Беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника Российский патент 2023 года по МПК B64C39/02 H04K3/00 F41H13/00 

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) и предназначено для борьбы с различными типами летательных аппаратов и поражения наземных радиоэлектронных систем с помощью электромагнитных импульсов (ЭМИ).

Главным техническим средством получения мощных электромагнитных импульсов, составляющих основу низкочастотного электромагнитного оружия (ЭМО), является генератор с взрывным сжатием магнитного поля. Другим потенциальным типом источника низкочастотной магнитной энергии высокого уровня может быть генератор электромагнитных импульсов, приводимый в действие с помощью ракетного топлива или взрывчатого вещества. Боевой заряд доставляет в зону поражения аппаратуру, которая становится источником губительного излучения для полупроводников, транзисторов, плат и микросхем. Наиболее уязвимы для ЭМИ активные фазированные антенные решетки, которые входят в состав радиоэлектронных станций (РЛС) современных боевых самолетов и кораблей, наземных комплексов ПВО, средства радиосвязи, системы управления самолетов, БПЛА, ракет и др.

Одним из первопроходцев в сфере электромагнитного оружия считается академик Андрей Сахаров, который еще в 1950-х годах предложил концепцию неядерной бомбы с ЭМИ. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские изыскания в этой области стартовали в СССР и в западных странах в 1960-х.

В настоящее время разработки в этой области вышли на новый уровень, в область практического применения. Ранее США уже применяли управляемую бомбу с ЭМИ в 1999 г. против Сербии. Бомба была управляемой, вероятное отклонение директрисы облучения от точки прицеливания было меньше десяти метров. Радиус поражения этой электромагнитной бомбы не превышал 200 м. Результатом ее действия было отключение телевещания на несколько часов. В 2003 г. США неоднократно применяли такие бомбы против Багдада и других городов Ирака, мощность таких бомб была значительно больше. В пресс-релизе от 21.07.2021 американской военно-промышленной компании Raytheon, занимающейся непосредственной разработкой беспилотников, сообщили о результате некинетического теста системы Coyote Block 3. Им удалось успешно поразить 10 дронов, отличавшихся «размерами и сложностью, маневренностью и дальностью». Также достигнут ряд значительных успехов в области поражения целей с помощью некинетического оружия «воздух-воздух», продемонстрирована живучесть, восстановление и повторное использование беспилотника во время одного и того же тестового мероприятия.

Известно, что работы по теме ЭМО ведутся и в нашей стране. Несколько лет назад в отечественной прессе появилась информация о разработке перспективного ракетного комплекса с боевой частью в виде электромагнитного боезаряда. Это изделие получило известность под названием «Алабуга». Известно и о ряде других разработок по этой тематике. Некоторые из них нашли отражение базе данных Федерального института промышленной собственности.

Известен способ борьбы с беспилотными летательными аппаратами ближнего и малого радиуса действия (RU 2551821 от 30.12.2013 г.), заключающийся в обнаружении беспилотного летательного аппарата, определении расстояния до него, ориентации в его сторону излучающей антенны, расчете мощности излучения и генерации электромагнитного излучения, отличающийся тем, что длины волн электромагнитного излучения выбирают в диапазоне 10-20 см, при этом за счет изменения мощности генерации электромагнитного излучения задают мощность излучения антенны, обеспечивающую наведение токов на паразитных антеннах беспилотного летательного аппарата, достаточных для вывода из строя бортовой системы управления.

Недостатком этого способа является сложность конструктивной реализации, сочетающей в себе необходимость обеспечения точности обнаружения и определения дальности до БПЛА и точности наведения на него излучающей антенны, а также необходимость использования энергоемких источников энергии.

Известен также взрывной генератор электромагнитных импульсов (RU 2709255 от 17.12.2019 г. ), включающий металлический корпус из конструкционного материала, основной заряд бризантного взрывчатого вещества и систему инициирования детонации, включающую взрывные элементы - инициирующие устройства, дополнительные передаточные и/или усилительные детонаторы и комплект вспомогательных приспособлений и устройств, обеспечивающих задействование взрывных элементов инициирующих устройств, корпус выполнен составным из двух одинаковых частей либо коробчатого типа, имеющих не закрытую форму и представляющих собой две параллельные пластины с загнутыми навстречу краями, либо имеющих форму полусфер или полуэллипсоидов, направленных открытыми полостями навстречу друг другу, при соблюдении условия отсутствия контакта между ними, изготовленных из тонкого, толщиной до 0,5 мм, листа алюминия или алюминий-магниевого сплава, скрепленных между собой по крайней мере одним стягивающим приспособлением из тонкого электроизоляционного материала в виде изоленты, либо клеящей ленты типа «Скотч», при этом основной заряд представляет собой либо литые или прессованные шашки индивидуальных или смесевых взрывчатых веществ, либо заряды пластичных или эластичных взрывчатых веществ, повторяющих по форме сложенные вместе внутренние полости частей корпуса с учетом гарантированного зазора между этими частями, а система инициирования выполнена двухсторонней, где однотипные взрывные элементы и однотипные детонаторы размещены навстречу друг другу на оси устройства в зазорах между частями корпуса. В средней части основного заряда на равном удалении от дополнительных детонаторов и/или взрывных элементов - инициирующих устройств размещена шашка из плазмообразующего состава, содержащего ультрадисперсный алюминий.

Недостатком этого устройства является не избирательность воздействия ЭМИ на радиоэлектронные средства что накладывает определенные ограничения на применение, для достижения наибольшего эффекта поражения необходимо наращивать мощность генерируемых импульсов, что напрямую влияет на массу пластин и массу взрывчатого вещества и отражается на массогабаритных характеристиках устройства или требует максимального приближения к объекту поражения.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является способ функционального подавления беспилотных летательных аппаратов (RU 2700206 от 13.09.2019 г.), заключающийся в обнаружении беспилотного летательного аппарата, доставки в область на расстоянии 50-100 метров, от беспилотного летательного аппарата при помощи пускового устройства патрона, содержащего боевой заряд, источник электропитания, заряд самоликвидации через трассер, предназначенный для самоуничтожения устройства с одновременным созданием облака поражающих элементов, «электромагнитного заряда» с элементами, обеспечивающими функциональное подавление беспилотного летательного аппарата, а также генератор сверхкоротких сверхвысокочастотных радиоимпульсов, который осуществляет генерацию серии сверхкоротких сверхвысокочастотных радиоимпульсов в диапазоне частот 0,5-10 ГГц в сторону беспилотного летательного аппарата до полного разряда источника электропитания, производства подрыва заряда самоликвидации на расстоянии 50 - 80 метров от поражаемого беспилотного летательного аппарата, в результате чего образуется поле поражающих элементов, которое приводит к физическому повреждению и уничтожению беспилотного летательного аппарата.

Недостатком этого способа является сложность конструктивной реализации, потребность значительных энергетических затрат на реализацию подавления, избыточность применения нескольких различных способов поражения БПЛА.

Задачей изобретения является создание беспилотной системы, способной в короткий промежуток времени осуществлять развертывание на большой высоте, длительное время находиться в воздухе, имеющей способность обнаруживать, сближаться и поражать воздушные и наземные объекты противника, имеющие в своем составе радиоэлектронную аппаратуру, состоящую из полупроводников, плат и микросхем.

Требуемый технический результат достигается тем, что беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника состоит из беспилотного летательного аппарата носителя и отделяемого от него боевого заряда. Корпус беспилотного летательного аппарата цилиндрической формы, с убираемыми внутрь корпуса рулями, средствами наблюдения и складывающимися крыльями, помещен в транспортно-пусковой контейнер.

Боевой заряд представляет собой отделяемый реактивный снаряд с взрывным генератором электромагнитных импульсов и системой дистанционного подрыва.

Корпус беспилотного летательного аппарата имеет убирающиеся горизонтальные и вертикальные рули в передней части корпуса, выдвигающуюся систему наблюдения в верхней и нижней полусферах, представляющую собой камеры оптического и инфракрасного диапазона, складывающиеся крылья в средней части корпуса, на крылья и верхнюю часть корпуса нанесена солнечная батарея, внутри корпуса размещаются: система управления, система связи, блок спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС, аккумуляторная батарея, парашютная система, электродвигатель с винтовым толкающим движителем со складывающимися лопастями. К задней части корпуса расположен твердотопливный разгонный, отделяемый блок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 и Фиг. 2 представлены схемы беспилотного летательного аппарата для поражения радиоэлектронных средств противника, которые содержат:

1 - боевой заряд;

2 - конусообразная передняя часть корпуса;

3 - система наблюдения;

4 - складывающиеся крылья;

5 - парашютная система;

6 - твердотопливный разгонный, отделяемый блок;

7 - винтовой толкающий движитель со складывающимися лопастями;

8 - корпус;

9 - горизонтальные и вертикальные рули.

На Фиг. 3 представлена схема боевого заряда:

10 - система дистанционного подрыва;

11 - взрывной генератор электромагнитных импульсов;

12 - реактивный двигатель;

13 - решетка.

Изобретение работает следующим образом: беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника в собранном состоянии, в транспортно-пусковом контейнере транспортируется в район предполагаемого использования противником БПЛА или развертывания радиоэлектронных средств. При выявлении опасности применения или обнаружениям средствами наблюдения БПЛА противника производится запуск устройства. Запуск производится из транспортно-пускового контейнера в сторону возможного нахождения целей. За счет твердотопливного разгонного, отделяемого блока (6) беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника выводится на максимальную высоту, превышающую высоту полета основных типов применяемых БПЛА, использование которых возможно на данном участке. После отделения твердотопливного разгонного, отделяемого блока (6) беспилотный летательный аппарат переходит в горизонтальный полет. По команде системы управления раскрываются свернутые вокруг корпуса (8) складывающиеся крылья (4), выполненные из гибкого пластика и зафиксированные устройством крепления, также выдвигаются горизонтальные и вертикальные рули (9) для управления полетом. Одновременно выдвигаются камеры оптического и инфракрасного диапазона системы наблюдения (3) для обзора верхней и нижней полусферы. После отсоединения твердотопливного разгонного, отделяемого блока (6), освобождается и приводится в рабочее состояние винтовой толкающий движитель со складывающимися лопастями (7), до этого момента находящиеся в сложенном состоянии в специальном пространстве верхней части твердотопливного разгонного отделяемого блока (6). Беспилотный летательный аппарат для поражения воздушных и наземных объектов осуществляет полет за счет электродвигателя, расположенного в корпусе (8), получая питание от аккумулятора и солнечной батареи, как и все остальные потребители. Управление полетом осуществляется с пункта управления по каналам радиосвязи через систему управления, используя для маневрирования горизонтальные и вертикальные рули (9), расположенные в передней части корпуса (8) для эффективного управления полетом. За счет большой площади солнечной батареи, позволяющей пополнять запасы электроэнергии в полете, и наличия аккумулятора большой емкости беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника способен длительное время барражировать в районе, передавая на пункт управления состояние воздушной, наземной (морской) обстановки.

При обнаружении объекта поражения, по команде с пункта управления, беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника на максимально возможной скорости начинает сближение, используя, в том числе и скорость снижения. При достижении дистанции поражения по команде с командного пункта осуществляется пуск боевого заряда (1). Струя реактивного двигателя (12) обтекает конусообразную переднюю часть корпуса (2), истекая через решетку (13) отделяется от корпуса (8). При приближении к объекту на дистанцию поражения с помощью системы дистанционного подрыва (10) производится подрыв взрывного генератора электромагнитных импульсов (11), генерирующего ЭМИ высокой мощности, приводящие к уничтожению элементной базы радиоэлектронных средств и как дополнительный эффект поражение противника составными частями взрывного генератора электромагнитных импульсов (11).

Применение такого боевого заряда (1) будет эффективно для вывода из строя как единичного, так и роя БПЛА, самолетов и ракет противника, наземных радиоэлектронных средств. Максимальная эффективность поражения достигается доставкой боевого заряда (1) вплотную к средствам противника, что также обеспечивает безопасность для своих радиоэлектронных средств.

После пуска боевого заряда (1) беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника совершает перелет к месту базирования и осуществляет посадку с использованием парашютной системы (5). Его можно использовать многократно, повторно снаряжая боевым зарядом (1) и осуществляя предполетную подготовку.

Беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника - универсальное средство для поражения как подвижных, так и стационарных объектов. Позволяет поражать радиоэлектронные средства, обладающие высокой помехозащищенностью, использующие специальные устройства защиты от энергетических перегрузок, работающие в пассивном режиме. Его использование поможет предотвратить нанесение ущерба охраняемым объектам от поражения средствами воздушного нападения даже при их массированном применении.

Литература:

1. Прищепенко А.Б. Взрывы и волны. Взрывные источники электромагнитного излучения радиочастотного диапазона. - М.: ИНОМ. Лабораторные знания, 2008.

2. Сверхсильные магнитные поля: Физика. Техника. Применение. Труды третьей Международной конференции по генерации мегагауссных магнитных полей. - М.: Наука, 1984.

3. Кобылкин И.Ф., Селиванов В.В., Соловьев B.C., Сысоев Н.Н. Ударные и детонационные волны. Методы исследования. - 2-е изд. перераб. и доп.- М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2004 и др.

4. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. - М.:Мир, 1972. с. 391.

5. Швецов Г.А., Матросов А.Д. Взрывной МК-генератор с внешним возбуждением. - Сверхсильные магнитные поля / Под ред. В.М. Титова, Г.А. Швецова. - М.: Наука, 1984. с. 263.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА), и предназначено для борьбы с различными типами ЛА и поражения наземных радиоэлектронных систем. Корпус БПЛА цилиндрической формы, с убираемыми внутрь корпуса рулями, помещен в транспортно-пусковой контейнер. Отделяемый боевой заряд представляет собой отделяемый реактивный снаряд с взрывным генератором электромагнитных импульсов и системой дистанционного подрыва. Корпус БПЛА имеет убирающиеся горизонтальные и вертикальные рули в передней части корпуса, выдвигающуюся систему наблюдения в верхней и нижней полусферах, представляющую собой камеры оптического и инфракрасного диапазонов, складывающиеся крылья в средней части корпуса, на крылья и верхнюю часть корпуса нанесена солнечная батарея, внутри корпуса размещаются: система управления, система связи, блок спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС, аккумуляторная батарея, парашютная система, электродвигатель с винтовым толкающим движителем со складывающимися лопастями. К задней части корпуса пристыкован твердотопливный разгонный отделяемый блок. Повышается эффективность. 3 ил.

Беспилотный летательный аппарат для поражения радиоэлектронных средств противника, состоящий из беспилотного летательного аппарата и боевого заряда, отличающийся тем, что корпус беспилотного летательного аппарата цилиндрической формы помещен в транспортно-пусковой контейнер и имеет убирающиеся горизонтальные и вертикальные рули в передней части корпуса, складывающиеся крылья в средней части корпуса, на крылья и верхнюю часть корпуса нанесена солнечная батарея, внутри корпуса размещается система управления, система связи, блок спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС, выдвигающаяся система наблюдения в верхней и нижней полусферах, аккумуляторная батарея, парашютная система, электродвигатель с винтовым толкающим движителем со складывающимися лопастями, перед передней частью корпуса расположен боевой заряд, представляющий собой отделяемый от корпуса реактивный снаряд с взрывным генератором электромагнитных импульсов и системой дистанционного подрыва, к задней части корпуса пристыкован твердотопливный отделяемый разгонный блок.