализ известной группы изобретений показал, что такие маски-помехи могут применяться для скрытия групповых объектов, например, для скрытия передвижения войск от наземной и воздушной и, в частности, оптико-электронной разведок, для скрытия мостов и переправ, или для изменения очертаний характерных водных радиолокационных ориентиров, для имитации техники в ложных районах и на ложных позициях в РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ.

Сущность известной группы изобретений заключается в том, что заявленный тот или иной вариант масок-помех, которые создаются внезапно за счет наполнения их газом, обеспечивают отражение электромагнитных волн только в радиолокационном или только в оптическом диапазонах. В рассматриваемом варианте устройства пневматический уголковый отражатель легко и компактно складывается и быстро приводится в рабочее положение. Он выполняется из гибко-упругого эластичного материала с пневмоконструкциями каркасного или сферического характера, которые обеспечивают натяжение отражающих плоскостей. Боеприпас-кассета содержит корпус с элементами его вскрытия. Дополнительно в камере корпуса может быть размещен сложенный пневматический отражатель, в пневмополости которого дозированно введен сжиженный газ. Внезапное применение масок-помех повышает живучесть объектов не менее чем в 1,5…2 раза и более.

Вместе с тем, основным недостатком известной группы изобретений является прежде всего, отсутствие комплексного противодействия с применением заявленного того или иного варианта технического решения устройства из заявленной группы изобретений при защите одиночных образцов ВВСТ в районе расположения войск от средств наведения одновременно в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра ЭМВ и точечного их поражения ВТО в реальном масштабе времени.

Таким образом, присущие основополагающие недостатки известной группы изобретений «Способ постановки масок-помех, варианты пневматических отражателей и боеприпасов-кассет для его осуществления» [патент на изобретение РФ №2247302 от 30.12.2002 г, F41H 3/00, опубл. 27.02.2005 г.], выбранной в качестве прототипа, не обеспечивают их применение без их доработки и усовершенствования технического решения боеприпаса-кассеты, эффективно применяемого для управляемого внезапного дистанционного создания маски-помехи средствам наведения ВТО одновременно в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра ЭМВ в процессе автономной защиты ВВСТ от современных средств поражения с верхней полусферы.

Таким образом, выше рассмотренные известные устройства по своему конструктивному решению не отвечают современным требованиям по обеспечению при их применении в качестве технических средств имитации, обеспечивающих своевременное автономное (без присутствия человека) создание масок-помех средствам наведения ВТО для снижения заметности маскируемых ВВСТ одновременно в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ.

Задача изобретения заключается в создании технического устройства для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта, повышающего живучесть ВВСТ в районе ее расположения при выполнении боевых задач, за счет их скрытности на естественном фоне природных и/или искусственных образований и последующего неожиданного (внезапного) создания масок-помех в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ, снижающих эффективность выбора цели и/или ее захвата, и/или наведения боеприпаса на цель в процессе применяемых средств наведения ВТО путем создания легкого, складывающегося, малообъемного в сложенном положении, быстро раскрываемого, в частности автоматически за счет расширения сжиженных газов уголкового отражателя, и подпружиненных пластин с перфорированными полыми трубками заполненными термически расщепляющимся химическим веществом, например с терморасширенным графитом, удерживаемых в вертикальном положении, и самого боеприпаса-кассеты для осуществления автоматической постановки (раскрытия) радиолокационного уголкового отражателя с одновременным свечением, установленного в его геометрическом центре яркого источника света, создающего над скрываемым объектом в атмосфере вуалирующую засветку в направлении оптико-электронных средств наведения, а также раскрытия теплоизлучающих пластин с перфорированными полыми трубками и тем самым внезапного образования эффективных масок-помех, обеспечивающих защиту ВВСТ одновременно в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ и повышающих живучесть объектов и войск в целом.

Технический результат достигается путем установки мортир на бортах объекта с установленными в них боеприпасами-кассетами, которые, при воздействии анализаторов головок самонаведения ВТО на датчики находящиеся на объекте, отстреливают в автоматическом режиме или по команде оператора боеприпасы-кассеты по обе стороны от маскируемого наземного объекта с последующей установкой имитаторов, которые одновременно в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ создают маски-помехи, снижающие заметность скрываемых образцов реальной ВВСТ с одновременным воспроизведением демаскирующих признаков ложных целей, имитируемых вокруг реального объекта, для увода боеприпаса с реальной цели на одну из внезапно создаваемых ложных целей.

Поставленная задача достигается тем, что боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта, включающий в себя конструктивно увязанные между собой элементы устройства, содержащего корпус с элементами его вскрытия, внутри которого размещен сложенный пневматический отражатель электромагнитных волн, состоящий из сферы, к внутренней поверхности которой прикреплен уголковый отражатель, образованным взаимно перпендикулярными, зеркально-отражающими, гибко-упругими перфорированными плоскостями, при этом сфера выполнена из свето- и радиопрозрачного гибкого материала, оснащенная ниппелем к которой приварен с одной стороны пневмоканал, который закреплен с другой стороны с герметично закрытой емкостью с газом, размещенной внутри боеприпаса-кассеты, который установлен в мортиру, обеспечивающую его выброс для дистанционной установки боеприпаса-кассеты на местности и приведение его в функциональное рабочее положение для имитации демаскирующих признаков в РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ, в центре сферы, в месте соединения вершин уголковых отражателей встроен источник излучения светового потока в виде сверхъярких светодиодов с коллиматором с яркостью излучения монохроматического света 500-5000 люмен с замыкателем и элементом питания, мощностью 5-30 Ватт, обеспечивающей засветку атмосферы по высоте и по азимуту на 360° с верхней полусферы пневматического уголкового отражателя с взаимно перпендикулярными, зеркально-отражающими, гибко-упругими перфорированными плоскостями, вокруг установленного в функциональное рабочее положение имитатора боеприпаса-кассеты в зоне расположения маскируемого объекта на дистанцию 100-250 метров с силой света 7500-45000 кандел, что обеспечит создание вуалирующего эффекта в зоне расположения маскируемого объекта. При этом к дну с наружи герметично-закрытой емкости с газом жестко приварен балансирующий полусферический сегмент по периметру которого с одной стороны закреплены упруго раскрывающиеся подпружиненные пластины, к которым сверху приварены полые перфорированные трубки, заполненные термически расщепляющимся химическим веществом, например с терморасширенным графитом, удерживаемые в вертикальном положении элементом вскрытия, выполненным в виде плотно установленной крышки с внутренними по боковому периметру пазами для удержания наружных пластин в вертикальном подпружиненном положении. Для приведения имитатора боеприпаса-кассеты в функциональное рабочее положение на горловине емкости для газа резьбовым соединением закреплено запорно-пусковое устройство с механизмом дальнего взведения, обеспечивающее установку выброшенного из мортиры имитатора боеприпаса-кассеты в вертикальное положение с последующим воспроизведением на месте его установки маски-помехи средствам наведения высокоточного оружия одновременно в видимом, ИК и РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ.

При этом:

Во-первых, встроенный источник излучения светового потока в виде сверхъярких светодиодов с коллиматором с одной стороны подсоединен к контактам подключенного к расположенному внутри корпуса замыкателя, а с противоположной стороны плотно защемлен между контактами диэлектрик, который с одной стороны жестко закреплен к гибкому тросику, а с другой стороны закреплен к днищу сферы, которая при заполнении газом натягивает тросик, с одновременным удалением диэлектрика из замыкателя, обеспечивая тем самым замыкание электрической цепи и свечение источника излучения светового потока в установленном функциональном рабочем положении имитатора боеприпаса-кассеты в зоне расположения маскируемого объекта.

Во-вторых, в днище балансирующего полусферического сегмента, по центру выполнено технологическое отверстие с встроенным в него элементом питания со съемной пробкой в которой выполнено технологическое отверстие для пропуска предохранительной чеки из гибкого тросика, у которого на одном конце устроена петля для зацепления с корпусом кассеты, а на другом конце жестко закреплен диэлектрик, который обеспечивает размыкание электрической цепи с элементом питания, электрическая сеть которой проложена внутри полусферического сегмента, от элемента питания по восьми каналам к выключателям, которые жестко сочленены с его телом, при этом контакты спаянные с контактами электровоспламенителей, которые вставлены в полые трубки, заполненные термически расщепляющемся химическим веществом.

В-третьих, запорно-пусковое устройство, установленное на горловине емкости для газа выполнено с замедлителем, в виде механизма дальнего взведения, например, от минного взрывателя МУВ-3(4), позволяющего привести запорно-пусковое устройство в действие после отстрела имитатора боеприпаса-кассеты из мортиры с последующей его установкой в функциональное рабочее вертикальное положение.

В-четвертых, боеприпас-кассета установлена в мортиру, которая выполнена в виде металлического корпуса кубической или параллелепипедной формы, внутри которой закреплены направляющие в один или два ряда под необходимым углом, обеспечивающим заданную траекторию имитатору боеприпаса-кассеты выбрасываемого из мортиры.

В-пятых, боеприпас-кассета выполнена в виде укупорки в днище которой, снаружи впрессован капсюль, а внутри в днище уложен пороховой заряд который закрыт прокладкой, за которой уложен имитатор с предохранительными чеками зацепленными к укупорке, в верхней части которой установлена съемная крышка.

В результате применения заявляемого технического решения боеприпаса-кассеты в процессе защиты ВВСТ, обеспечивается повышение живучести объекта за счет перераспределения наводимого боеприпаса с реальной одиночной ВВСТ на внезапно создаваемую ложную цель в районе расположения маскируемого объекта.

Техническая сущность заявляемого изобретения показана на фиг. 1-10.

На фиг. 1 показано общее устройство имитатора боеприпаса-кассеты для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта в процессе защиты ВВСТ от средств поражения ВТО (в рабочем положении.), где:

1 - оболочка сфера; 2 - вертикальная плоскость уголкового отражателя; 3 - источник света; 4 - горизонтальная плоскость отражателя - компенсатор; 5 - замыкатель источника света с источником питания; 6 - гибкий тросик с диэлектриком; 7 - узел крепления тросика к сфере; 8 - ниппель (обратный клапан); 9 - пневмоканал; 10 - запорно-пусковое устройство; 11 - замедлитель; 12 - емкость для газа; 13 - полая перфорированная трубка заполненная термически расщепляющимся химическим веществом; 14 -пластина; 15 - балансирующий полусферический сегмент; 16 - пружина; 17 - выключатель; 18 - платформа;

На фиг. 2 показан имитатор боеприпаса-кассеты в транспортом (сложенном) положении, где:

1 - оболочка сфера; 3 - источник света; 9 - пневмоканал; 10 - запорно-пусковое устройство; 11 - замедлитель; 12 - емкость для газа; 13 - полая перфорированная трубка заполненная термически расщепляющимся химическим веществом; 15 - балансирующий полусферический сегмент; 16 - пружина; 19 - крышка; 20 - предохранительная чека запорно-пускового устройства. 21 - предохранительная чека элемента питания.

На фиг. 3 показан имитатор боеприпаса-кассеты с приведенным в функциональное рабочее положение механизмом для вертикальной стабилизации имитатора и проявления демаскирующих признаков в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ, где:

1 - оболочка сфера; 3 - источник света; 9 - пневмоканал; 10 - запорно-пусковое устройство; 11 - замедлитель; 12 - емкость для газа; 13 - полая перфорированная трубка заполненная термически расщепляющимся химическим веществом; 14 - пластина; 15 - балансирующий полусферический сегмент; 19 - крышка; 20 - предохранительная чека запорно-пускового устройства.; 21 - предохранительная чека элемента питания. 22 - пластина диэлектрическая; 23 - пробка; 24 - элемент питания; 25 - технологическое отверстие; 26 - канал; 27 - электровоспламенители; 28 - провода электровоспламенителей.

На фиг. 4 показан имитатор боеприпаса - кассеты в транспортном положении, вид сверху, где: 1 - оболочка сфера; 3 - источник света; 9 -пневмоканал; 12 - емкость для газа; 14 - пластина; 19 - крышка.

На фиг. 5 показан имитатор боеприпаса-кассеты в рабочем положении, вид сверху, где:

1 - оболочка сфера; 2 - вертикальная плоскость уголкового отражателя; 3 - источник света; 10 - запорно-пусковое устройство; 11 - замедлитель; 12 - емкость для газа; 13 - полая перфорированная трубка заполненная термически расщепляющимся химическим веществом; 14 - пластина; 15 - балансирующий полусферический сегмент; 16 - пружина; 17 - выключатели электровоспламенителей.

На фиг. 6 показан боеприпас-кассета в транспортном положении, где: 29 - корпус; 30 - имитатор боеприпаса-кассеты; 31 - прокладка; 32 - метательный заряд; 33 - капсюль; 34 - съемная крышка;

На фиг. 7 показана мортира тип 1, где: 35 - направляющая; 36 - корпус; 37 - боеприпас-кассета;

На фиг. 8 показана мортира тип 2, где. 35 - направляющая; 36 - корпус; 37 - боеприпас-кассета;

На фиг. 9 показан вариант принципиальной схемы применения боеприпасов-кассет для защиты реально расположенной на местности одиночной военной техники от средств наведения и применения ВТО с проявлением имитируемых демаскирующих признаков, обеспечивающих снижение заметности объекта средствами наведения ВТО в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ, где: 3 - источник света; 30 - имитатор боеприпаса-кассеты; 38 - мортира; 39 - датчик - анализатор обнаружения лазерного, инфракрасного и радиолокационного облучения объекта; 40 - радиолокационная станция противника; 41 - боеприпас ВТО; 42 - электромагнитные волны излучаемая РЛС и головкой самонаведения в оптическом, РЛ и ИК диапазоне спектра длин ЭМВ; 43 - электромагнитные волны переизлученные уголковыми отражателями имитатора в РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ; 44 - зона вуалирующего эффекта, излучаемая источником света имитатора в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ; 47 - ВВСТ.

На фиг. 10 показан вариант принципиальной схемы применения боеприпасов-кассет для защиты реально расположенной на местности одиночной военной техники от средств наведения и применения ВТО с проявлением демаскирующих признаков, обеспечивающих снижение заметности объекта средствами наведения ВТО в ИК и РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ, где: 30 - имитатор боеприпаса-кассеты; 38 - мортира; 39 - датчик - анализатор обнаружения лазерного, инфракрасного и радиолокационного облучения объекта; 40 - радиолокационная станция противника; 41 - боеприпас ВТО; 42 - электромагнитные волны излучаемые РЛС и головкой самонаведения в оптическом, РЛ и ИК диапазоне спектра длин ЭМВ; 43 - электромагнитные волны переизлученные уголковыми отражателями имитатора в РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ; 45 - уголковый отражатель; 46 - тепловое пятно излучаемое имитатором боеприпаса-кассеты в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ. 47 - ВВСТ.

В функциональное рабочее положение боеприпас-кассета (37) приводится следующим образом: датчик-анализатор обнаружения лазерного, ИК и РЛ облучения (39) фиксирует облучение ВВСТ (47) системой наведения боеприпасов ВТО (41) на цель (47) на последнем этапе его траектории полета или работу лазерной системы наведения, передает сигнал на пункт управления или оператору беспилотных наземных объектов и/или оператору находящегося внутри наземного объекта и/или на автоматическое устройство наземного объекта для принятия решения на применения боеприпасов-кассет, то есть их отстрел из пусковых устройств-мортир (38), установленных на объекте (47), с последующей постановкой ложных целей-имитаторов (30) в видимом (44), ИК (46) и РЛ (43) диапазонах спектра длин ЭМВ в зоне расположения реальных образцов ВВСТ (47).

В момент подачи сигнала на отстрел боеприпаса-кассеты (37) происходит воспламенение капсюля (33), который, в свою очередь, воспламеняет метательный заряд (32). Под воздействием выделенных газов метательного заряда имитатор боеприпаса-кассеты (30) отстреливается из корпуса боеприпаса-кассеты(29) вскрывая крышку (34) с одновременным извлечением из него предохранительных чек (20, 21). Первая чека (20) извлекается из механизма дальнего взведения (11) запорно-пускового устройства (10), что приводит его в действие, а вторая чека (21) удаляет диэлектрик (22) находящийся между контактами элемента питания (24) и электрической сети (28) электровоспламенителей (27), тем самым обеспечивает их замыкание.

Имитатор боеприпаса-кассеты (30), пройдя путь по заданной траектории по воздуху, приземляется в рассчитанном месте, балансирующим полусферическим сегментом (15) вниз. После приземления имитатора боеприпаса-кассеты (30), замедлитель (11) через расчетное время приводит в действие запорно-пусковое устройство (10), которое обеспечивает подачу газа гелия из емкости для газа (12) по пневмоканалу (9) через ниппель (обратный клапан) (8) в сферу (1). Сфера (1) по мере заполнения газом расширяется и создавшимся давлением срывает крышку (19) с пазов, тем самым сфера (1) высвобождается и под действием подъемной силы газа поднимается на высоту, которая задана длиной пневмоканал а (9). В процессе заполнения сферы (1) газом, распрямляются и натягиваются горизонтальная (4) и вертикальная (2) плоскости сферы (1), которые образуют 8 уголковых отражателей, которые обеспечивают имитацию объекта в радиолокационном диапазоне спектра длин ЭВМ (43).

Одновременно в процессе заполнения сферы (1) натягивается находящийся внутри гибкий тросик (6) прикрепленный одним концом узлом (7) днищу сферы (1), который выбрав длину, вытягивает диэлектрик, находящийся между контактами замыкателя с элементом питания (5), обеспечивая тем самым замыкание электрической цепи и свечение источника излучения светового потокам (3), обеспечивающий засветку объекта в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ (44), создавая над маскируемым объектом «вуалирующий эффект», снижая тем самым яркостной контраст между поверхностями объекта и подстилающего фона местности. При срыве крышки (19) созданным давлением сферы (1), так же освобождаются подпружиненные пластины (14), которые под действием пружин (16) раскрываются и опираются внешней частью на грунт, тем самым придают имитатору боеприпаса-кассеты (30) вертикальное положение.

Так же одновременно раскрывшиеся пластины (14), к которым приварены полые перфорированные трубки (13), заполненные термически расщепляющимся химическим веществом, например с терморасширенным графитом, освобождают от нагрузки выключатели (17), которые замыкают электрическую сеть (28), электрический ток поступает на электровоспламенители (27), которые форсом огня поджигают находящееся в перфорированных трубках (13) химическое вещество, после чего оно вступает в термодинамическую реакцию и воспроизводит демаскирующие признаки объекта в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ (46).

Требуемый маскировочный эффект объекта в условиях ведения пеленга и наведения современными средствами ВТО с применением заявленного изобретения достигается за счет внезапного применения боеприпасов-кассет в зоне расположения ВВСТ, воспроизводящих демаскирующие признаки в ИК РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ, аналогичных демаскирующим признакам маскируемой ВВСТ, а также разноконтрастное распятнение местности и объектов за счет создания над объектом «вуалирующего эффекта», что обеспечивает дополнительный маскировочный эффект в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ, что позволяет достигнуть следующего маскировочного эффекта:

в видимом диапазоне спектра ЭМВ эффект снижения заметности реальных образцов ВВСТ достигается за счет резкоконтрастного распятнения местности в зоне маскируемого объекта, приводящего к созданию над объектом так называемого «вуалирующего эффекта», обеспечивающего снижение его яркостного контраста за счет искажения (аберрации) границы яркостного контраста поверхности маскируемого объекта и подстилающего фона местности. Проявление такого физического эффекта обеспечивает снижение вероятности обнаружения и распознавания маскируемого объекта в коротком режиме реального времени оптико-электронными системами наведения ВТО в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ на фоне резкоконтрастного распятнения местности;

создание «вуалирующего эффекта» над объектом в свою очередь приводит к дополнительному снижению разрешающей способности и повышению уровня порога контрастной чувствительности системы наведения оружия в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ.

Все перечисленные факторы, оказывающие влияние на изменение видимости ВВСТ на фоне созданных резкоконтрастных масок-помех будут значительно снижать у оператора или оптико-электронной системы наведения ВТО способность распознавания одиночных целей в составе группового объекта на фоне внезапно резкоконтрастного распятнения местности в зоне расположения маскируемого объекта.

Оценка эффективности применения заявляемого технического решения для представленных на фиг. 9, 10 варианта принципиальной схемы применения боеприпасов-кассет для защиты реально расположенной на местности одиночной военной техники от средств наведения и применения ВТО с проявлением демаскирующих признаков, обеспечивающих снижение заметности объекта средствами наведения ВТО в видимом, ИК и РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ проводилась путем проведения расчетов по разработанной авторами методике при следующих допущениях:

подстилающий фон местности - «зеленый луг» в условиях рассеянной видимости со спектральным коэффициентом яркости rф=0.18;

спектральный коэффициент яркости одиночных объектов rоб=0.15, что соответствует зеленому защитному окрашиванию;

спектральный коэффициент яркости пятна-помехи rоп=0.78,

температура окружающей среды от 15°С до 20°С;

относительная влажность воздуха W=65-70%;

температуры источника излучения 65-75°С и расположении объекта на растительном фоне с Т_рф=12-15°С;

оценка маскировочного эффекта резкоконтрасного распятнения местности в зоне расположения объекта проводилась для моделируемой дальности действия систем наведения оружия D=1,0-4,0 км;

условия не обнаружения объекта по установленному критерию яркостного, теплового и радиолокационного контраста между объектом и подстилающим фоном местности 0,2≤Коб≤0,3, при котором объект считается не обнаруженным средствами разведки и наведения ВТО.

Использовались следующие расчетные зависимости:

- живучесть войсковых объектов в условиях применения противником современных средств разведки и поражения с оптико-электронными средствами наведения определяется функцией:

Q=ƒ(Р_обн, Р_Н, Р_ПОР)

где Р_обн - вероятность обнаружения средствами разведки;

Р_ПОР - вероятность поражения объектов;

Р_Н - вероятность наведения оптико-электронных средств по одиночному элементу группового объекта

где:

- вероятность поражения цели в составе группового объекта (без распятнения местности);

- то же, с распятнением местности;

Р_обнi ^_ вероятность обнаружения i-ой цели (одиночного объекта) в составе группового.

где:

С - коэффициент, учитывающий влияние на качество дешифрирования положения и количества элементов объекта;

В - коэфициент распознавания форм одиночного элемента для местности, м;

- натуральный размер одиночного объекта;

- разрешение изображения;

m - масштаб изображения;

K - контраст изображения с фоном.

- вероятность поражения Р_пор. цели в составе группового объекта определялась как вероятность попадания нормально распределенной случайной величины x в заданный интервал (a, b), при известных значениях М и σ:

где:

- математическое ожидание дискретной случайной величины точки прицеливания от истиной цели поражения;

L_i = значение случайной величины отклонения указанной величины оператором-дешифровщиком.

σ - среднее квадратичное отклонение точки прицеливания средства поражения от истиной цели в составе группового объекта.

По результатам математического моделирования было установлено, что управляемое внезапное для систем наведения ВТО резкоконтрастное распятнение местности в зоне маскируемого объекта обеспечивает создание на местности так называемого «шумового поля», которое можно искусственно создать с учетом «характерных способов взаимного расположения резкоконтрастных круглых по форме пятен относительно друг друга и маскируемого объекта, к числу которых, можно отнести: способ квадрата; способ равностороннего треугольника; способ прямоугольника; способ равнобедренного треугольника.

Так, например, при расположении круглых по форме резкоконтрастных по отношению к маскируемому объекту и подстилающему фону местности пятен по углам квадрата обеспечивается, их равномерное по ширине и длине расположение при этом каждому пятну отводится позиция

где R - радиус пятна, м; Δα - аберрация пятна, м.

Необходимое количество пятен для формирования эффективного «шумового поля» размером Sn=L₁⋅L₂ определим по формуле

При расположении такого рода резкоконтрастных пятен по углам, равностороннего треугольника также обеспечивается их равномерное распределения по площади «шумового поля» в зоне обзора оператора (системы).

В отличие от первого способа расстояние между центрами пятен по фронту будет отличаться от расстояния α₂ по глубине.

Здесь

α₁=2R+2Δα,

В этом случае необходимое количество пятен для формирования «шумового поля» определяется как

N=N₁⋅N₂,

где N1=L1/α1, N2=L2/α2 - необходимое число пятен соответственно по фронту и глубине «шумового поля».

Окончательное количество пятен для формирования «шумового поля» в зоне расположения маскируемого объекта определяется как

Аналогично определяются геометрические параметры для расположения на местности в зоне маскируемого объекта резкоконтрастных пятен по способам прямоугольника и равнобедренного треугольника.

Проведенная по результатам математического моделирования оценка эффективности применения боеприпас-кассет для защиты реально расположенной на местности одиночной военной техники от средств наведения и применения ВТО с проявлением имитируемых демаскирующих признаков в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ показала, что их применение для внезапного создания для систем наведения ВТО «шумового поля» за счет резкоконтрастного распятнения местности в зоне маскируемого объекта с учетом постановки на местности пятен способом квадрата при взаимном их расположении относительно друг друга и маскируемого объекта, обеспечивает снижение заметности объекта средствами наведения (см. фиг. 9) за счет создания «вуалирующего эффекта» над маскируемыми образцами реальной ВВСТ.

Внезапное для систем наведения ВТО в реальном режиме времени проявление этого физического эффекта в свою очередь снижает вероятность обнаружения маскируемого объекта и его распознавания на фоне внезапно создаваемой маски - помехи в видимом диапазоне спектра длин ЭМВ в 3-4 раза за счет снижения яркостного контраста между поверхностями маскируемой ВВСТ и подстилающего фона местности, и тем самым не обеспечивает в реальном режиме времени высокую эффективность применения ВТО.

В ИК диапазоне спектра длин ЭМВ за счет воспроизведения установленных на местности в зоне расположения ВВСТ боеприпасов-кассет, обеспечивающих создание ложных целей (фиг.10) по мощности теплового излучения и спектральному составу, аналогичных маскируемым образцам ВВСТ в диапазоне спектра длин ЭМВ от 1 до 14 мкм в пределах окон прозрачности атмосферы со следующими длинами волн 1,1-1,3 мкм; 1,5-1,8 мкм; 2,1-2,4 мкм; 3,3-4,2 мкм; 4,5-5,1 мкм; 7,5-14,0 мкм. [2].

Проведенное математическое моделирование эффективности применения боеприпасов-кассет для защиты маскируемого объекта в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ показало, что их применение для внезапного создания для систем наведения ВТО «шумового поля» за счет резкоконтрастного распятнения местности в зоне маскируемого объекта с учетом постановки на местности пятен способом квадрата при взаимном их расположении относительно друг друга и маскируемого объекта, позволяет изменить тепловой портрет местности вокруг маскируемого объекта и снизить вероятность его поражения ВТО в 2-3 раза.

В РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ маскировочный эффект может быть достигнут за счет внезапного применения боеприпасов-кассет, отражающих радиоволны радиолокационных станций создающих им помехи. Восьмиячеечный уголковый отражатель имеет размер граней при котором способен создать эффективную отражающая площадь ЭОП сопоставимой с эффективной отражающей площадью (ЭПР) σ имитируемого объекта, которая определяется по формуле

где S_экв - площадь граней «эквивалентной пластины», определяется суммой проекций трех частей граней, которые участвуют в отражении радиоволн в сторону радиолокатора, λ - длина радиоволны РЛС. Откуда следует, что с изменением размеров граней уголкового отражателя и его ориентация будет изменяться а. Эти свойства характеризуются эффективной отражающей площади ЭПР уголкового отражателя. Наибольшее значение ЭОП достигает при

где, К_фг - коэффициент формы граней отражателя, α - длина ребра грани, м.

Длина грани а перфорированных или выполненных из сетки плоскостей имеет последовательно увеличивающийся размер отверстий перфорации или ячейки сетки исходя из расчетного радиолокационного эхо-сигнала согласно выражению

где α - длина ребра грани, м;

δ_p - расчетное значение эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) уголкового отражателя, м²;

λp - расчетная длина волны радиолокационной станции, м;

Кф.г. - коэффициент, значение которого определяется формой граней отражателя, ед.;

Расчетная значение ЭПР уголкового отражателя в пределах полезного угла отражения принимается вдвое меньше максимального

Действительная ЭПР отражателей бывает меньше вследствие неточности соблюдения прямого угла при установки граней или деформации их плоскостей. Поэтому для практического использования действительную ЭПР отражателей определяют с учетом коэффициента прогиба граней k_~ и неточности их установки k_⊥

Проведенное математическое моделирование эффективности применения боеприпасов-кассет для защиты маскируемого объекта в РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ показало, что их применение для внезапного создания для систем наведения ВТО «шумового поля» за счет резкоконтрастного распятнения местности в зоне маскируемого объекта с учетом постановки на местности пятен способом квадрата при взаимном их расположении относительно друг друга и маскируемого объекта, позволяет изменить радиолокационный портрет местности в РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ вокруг маскируемой ВВСТ и снизить вероятность ее поражения ВТО в 1,5-2 раза.

Применение заявляемого изобретения «Боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта» обеспечивает повышение живучести маскируемых образцов ВВСТ за счет их скрытности на естественном фоне природных или искусственных образований и последующего неожиданного (внезапного) для противника создания масок-помех в видимом ИК, РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ, снижающих эффективность выбора цели и/или ее захвата, и/или наведения боеприпаса на цель путем создания легкого, складывающегося, малообъемного в сложенном положении быстро раскрываемого, в частности автоматически за счет расширения сжиженных газов уголкового отражателя с встроенным в него источником излучения светового потока в виде сверхъярких светодиодов с коллиматором, а также одновременным раскрытием пластин с перфорированными полыми трубками заполненными термически расщепляющимся химическим сыпучим веществом, а также боеприпаса-кассеты для осуществления автоматической постановки (раскрытия) отражателя в атмосфере и тем самым образовании эффективных масок-помех, повышающих живучесть ВВСТ при выполнении поставленных боевых задач в условиях применения ВТО.

Таким образом, в заявляемом изобретении расширена область применения боеприпас-кассет, автоматически устанавливаемых с военной техники в районе выполнения боевых задач, которые при их применении позволяют внезапно для систем наведения ВТО изменять в реальном режиме времени портрет местности, воспроизводя демаскирующие признаки образцов ВВСТ в видимом, ИК и РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ за счет создания ложных целей и «вуалирующего» эффекта над маскируемым объектом, тем самым снижают эффективность выбора и точность поражения целей при наведении боеприпаса ВТО с ГСН на объект. Это позволит повысить живучесть ВВСТ в условиях применения ВТО в целом в 1,5-2 раза и более.

Кроме того при автоматической установке боеприпаса-кассеты на местности в зоне расположения маскируемого ВВСТ при раскрытии пневматического уголкового отражателя уменьшение объемов потребляемого сжатого воздуха для приведения пневматических отражателей в функциональное рабочее положение значительно снижает затраты времени и исключает применения физической силы человека для постановки масок-помех в сравнении с известным прототипом.

Источники информации:

1. Наставление по военно-инженерному делу для вооруженных сил РФ. - М.: 2016 г., с. 104…107.

2. Ефимов В.А., Кольчевский В.Е., Чермашенцев С.Г. Маскировка. Часть 1. Основы и техника маскировки. Учебник. - М.: ВИА. 1971 г., с 122; с. 258…272; с. 275…280; 292…297; 302…309;

3. Руководство по инженерным средствам и приемам маскировки Сухопутных войск, часть 1. - М.: воен. издат. 1986 г., с., 114…115.

4. Киселев К.Ф., Ясин Е.З. Военная маскировка. Часть II. Техника маскировки. - М.: ВИА. 1957 г., С. 140…149.

5. Наставление по войсковой маскировке. Часть II. - М.: Воен. изд. МО СССР, 1956 г., С. 72…77.

Заявляемое изобретение относится к средствам маскировки и имитации, обеспечивающим создание маски-помехи оптико-электронным и радиолокационным системам наведения высокоточного оружия (ВТО). Для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта используют боеприпасы-кассеты, установленные в мортирах на бортах маскируемого объекта, которые при воздействии анализаторами головок самонаведения ВТО на датчики, находящиеся на объекте, отстреливаются из мортир в обе стороны от маскируемого наземного объекта с последующей установкой имитаторов, которые одновременно в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазоне спектра длин электромагнитных волн создают маску-помеху. Имитатор боеприпаса-кассеты представляет собой легкий, складывающийся, малообъемный в сложенном положении, автоматически быстро раскрываемый за счет расширения сжиженных газов уголковый отражатель с встроенным в него источником излучения светового потока в виде сверхъярких светодиодов с коллиматором, включающий одновременно раскрывающиеся пластины с перфорированными полыми трубками, заполненными термически расщепляющимся химическим сыпучим веществом. Устройство повышает живучесть маскируемого объекта за счет скрытности на естественном фоне природных и искусственных образований, снижение заметности скрываемой техники с одновременным воспроизведением демаскирующих признаков ложных целей, имитируемых вокруг реального объекта, для увода боеприпаса с реальной цели на одну из ложных внезапно созданных целей. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта, включающий в себя конструктивно увязанные между собой элементы устройства, содержащего корпус с элементами его вскрытия, внутри которого размещен сложенный пневматический отражатель электромагнитных волн, состоящий из сферы, к внутренней поверхности которой прикреплен уголковый отражатель, образованный взаимно перпендикулярными, зеркально-отражающими, гибко-упругими перфорированными плоскостями, при этом сфера выполнена из свето- и радиопрозрачного гибкого материала и оснащена ниппелем, к которому приварен пневмоканал, который другим концом соединен с герметично закрытой емкостью с газом, размещенной внутри боеприпаса-кассеты, который установлен в мортиру, обеспечивающую его выброс для дистанционной установки боеприпаса-кассеты на местности и приведение его в функциональное рабочее положение для имитации демаскирующих признаков в радиолокационном диапазоне спектра длин электромагнитных волн, отличающийся тем, что в центре сферы в месте соединения вершин уголковых отражателей встроен источник излучения светового потока в виде сверхъярких светодиодов с коллиматором с яркостью излучения монохроматического света 500-5000 люмен с замыкателем и элементом питания мощностью 5-30 Ватт, обеспечивающий засветку атмосферы по высоте и по азимуту на 360° с верхней полусферы пневматического уголкового отражателя с взаимно перпендикулярными, зеркально-отражающими, гибко-упругими перфорированными плоскостями, вокруг установленного в функциональное рабочее положение имитатора боеприпаса-кассеты в зоне расположения маскируемого объекта на дистанцию 100-250 метров с силой света 7500-45000 кандел, при этом к дну снаружи герметично закрытой емкости с газом жестко приварен балансирующий полусферический сегмент, по периметру которого с одной стороны закреплены упруго раскрывающиеся подпружиненные пластины, к которым сверху приварены полые перфорированные трубки, заполненные термически расщепляющимся химическим веществом, например, с терморасширенным графитом, удерживаемые в вертикальном положении элементом вскрытия боеприпаса-кассеты, выполненным в виде плотно установленной крышки с внутренними по боковому периметру пазами для удержания наружных пластин в вертикальном подпружиненном положении, при этом для приведения боеприпаса-кассеты в функциональное рабочее положение на горловине емкости для газа резьбовым соединением закреплено запорно-пусковое устройство с механизмом дальнего взведения, обеспечивающее установку выброшенного из мортиры имитатора боеприпаса-кассеты в вертикальное положение с последующим воспроизведением на месте его установки маски-помехи системам наведения высокоточного оружия одновременно в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазоне спектра длин электромагнитных волн.

2. Боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта по п. 1, отличающаяся тем, что встроенный источник излучения светового потока в виде сверхъярких светодиодов с коллиматором подсоединен к контактам подключенного к расположенному внутри корпуса замыкателя, между контактами которого плотно защемлен диэлектрик, который жестко прикреплен к гибкому тросику, прикрепленному к днищу сферы, которая при заполнении газом натягивает тросик с одновременным удалением диэлектрика из замыкателя, обеспечивая тем самым замыкание электрической цепи и свечение источника излучения светового потока в установленном функциональном рабочем положении боеприпаса-кассеты в зоне расположения маскируемого объекта.

3. Боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта по п. 1, отличающаяся тем, что в днище балансирующего полусферического сегмента по центру выполнено технологическое отверстие с встроенным в него элементом питания со съемной пробкой, в которой выполнено технологическое отверстие для пропуска предохранительной чеки из гибкого тросика, у которого на одном конце устроена петля для зацепления с корпусом кассеты, а на другом конце жестко закреплен диэлектрик, который обеспечивает размыкание электрической цепи с элементом питания, электрическая сеть которой проложена внутри полусферического сегмента от элемента питания по восьми каналам к выключателям, которые жестко сочленены с его телом, при этом контакты спаяны с контактами электровоспламенителей, которые вставлены в полые трубки, заполненные термически расщепляющимся химическим сыпучим веществом.

4. Боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта по п. 1, отличающаяся тем, что запорно-пусковое устройство, установленное на горловине емкости для газа, выполнено с замедлителем в виде механизма дальнего взведения, позволяющего привести запорно-пусковое устройство в действие после отстрела имитатора боеприпаса-кассеты из мортиры с последующей его установкой в функциональное рабочее вертикальное положение.

5. Боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта по п. 1, отличающаяся тем, что боеприпас-кассета установлена в мортиру, которая выполнена в виде металлического корпуса кубической или параллелепипедной формы, внутри которой закреплены направляющие в один или два ряда под необходимым углом, обеспечивающим заданную траекторию имитатора боеприпаса-кассеты, выбрасываемого из мортиры.

6. Боеприпас-кассета для управляемого внезапного создания маски-помехи в зоне расположения маскируемого объекта по п. 1, отличающаяся тем, что боеприпас-кассета выполнена в виде укупорки, в днище которой снаружи впрессован капсюль, а внутри в днище уложен пороховой заряд, который закрыт прокладкой, за которой уложен имитатор с предохранительными чеками, зацепленными к укупорке, в верхней части которой установлена съемная крышка.