Способ дальнего обнаружения и поражения малозаметных воздушных и наземных целей Российский патент 2023 года по МПК F41H13/00 G01S13/04 B64C39/02 B64D5/00 

Изобретение относится к области вооружения и военной техники, в частности к области использования беспилотных летательных аппаратов в военных целях.

В настоящее время ведущей тенденцией в военном авиастроении является снижение малозаметности ЛА. В противовес ей интенсивно исследуются способы раннего их обнаружения. Традиционные способы повышения дальности обнаружения ЛА базируются на увеличении энергетического потенциала радиолокационных станций (РЛС) и повышения качества обработки сигнала.

Известен самолет дальнего радиолокационного обнаружения А-50, который применяется для обнаружения и сопровождения воздушных и надводных целей, оповещения командных пунктов автоматизированных систем управления о воздушной обстановке, для управления истребительной и ударной авиацией при их наведении на воздушные, наземные и морские цели [1].

Недостатком данного воздушного командного пункта является невозможность обнаружения малозаметных целей на безопасных дальних подступах к боевому самолету.

Известен способ дальнего обнаружения летательного аппарата (ЛА), заключающийся в совместном полете боевого самолета и сопровождающего его впереди по курсу легкого беспилотного летательного аппарата (БЛА), выпущенного с борта самолета подобно ракете класса «воздух-воздух», с бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) на расстояние, необходимое для увеличения радиуса действия основной БРЛС боевого самолета с целью раннего обнаружения всех ЛА, представляющих для них угрозу; демаскировки малозаметных воздушных и наземных боевых средств противника, за счет провоцирования их на расход боезапаса в свой адрес; маневрирования, с целью ухода от боевых ракет противника и возврата на борт своего самолета на догонном курсе способом стыковки, подобно стыковке с заправочной горловиной самолета заправщика, при этом БЛА может быть либо возвращен на борт самолета методом затягивания на свое рабочее место, либо дозаправлен топливом для выполнения последующих боевых задач [2].

Недостатком данного способа является недостаточная степень живучести пилотируемого летательного аппарата из-за отсутствия возможности поражения на дальних расстояниях малозаметных воздушных целей, управляемых авиационных ракет класса «воздух-воздух», управляемых зенитных ракет класса «земля-воздух» и средств противовоздушной обороны.

Технической задачей изобретения является повышение живучести пилотируемого боевого самолета, за счет своевременного поражения малозаметных воздушных и наземных целей.

Технический результат достигается тем, что в способе дальнего обнаружение цели, заключающемся в совместном полете боевого самолета и сопровождающего его впереди по курсу легкого беспилотного летательного аппарата (БЛА), выпущенного с борта самолета подобно ракете класса «воздух-воздух», с бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) на расстояние, необходимое для увеличения радиуса действия основной БРЛС боевого самолета с целью раннего обнаружения всех летательных аппаратов, представляющих для них угрозу, демаскировки малозаметных воздушных и наземных боевых средств противника, за счет провоцирования их на расход боезапаса в свой адрес, маневрирование, с целью ухода от боевых ракет противника и возврата на борт своего самолета на догонном курсе способом стыковки, подобно стыковке с заправочной горловиной самолета заправщика, при этом БЛА может быть либо возвращен на борт самолета методом затягивания на свое рабочее место, либо дозаправлен топливом для выполнения последующих боевых задач, дополнительно осуществляют передачу информации о радиоконтрастных целях оператору пилотируемого боевого самолета, записывают информацию на электронную карту местности в память вычислителя боевого самолета, распознают воздушные цели по критерию «одиночная - групповая» на основе узкополосной фильтрации составляющих частот Доплера спектра отраженного сигнала от протяженной воздушной цели, распознают воздушные цели по критерию «большая - средняя - малая цель» на основе сравнений отношений длительностей отраженного от цели сигнала и зондирующего с заданными пороговыми значениями, обеспечивают принятие решений оператором боевого самолета о вариантах применения авиационных средств поражения (АСП) по воздушным целям на основе данной информации, обеспечивают интерактивное управления БЛА на основе систем бесконтактной связи и систем управления на пилотируемом боевом самолете, управляют полем зрения оптико-электронной системы БЛА на основе данных о координатах радиоконтрастных целей, осуществляют обработку и передачу информации, полученной в информационных полях оптического и теплового контраста оператору боевого самолета, управляют БЛА в режиме барражирования вокруг цели так, чтобы она всегда оставалась в поле зрения оптико-электронной системы с учетом динамики рулей БЛА и скорости отклонения линии визирования оптико-электронной системы, обеспечивают выбор вариантов применения АСП по наземной цели на основе анализа оператором ее изображения, осуществляют атаку малозаметных воздушных и наземных целей на дальних рубежах относительно боевого самолета на основе применения ударных БЛА, при этом варианты применения АСП на ударных БЛА зависят от объектов действия.

Основным преимуществом предлагаемого подхода является возможность обнаружения и поражения малозаметных ВЦ на безопасных дальних подступах к боевому самолету. Вероятность обнаружения малозаметных ВЦ значительно повышается за счет облучения их не только в передней полусфере с самой низкой эффективной площадью рассеивания (ЭПР), но и со всех направлений. Этот эффект увеличивается при использовании двух и более БПЛА. Радиолокационный портрет БЛА, близкий по своим характеристикам к боевому самолету, способен, как провоцировать противника расходовать боезапас ракет класса «земля-воздух», создавая при этом воздушные коридоры для безопасного входа в них пилотируемых боевых самолетов, так и демаскировать его стартовые площадки противоракетной обороны (ПРО).

Для решения задачи распознавания воздушной цели можно использовать системы распознавания по критерию «одиночная - групповая» и критерию «большая - средняя - малая цель» [3, 4], основанных на узкополосной фильтрации составляющих частот Доплера спектра отраженного сигнала от протяженной воздушной цели и анализе длительности отраженного от цели сигнала.

Для решения задачи распознавания наземной цели можно использовать, например прицельный комплекс БЛА в составе бортового радио-оптико-электронного оборудования, которое включает радиолокационную станцию с фазированной решеткой, радиостанцию связи с командным пунктом, оптико-электронную систему в видимом и ИК-диапазонах волн, блок питания и высотомер, центральный вычислительный блок, блок обработки видеоинформации и формирования команд управления, первый усилитель мощности и второй усилитель мощности. Оптико-электронная система включает телевизионный и тепловизионный каналы, двухкоординатное поворотное устройство и систему стабилизации линии визирования [5].

Для решения задачи поражения малозаметных воздушных целей в виде управляемых ракет класса «воздух-воздух», «земля-воздух» и средств ПВО можно использовать, например беспилотный ударный комплекс, который содержит летательный аппарат с боевым осколочным элементом и снабжен блоком управления, спутниковой навигационной системой, видеокамерой, дальномером-целеуказателем. Боевой элемент выполнен в виде боеприпаса направленного действия, метающего в направлении полета множество готовых поражающих элементов [6].

Интерактивное управление оператором БЛА, можно обеспечить, например, за счет размещения на пилотируемом летательном аппарате радиоэлектронного оборудовании в составе радиостанцию связи, вычислителя, формирователя команд управления БПЛА, джойстика, усилителя мощности, видеомонитора.

Прицельный комплекс БЛА работает следующим образом. БЛА направляется в выбранный район поиска целей. При подлете к заданному району включается радиолокационная станция с фазированной решеткой, которая ведет просмотр заданного района в радиоконтрастном информационном поле. Информация о радиоконтрастных целях поступает в центральный вычислительный блок, записывается в память, оцифровывается, направляется на шифратор радиостанции связи и передается оператору пилотируемого летательного аппарата. Поступившая информация записывается на электронную карту местности в память вычислителя боевого самолета.

Оператор осуществляет распознавания малозаметных воздушных и наземных целей по критерию «одиночная - групповая» на основе узкополосной фильтрации составляющих частот Доплера спектра отраженного сигнала от протяженной воздушной цели и по критерию «большая - средняя - малая цель» на основе сравнений отношений длительностей отраженного от цели сигнала и зондирующего с заданными пороговыми значениями.

Для обеспечения поражения воздушных целей на заданных рубежах относительно боевого самолета осуществляется применение ударных БЛА, при этом при обнаружении групповых воздушных целей количество применяемых ударных БЛА по групповой цели соответствует количеству целей в группе.

Решение о вариантах применения АСП по воздушным целям принимается оператором на основе информации об объектах действия, при их распознавании по критерию «большая - средняя - малая цель».

Для получения информации о наземных целях осуществляют интерактивное управление БЛА на основе размещения на пилотируемом боевом самолете радиоэлектронного оборудования в составе радиостанции связи, вычислителя, формирователя команд управления БПЛА, джойстика, усилителя мощности, видеомонитора.

Управление БЛА осуществляется в режиме барражирования вокруг цели так, чтобы она всегда оставалась в поле зрения оптико-электронной системы с учетом динамики рулей боевого беспилотного летательного аппарата и скорости отклонения линии визирования оптико-электронной системы. Управляют полем зрения оптико-электронной системы БЛА на основе поворотной платформы. Затем осуществляют обработку и передачу информация, полученной в информационных полях оптического и теплового контраста оператору, который обеспечивают выбор вариантов применения АСП по наземной цели на основе анализа оператором ее изображения.

Атаку наземных целей на дальних рубежах относительно боевого самолета обеспечивают на основе применения ударных БЛА, при этом варианты применения АСП зависят от объектов действия.

Для эффективного срабатывания осколочного боеприпаса на требуемом расстоянии до цели, блок управления ударных БЛА по заложенной в нем программе формирует команду с некоторым опережением срабатывания осколочного боеприпаса в зависимости от параметров цели, полученных от дальномера-целеуказателя и системы спутниковой навигации.

При срабатывании осколочного боеприпаса образуется осколочный поток в виде эллипса в поперечном сечении, который обеспечивает поражения целей.

Таким образом, совокупность разведывательных и ударных БЛА, выпущенных с борта боевого самолета, способны не только обнаруживать малозаметные воздушные цели и средства противовоздушной обороны противника на дальних безопасных подступах к боевому самолету, но и уничтожать их, что позволит повысить живучесть пилотируемого боевого самолета.

Источники информации:

1. topwar.ru.Главный козырь российского А-50 Военное обозрение

2. Патент 2721642 Российская Федерация. МПК F41H 13/00, СГЖ F41H 13/00. Способ дальнего обнаружения летательных аппаратов. / Михайленко В.И., заявка: 2019134034, 24.10.2019, опубл. 21.05.2020. Бюл. №15

3. Пат. 2484498 Российская Федерация, МПК G01S 13/53. Способ распознавания групповой цели и устройство для его осуществления / Ефанов В.В., Мужичек С.М., Гаврилов Н.В. - 2012108254/07; заявл. 05.03.12; опубл. 10.06.13, Бюл. №16

4. Пат. 2492501 Российская Федерация, МПК G01S 13/53.Способ распознавания класса цели и устройство для его осуществления / Ефанов В.В., Мужичек С.М., Гаврилов Н.В. - 2012122163/07; заявл. 23.05.12; опубл. 10.09.13, Бюл. №25

5. Патент 2294514 Российская Федерация. МПК F 41G 3/22, МПК F41G 7/20, B64D 7/00. Прицельный комплекс боевого беспилотного летательного аппарата. Тарасов В.В., Злобников А.Е., Груздев В.В., Гомзин А.В., Лачугин В.А., заявка: 2005128325/02, 13.09.2005, опубл. 27.02.200., Бюл. №6

6. Патент 2558528 Российская Федерация. МПК F41H 13/00. Беспилотный ударный комплекс. Жуков М.Б., Панов А В., Попов В.А. Смирнов И.М., Шведченко Η.Н., заявка: 2014114685/11, 14.04.2014, опубл. 10.08.2015. Бюл. №22.

Изобретение относится к способу дальнего обнаружения и поражения малозаметных воздушных и наземных целей. Для обнаружения и поражения целей выпускают с борта боевого самолета беспилотный летательный аппарат (БЛА) с бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) на определенное расстояние, производят обнаружение всех летательных аппаратов, представляющих угрозу, и передают информацию оператору самолета, демаскируют их путем провоцирования на расход боеприпаса, производят маневрирование с целью ухода от боевых ракет противника и возврата на борт своего самолета для затягивания внутрь него либо дозаправки. На борту боевого самолета производят обработку полученной информации, записывают ее на электронную карту местности в память вычислителя, распознают воздушные цели по определенным критериям, принимают решение о выборе варианта применения авиационных средств поражения по воздушным и наземным целям, осуществляют атаку целей. Обеспечивается повышение живучести пилотируемого боевого самолета за счет своевременного поражения малозаметных воздушных и наземных целей.

Способ дальнего обнаружения и поражения малозаметных воздушных и наземных целей, заключающийся в совместном полете боевого самолета и сопровождающего его впереди по курсу легкого беспилотного летательного аппарата (БЛА), выпущенного с борта самолета подобно ракете класса "воздух-воздух", с бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) на расстояние, необходимое для увеличения радиуса действия основной БРЛС боевого самолета с целью раннего обнаружения всех летательных аппаратов, представляющих для них угрозу, демаскировки малозаметных воздушных и наземных боевых средств противника за счет провоцирования их на расход боезапаса в свой адрес, маневрирование с целью ухода от боевых ракет противника и возврата на борт своего самолета на догонном курсе способом стыковки подобно стыковке с заправочной горловиной самолета заправщика, при этом БЛА может быть либо возвращен на борт самолета методом затягивания на свое рабочее место, либо дозаправлен топливом для выполнения последующих боевых задач, передачи информации о радиоконтрастных целях оператору пилотируемого боевого самолета, записи информации на электронную карту местности в память вычислителя боевого самолета, обеспечения интерактивного управления БЛА на основе систем бесконтактной связи и систем управления на пилотируемом боевом самолете, управлении полем зрения оптико-электронной системы БЛА на основе данных о координатах радиоконтрастных целей, осуществлении обработки и передачи информации, полученной в информационных полях оптического и теплового контраста, оператору боевого самолета, управление БЛА в режиме барражирования вокруг цели так, чтобы она всегда оставалась в поле зрения оптико-электронной системы с учетом динамики рулей БЛА и скорости отклонения линии визирования оптико-электронной системы, отличающийся тем, что распознают воздушные цели по критерию «одиночная - групповая» на основе узкополосной фильтрации составляющих частот Доплера спектра отраженного сигнала от протяженной воздушной цели, распознают воздушные цели по критерию «большая-средняя-малая цель» на основе сравнений отношений длительностей отраженного от цели сигнала и зондирующего с заданными пороговыми значениями, обеспечивают принятие решения оператором боевого самолета о вариантах применения авиационных средств поражения (АСП) по воздушным целям на основе данной информации, обеспечивают выбор вариантов применения АСП по наземной цели на основе анализа оператором ее изображения, полученного от БПЛА, осуществляют атаку малозаметных воздушных и наземных целей на дальних рубежах относительно боевого самолета на основе применения ударных БЛА, при этом варианты применения АСП на ударных БЛА зависят от объектов действия.