Способ многофакторного функционального подавления беспилотного летательного аппарата Российский патент 2021 года по МПК F41H13/00 B64C99/00 

Способ относится к области функционального подавления (ФП) беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и может быть использован в военной технике. Способ многофакторного ФП БПЛА объединяет следующие, последовательно создаваемые поражающие факторы:

1. Облучение сверхкороткими радиоимпульсами в диапазоне 1,5..3 ГГц.

2. Облучение импульсным радиочастотным электромагнитным излучением (РЧ ЭМИ) с высокой плотностью энергией.

3. Механическое воздействие за счет кинетической энергии механических, поражающих элементов.

4. Воздействие ударной волной, создающей избыточное давления в ХХ в зоне поражения БПЛА.

Технология функционального подавления предусматривает использование электромагнитного излучения (ЭМИ) малой длительности (от долей до десятков наносекунд) в СВЧ диапазоне радиоволн. Возможны два варианта воздействия таких ЭМИ на электронную аппаратуру: внутриполосное или внеполосное.

Внеполосное функциональное подавление предусматривает воздействие на приемные устройства РЭС на любых частотах вне их полос пропускания, и не требует исходных данных по рабочему диапазону частот.

Внутриполосные способы функционального подавления предусматривают потери энергии воздействующего ЭМИ при прохождении через входные цепи приемника РЭС, зависящие от соотношения между полосой пропускания приемного тракта и шириной спектра, воздействующего ЭМИ. Внутриполосные способы являются энергетически наиболее выгодными, но требуют исходных данных о технических характеристиках функционирования СВЧ излучения на БПЛА, поражаемых или подавляемых радиоэлектронных средств (РЭС), например, о рабочей частоте и полосе пропускания приемных устройств, тактовой частоте управляющих спецвычислителей и компьютеров, резонансной частоте конструкций крепежа радиоэлектронных элементов на платах и т.д.

Известны три принципиально отличающихся направления реализации средств ФП с малой длительностью мощных ЭМИ:

1. Искровые и полупроводниковые генераторы видеоимпульсов.

2. Релятивистские генераторы СВЧ радиоимпульсов.

3. Передающие многопозиционные системы излучения (МСИ) и фазированные антенные решетки с управляемой фокусировкой ЭМИ в СВЧ диапазоне.

Наибольшее распространение получило третье направление реализации, основанное на фазированных антенных решетках.

Результатом воздействия сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов являются:

1. Помехи: источник излучения создает напряженность электромагнитного поля в диапазоне рабочих частот приемного устройства цели; эта напряженность такая же по величине или больше полезного сигнала – приемное устройство не может выделить полезный сигнал;

2. Ложная информация: наведенный электромагнитный сигнал создает ложную информацию на приемном устройстве;

3. Переходная дестабилизация: наведенное напряжение воздействует на логическое состояние электронного компонента;

4. Не устраняемое повреждение: полупроводниковые переходы подвергаются воздействию перенапряжения, что выводит их из строя.

Из известных наиболее близким по технической сущности является способ функционального поражения БПЛА с совокупности факторов (RU 2700207). Способ заключается в функциональном подавлении БПЛА путем последовательного воздействия на него СВЧ радиоимпульсов, красителя и механических осколков.. Достижение технического результата в данном способе достигается тем, что в область полета БПЛА на расстоянии 50 – 100 метров от него доставляется при помощи пускового устройства контейнер функционального подавления, который при подлете к цели осуществляет генерацию серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов в диапазоне частот 0,5 – 10 ГГц в сторону БПЛА для его функционального подавления вплоть до полного разряда источника электропитания (первый поражающий фактор), при этом, в контейнер входит заряд самоликвидации, который, после воздействия первого поражающего фактора производит самоподрыв системы на расстоянии 50 – 80 метров от поражаемого БПЛА, в результате чего образуется облако красителя (второй поражающий фактор) и поле поражающих механических элементов источника электропитания и СВЧ генератора (третий поражающий фактор), которые при воздействии в совокупности приводят либо к физическому повреждению и\или уничтожению БПЛА (первый поражающий фактор), при этом, в контейнер функционального подавления входит резервуар, содержащий краситель, который при подрыве заряда самоликвидации образует облако (второй поражающий фактор), оказывающее дополнительное функциональное подавление оптических систем БПЛА, в случае физического сближения с целью, до окончания генерации серии сверхкоротких СВЧ импульсов, при этом, подрыв заряда самоликвидации происходит по команде радиовзрывателя, следующей после первого поражающего фактора.

К недостаткам данного способа следует отнести следующее

1. Широкий диапазон частот генерации СВЧ радиоимпульсов является избыточным и не позволяет использовать эффективную антенно-фидерную систему.

2. Эффективность применения красителя, в том числе состоящего из высокодисперсных материалов, кране низкая и сильно зависит от атмосферных условий в зоне поражения БПЛА.

3. Способ не учитывает возможность включения резервного радиоэлектронного оборудования БПЛА, после воздействия на него СВЧ радиоимпульса.

Для устранения недостатков прототипа предлагается способ многофакторного функционального подавления БПЛА, применение которого направлено на снижение требуемой мощности излучаемого СВЧ радиоимпульса за счет сужения полосы воздействия и за счет применения более эффективной антенно-фидерной системы, упрощения аппаратной части путем снижения ее габаритов и стоимости за счет доставки электромагнитного заряда в зону расположения БПЛА. Это позволяет добиться четырех факторов поражения БПЛА за счет последовательного электромагнитного и механического воздействий как на основные, так и на резервные системы БПЛА.

Это достигается тем, что в область полета БПЛА на расстоянии 10 – 100 метров от него доставляется при помощи пускового устройства контейнер функционального подавления, который при подлете к цели осуществляет генерацию серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов в диапазоне частот 1,5-3 ГГц в сторону БПЛА для его функционального подавления вплоть до полного разряда источника электропитания, при этом, в контейнер входит заряд самоликвидации, который, после разряда источника электропитания производит самоподрыв в следствии чего срабатывает инициирующий взрывомагнитный генератор заряд с высокой степенью детонации, при этом взрывомагнитный генератор формирует РЧ ЭМИ, воздействующие на резервные радиоэлектронные системы БПЛА, одновременно, после самоподрыва поле поражающих механических элементов источника электропитания и СВЧ генератора (третий поражающий фактор), которые при воздействии в совокупности приводят либо к физическому повреждению и\или уничтожению БПЛА, при этом самоподрыв создает ударную волну, достигающую БПЛА после механических элементов.

Сущность заявленного способа в более детальном изложении заключается в следующем (см. фиг. 1, 2):

- на основе данных визуального наблюдения определяются координаты местоположения БПЛА 11;

- за счет энергии боевого заряда 2, расположенного в снаряде 1, «контейнер» 3 с элементами функционального подавления, источником питания 5, радиовзрывателем 6, зарядом самоликвидации 4, зарядом с высокой степенью детонации 8, взрывомагнитным генератором 9 и фазированной антенной решеткой 10 доставляются в область расположения БПЛА при помощи пускового устройства 15;

- при максимальном сближении с БПЛА 11 (10-100 метров) осуществляется следующая последовательность действий;

- производится генерация серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов генератором 7 в диапазоне частот 1,5-3 ГГц до полного разряда источника электропитания 5, с помощью фазированной антенной решетки радиоимпульсы излучаются в сторону БПЛА 11, при этом происходит облучение электронной компонентной базы БПЛА, приводящее к нарушению работоспособности (функциональному подавлению БПЛА),

- далее происходит подрыв заряда самоликвидации 4 в точке 12 (на расстоянии 10 – 80 метров от поражаемого БПЛА), в результате чего:

а) срабатывает заряд с высокой степенью детонации, который инициирует взрывомагнитный генератор, создающий РЧ ЭМИ поражающий резервные системы БПЛА;

б) формируется облако механических, поражающих элементов с высокой кинетической энергией 13, обеспечивающих механическое повреждение внешней оболочки и элементов БПЛА;

в) возникает ударная волна, формирующая избыточное давление в области нахождения БПЛА.

В следствие воздействия множества факторов достигается максимально возможное физическое повреждение БПЛА, исключающее дальнейшее, штатное выполнение им летного задания.

Технический результат заключается в последовательном применении четырех факторов функционального подавления БПЛА, что обеспечивает высокую вероятность полного функционального и\или физического поражения беспилотного летательного аппарата.

К достоинствам заявляемого способа следует отнести:

1. Высокая вероятность полного функционального подавления БПЛА за счет последовательного применения множества факторов.

2. Повышение эффективное воздействия на радиоэлектронную аппаратуру БПЛА, обладающих высокой помехозащищенностью, а также имеющих резервные системы.

3. Снижение требований к СВЧ генератору и его антенно-фидерной системе, за счет сужения полосы излучаемых частот.

4. Минимум разрушительных последствий для окружающей среды и, в ряде случаев, сохранение жизни обслуживающего персонала, поражаемого РЭС, особенно наземного и надводного базирований.

5. Отсутствие отрицательного влияния на цели вне зоны поражения.

Изобретение относится к способу функционального подавления беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Для подавления БПЛА определяют координаты местоположения БПЛА, доставляют средства функционального подавления и производят их запуск в область расположения БПЛА при помощи пускового устройства, производят генерацию серии СВЧ-радиоимпульсов в диапазоне частот 1,5-3 ГГц, подрывают заряд самоликвидации на расстоянии 10-80 метров от БПЛА, инициирующий взрывомагнитный генератор, создающий радиочастотные электромагнитные импульсы, поражающие резервные системы БПЛА, сформированным облаком механических поражающих элементов от взрыва обеспечивается механическое повреждение внешней оболочки и элементов БПЛА. Обеспечивается повышение вероятности повреждения БПЛА. 2 ил.

Способ функционального подавления беспилотного летательного аппарата, включающий определение координат местоположения БПЛА, отличающийся тем, что на основе данных визуального наблюдения за счет энергии боевого заряда (2) «контейнер» с элементами функционального подавления, источником питания (5), радиовзрывателем (6), зарядом самоликвидации (4), зарядом с высокой степенью детонации (8), взрывомагнитным генератором (9) и фазированной антенной решеткой (10) доставляются в область расположения БПЛА при помощи пускового устройства (15), производится генерация серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов в диапазоне частот 1,5–3 ГГц до полного разряда источника электропитания (5), с помощью фазированной антенной решетки радиоимпульсы излучаются в сторону БПЛА (11), при этом происходит облучение электронной компонентной базы БПЛА, приводящее к нарушению работоспособности (функциональному подавлению БПЛА), далее происходит подрыв заряда самоликвидации (4) в точке (12) на расстоянии 10–80 метров от поражаемого БПЛА, в результате чего срабатывает заряд с высокой степенью детонации (8), который инициирует взрывомагнитный генератор (9), создающий РЧ ЭМИ, поражающий резервные системы БПЛА, формируется облако механических поражающих элементов с высокой кинетической энергией, обеспечивающих механическое повреждение внешней оболочки и элементов БПЛА, возникает ударная волна, формирующая избыточное давление в области нахождения БПЛА, что является совокупностью множества факторов, приводящее к максимально возможному физическому повреждению БПЛА.