УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИМИТАТОР ПОДВИЖНОГО НАЗЕМНОГО ВОЕННОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2023 года по МПК F41H3/00 

Заявляемое изобретение относится к области маскировки, в частности, к средствам противодействия системам наведения высокоточного оружия (ВТО) на подвижные наземные военные объекты в районах их расположения.

Одним из способов противодействия системам наведения ВТО на подвижный наземный военный объект является внезапное изменение фоноцелевой обстановки в районах его расположения. Данный способ обеспечивает или смещение от подвижного наземного военного объекта точки прицеливания боеприпаса во время его движения на последнем участке траектории, или перенацеливание боеприпаса на внезапно появившуюся ложную цель.

При этом ложная цель должна воспроизводить демаскирующие признаки (ДП) подвижного наземного военного объекта в различных информационных физических полях и появляться в поле зрения системы наведения ВТО в срок до 12-15 секунд в среднем (исходя из тактико-технических характеристик современных образцов ВТО) после установления факта наведения боеприпаса на подвижный наземный военный объект.

В настоящее время для противодействия средствам обнаружения и распознавания применяются известные инженерные средства имитации: макеты подвижных наземных военных объектов, тепловые имитаторы, радиолокационные уголковые отражатели и другие средства [1].

Макеты подвижных наземных военных объектов с различной степенью детализации применяются для их имитации в видимом диапазоне спектра длин электромагнитных волн (ЭМВ). Для создания ложных целей в инфракрасном (ИК) диапазоне спектра длин ЭМВ применяются известная каталитическая фитильная печь КФП-1-180 и комплект тепловых излучений КТИ «Тепло-1», а в радиолокационном (РЛ) диапазоне спектра длин ЭМВ - известные уголковые отражатели, представляющие собой трехгранный угол, образованный перпендикулярными зеркально отражающими плоскостями, с гранями в форме квадрата, треугольника или сектора круга. К табельным уголковым отражателям относятся металлические отражатели «ОМУ», «Пирамида», «Угол», пневматический отражатель «Сфера-ПР» [1].

В качестве недостатков указанных известных инженерных средств имитации можно отметить прежде всего то, что они обеспечивают имитацию ДП подвижного наземного военного объекта только в одном-двух из диапазонов спектра длин ЭМВ (видимом, ИК или РЛ), а также то, что перевод их в рабочее положение и установка на местности осуществляются при помощи технических вспомогательных монтажных средств установки или вручную с существенными затратами времени и сил, никак не обеспечивая внезапное проявление ДП имитируемого подвижного наземного военного объекта и, следовательно, достижение требуемой вероятности срыва наведения ВТО на имитируемый подвижный наземный военный объект.

Воспроизведение ДП подвижного наземного военного объекта в других информационных физических полях, а именно сейсмических волн в поверхностном слое земли для имитации функционирующего подвижного наземного военного объекта в районе его расположения также не входит в функционал указанных известных инженерных средств имитации.

Известен автономный имитатор демаскирующих признаков наземных объектов для внезапного изменения целевой обстановки в целях противодействия ВТО [2].

К недостаткам указанного имитатора относится то, что он имеет недостаточную эффективность отражения радиоволн поверхностью уголкового рефлектора в сторону радиолокационной станции (РЛС) вследствие низкого расположения относительно подстилающего слоя поверхности земли и не имеет возможности изменения положения уголкового рефлектора отражателя вокруг своей оси относительно РЛС, что снижает достоверность принятия ложной цели за действительную при имитации движения подвижного наземного военного объекта. Наряду с этим, указанный имитатор не имеет функциональных возможностей генерировать имитирующие сейсмические волны, идентичные сейсмическим волнам функционирующего подвижного наземного военного объекта.

Известен электромагнитный источник сейсмических волн [3], который может быть использован для имитации функционирующего на месте подвижного наземного военного объекта при противодействии сейсмическим средствам наземной разведки, в частности разведывательно-сигнализационной аппаратуре (РСА), и системам наведения ВТО.

Основным недостатком известного устройства является, прежде всего, то, что оно не обладает возможностями по воспроизведению ДП подвижного наземного военного объекта в ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ.

Наиболее близким по своей технической сущности и конструкции к заявляемому изобретению является радиолокационно-тепловой имитатор цели [4], выбранный в качестве прототипа.

Согласно описанию, имитатор применяется при инженерном оборудовании ложных путей выдвижения войск из районов расположения, на рубежи атаки (контратаки), к местам ложных переправ и на них, а также в ложных районах сосредоточения и исходных в интересах обеспечения показа жизнедеятельности войск при ведении противником воздушно-космической и наземной разведки средствами инфракрасной (тепловой) и радиолокационной разведок с селекцией движущихся целей. Радиолокационно-тепловой имитатор цели состоит из каталитических фитильных печей, каркаса, переизлучателя из тканого материала с конусообразным раструбом, опорной плиты, монтажной стойки, опорного пояса, обтюратора и радиолокационного отражателя.

К основным недостаткам известного технического устройства, принятого в качестве прототипа, можно отнести:

вращающийся механизм прототипа и отсутствие автономной системы управления не обеспечивают внезапного изменения фоноцелевойобстановки, обеспечивающей своевременное создание на местности ложных целей, создающих помехи для систем наведения ВТО на подвижный наземный военный объект в реальном режиме времени;

устройство прототипа не предусматривает имитацию сейсмических волн функционирующего подвижного наземного военного объекта.

Таким образом, рассмотренные известные устройства по своему конструктивному решению не позволяют достичь требуемого результата по обеспечению противодействия системам наведения ВТО на подвижный наземный военный объект.

Задача заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности противодействия системам наведения ВТО на подвижный наземный военный объект в районе его расположения за счет перенацеливания боеприпаса ВТО на последнем участке его траектории движения на внезапно создаваемую ложную цель, имитирующую видовые ДП и признаки деятельности в ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ, а также сейсмические волны, идентичные сейсмическим волнам функционирующего подвижного наземного военного объекта.

Технический результат достигается тем, что установленный на поверхности грунта универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта в районе расположения действительного замаскированного подвижного наземного военного объекта состоит из находящихся в функционально-конструктивном единстве установленных на поворотной платформе трех уголковых отражателей, выносимого электромагнитного источника сейсмических волн, которые выполнены с возможностью их управления автономной системой управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта, обеспечивающей обнаружение функционирующего на местности ложного подвижного наземного военного объекта средствами разведки и наведения ВТО и определение момента времени начала имитации им ДП подвижного наземного военного объекта в ИК, РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ и сейсмических волн в поверхностном слое земли, идентичных сейсмическим волнам функционирующего на месте подвижного наземного военного объекта, при нахождении боеприпаса на последнем участке траектории его полета, за счет приведения в рабочее состояние уголковых отражателей механизмом их раскрытия-закрытия с одновременным нагревом металлических нитей с высоким удельным сопротивлением, вплетенных поверх гибкого радиоотражающего материала, из которого изготовлена рабочая поверхность уголковых отражателей, и вращения вокруг оси поворотной платформы посредством электродвигателя во взаимодействии с вращающимся механизмом поворотной платформы и одновременным воспроизведением сейсмических волн при высоком коэффициенте передачи, генерируемой выносимым электромагнитным источником сейсмических волн механической энергии в энергию механического воздействия на грунт, излучая имитирующие сейсмические волны, идентичные сейсмическим волнам функционирующего наземного военного объекта.

Поставленная задача достигается тем, что в универсальном имитаторе подвижного наземного военного объекта, включающем в себя каркас, вращающийся механизм, отражатели излучения в инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра длин электромагнитных волн:

во-первых, каркас для крепления основных элементов универсального имитатора подвижного наземного военного объекта выполнен в виде упаковочного ящика имитатора, а вращающийся механизм содержит вал поворотной платформы, цилиндрическую шестерню, зубчатую шестерню, поворотную платформу, к которой при помощи шплинта-фиксатора установлены три складные лапы, внутрь каждой из которых, в место установки отражателя излучения в инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра длин электромагнитных волн установлены уголковые отражатели, закрепленные на опорах, внутри каждой из которых установлен механизм раскрытия-закрытия уголкового отражателя, включающий в себя электродвигатель уголкового отражателя с блоком управления электродвигателя уголкового отражателя, на валу которого установлен барабан, к которому прикреплен один конец тросика, размещенного внутри телескопической мачты, к верхней части которой установлен купол, сочлененный с четырьмя трансформируемыми плечами в виде спиц, расположенных парами напротив друг к другу, концы каждой из которых соединены тросиками через ограничитель с другим концом тросика, а к трансформируемым плечам в виде спиц закреплен гибкий радиоотражающий материал, при этом момент времени раскрытия/закрытия уголковых отражателей определяется автономной системой управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта, одновременно с этим, внутри корпуса упаковочного ящика имитатора закреплены сейсмический датчик, блок обработки сигналов сейсмического датчика и управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн, соединенные с выносимым электромагнитным источником сейсмических волн посредством проводной линии управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн, при этом для обеспечения функционирования универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта подключен к электроснабжению бортовой сети подвижного наземного военного объекта, или дизельному/бензиновому генератору, или автономному источнику питания посредством проводной/беспроводной линии управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта;

во-вторых, в качестве материала, из которого изготовлены треугольные панели уголковых отражателей, применен гибкий радиоотражающий материал, а грани уголковых отражателей изготовлены из пластмассы (производные полихлорвинила), покрытой металлизированным слоем;

в-третьих, для нагрева горизонтальной и вертикальных панелей уголковых отражателей, поверх гибкого радиоотражающего материала, из которого изготовлена рабочая поверхность уголковых отражателей, дополнительно вплетены металлические нити с высоким удельным сопротивлением, подключенные к автономному источнику питания подвижного наземного военного объекта;

в-четвертых, автономная система управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта, определяющая момент времени раскрытия/закрытия уголковых отражателей, состоит из приемных датчиков обнаружения внешнего облучения подвижного наземного военного объекта передающими устройствами системы наведения высокоточного боеприпаса и устройства передачи команд, расположенных непосредственно на подвижном наземном военном объекте, а также устройства приема и передачи команд, расположенного внутри упаковочного ящика имитатора;

в-пятых, для обеспечения изменения диаграммы направленности уголковых отражателей на линии визирования «средство разведки и наведения ВТО - универсальный имитатор» во время функционирования универсального имитатора подвижного наземного военного объекта, закрепленные в местах установки отражателей излучения в инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра длин электромагнитных волн складных лап на поворотной платформе уголковые отражатели установлены с возможностью циклического изменения высоты относительно друг к другу и по отношению к поверхностному слою земли за счет выдвижения или складывания телескопических мачт;

в-шестых, выносимый электромагнитный источник сейсмических волн посредством проводной линии управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн содержит расположенную на поверхностном слое земли опорную плиту, выполненную из диэлектрического материала, на верхней плоскости опорной плиты по ее центральной оси приварен пригруз, с впрессованным на верхней плоскости пригруза индуктором электромагнита со встроенной в нем обмоткой возбуждения, при этом по обе стороны пригруза к опорной плите прикручены две жесткие стальные стойки с выполненными в верхней торцевой части полыми втулками с установленными в них упруго-эластичными элементами цилиндрической формы, на которые привинчена П-образная стальная балка с высотой П-образного профиля, равной наименьшей стороне опорной плиты и длинной, равной суммарной высоте пригруза и преобразователя электромагнитного типа, с ввинченным в нижнюю ее часть якорем, а к нижней плоскости опорной плиты перпендикулярно по ее центральной оси резьбовым соединением закреплена стальная труба с соотношением геометрических размеров ее длины к суммарной высоте пригруза и индуктора электромагнита 2:1, при этом конструктивно собранный выносимый электромагнитный источник сейсмических волн помещен в съемно-разъемный корпус, закрепленный к боковым плоскостям опорной плиты болтовым соединением, при этом для обеспечения работоспособности выносимого электромагнитного источника сейсмических волн встроенная в индукторе электромагнита обмотка возбуждения подсоединена по проводной связи к генератору импульсов тока с дросселем насыщения, конструктивно входящему в состав блока обработки сигналов сейсмического датчика и управления электромагнитным источником сейсмических волн.

Сущность технического решения заявляемого изобретения приведена на фиг. 1, 2, 3, 4, 5.

На фиг. 1 приведена принципиальная структурная схема универсального имитатора подвижного наземного военного объекта, поясняющая принцип его работы, где:

1 - подвижный наземный военный объект; 2 - проводная/беспроводная линия управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта; 3 - приемные датчики обнаружения внешнего облучения; 4 - устройство передачи команд; 5 - уголковый отражатель; 6 - упаковочный ящик имитатора; 7 - выносимый электромагнитный источник сейсмических волн; 8 - блок обработки сигналов сейсмического датчика и управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн; 9 - сейсмический датчик; 10 - проводная линия управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн; 11 - электродвигатель; 12 -цилиндрическая шестерня; 13 - зубчатая шестерня; 14 - вал поворотной платформы; 15 - поворотная платформа; 16 - устройство приема и передачи команд; 17 - поверхностный слой земли.

На фиг. 2 показано конструктивное техническое решение универсального имитатора подвижного наземного военного объекта, где:

5 - уголковый отражатель; 8 - блок обработки сигналов сейсмического датчика и управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн; 9 - сейсмический датчик; 11 - электродвигатель; 12 -цилиндрическая шестерня; 13 - зубчатая шестерня; 14 - вал поворотной платформы; 15 - поворотная платформа; 16 - устройство приема и передачи команд; 18 - складная лапа; 19- технологический паз, 20- удерживающее крепление; 21 - шплинт-фиксатор; 22 - транспортная ниша складной лапы; 23 - опора; 24 - крышка упаковочного ящика имитатора; 25 - фиксатор опоры уголкового отражателя; 26 - место установки отражателя излучения в инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра длин электромагнитных волн.

На фиг. 3 показан внешний вид технического решения уголкового отражателя, где:

23 - опора; 27 - телескопическая мачта; 28 - тросик; 29 - барабан; 30 - электродвигатель уголкового отражателя; 31 - блок управления электродвигателя уголкового отражателя; 32 - трансформируемые плечи в виде спиц; 33 - гибкий радиоотражающий материал; 34 - купол; 35 - ограничитель.

На фиг. 4 представлен внешний вид горизонтальной и вертикальных панелей уголкового отражателя, где:

28 - тросик; 32 - трансформируемые плечи в виде спиц; 33 - гибкий радиоотражающий материал; 36 - металлические нити с высоким удельным сопротивлением.

На фиг. 5 представлен внешний вид выносимого электромагнитного источника сейсмических волн, где:

37 - опорная плита; 38 - пригруз; 39 - индуктор электромагнита; 40 - обмотка возбуждения; 41 - жесткие стальные стойки; 42 - полые втулки; 43 - упруго-эластичный элемент; 44 - П-образная стальная балка; 45 - якорь; 46 - стальная труба; 47 - съемно-разъемный корпус; 48 - болтовое соединение; 49 - первый зазор; 50 - второй зазор; 17 - поверхностный слой земли.

В функциональное рабочее положение универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта приводится следующим образом.

Силами экипажа (расчета) подвижного наземного военного объекта 1 упаковочный ящик имитатора 6 устанавливается на ровный участок поверхностного слоя земли 17 на безопасном удалении от стационарно расположенного на местности замаскированного подвижного наземного военного объекта 1. Затем, из транспортной ниши складной лапы 22 упаковочного ящика имитатора 6 изымаются и раскрываются три складные лапы 18, фиксируются шплинтом-фиксатором 21 и устанавливаются в технологические пазы 19 поворотной платформы 15, затем прижимаются с помощью резьбового соединения удерживающего крепления 20, далее из крышки упаковочного ящика имитатора 24 достаются уголковые отражатели 5, устанавливаются в места установки отражателя излучения в инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра длин электромагнитных волн 26 складных лап 18 и фиксируются фиксаторами опор уголковых отражателей 25. При этом высота расположения над поверхностным слоем земли для каждого уголкового отражателя 5 регулируется выдвижением-складыванием телескопической мачты 27. Одновременно с этим, рядом с упаковочным ящиком имитатора 6, в поверхностный слой земли 17 устанавливается выносимый электромагнитный источник сейсмических волн 7 и подключается по проводной линия управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн 10 к блоку обработки сейсмических сигналов и управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн 8. При этом, вращение поворотной платформы 15 с уголковыми отражателями 5 производится за счет передачи крутящего момента от электродвигателя 11 на поворотную платформу 15 при помощи вала поворотной платформы 14 через цилиндрическую шестерню 12 и зубчатую шестерню 13. Вместе с тем, раскрытие-закрытие уголковых отражателей 5 в определенный момент времени обеспечивается автономной системой управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта, передающей соответствующие команды через устройство приема и передачи команд 16 на блок управления электродвигателя уголкового отражателя 31 механизма раскрытия-закрытия уголкового отражателя 5, установленного внутри каждой опоры 23.

Описание принципа работоспособности заявляемого изобретения с получением сформулированного технического результата

Как известно, в системах наведения ВТО реализованы следующие технические решения, позволяющие определять взаимное положение боеприпаса и цели:

подсвет цели специфическим излучением, позволяющим боеприпасу опознать цель и скорректировать траекторию своего движения;

использование излучения цели в различных диапазонах спектра длин ЭМВ;

умение системы наведения идентифицировать оптическую или радиотехническую картину цели по величине наибольшего отраженного сигнала для выбора приоритетного объекта при наведении боеприпаса.

Принцип работы универсального имитатора подвижного наземного военного объекта заключается в повышении эффективности противодействия системам наведения ВТО на подвижный наземный военный объект в районе его расположения за счет воспроизведения я районе расположения действительного замаскированного подвижного наземного военного объекта его ДП в ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ и сейсмических волн в поверхностном слое земли, идентичных признакам функционирующего подвижного наземного военного объекта 1, обеспечивающих отвод управляемых боеприпасов ВТО с подвижного наземного военного объекта 1 на ложную цель после перевода универсального имитатора подвижного наземного военного объекта из транспортного положения в рабочее.

Отвод боеприпаса ВТО от подвижного наземного военного объекта 1 на последнем участке его траектории движения в заявляемом изобретении осуществляется следующим образом: приемные датчики обнаружения внешнего облучения 3 подвижного наземного военного объекта 1 фиксируют его облучение передающими устройствами системы наведения высокоточного боеприпаса и через устройство передачи команд 4, расположенное непосредственно на подвижном наземном военном объекте 1, по проводной/беспроводной линии управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта 2 передают соответствующие данные на устройство приема и передачи команд 16, которое одновременно передает команду на подачу электроснабжения на электродвигатель 11, приводя его в действие, обеспечивая вращение поворотной платформы 15 с уголковыми отражателями 5, находящимися на различной высоте от поверхностного слоя земли 17, а также на блок управления электродвигателя уголкового отражателя 31 механизма раскрытия-закрытия уголкового отражателя 5, обеспечивая его раскрытие, и на металлические нити с высоким удельным сопротивлением 36, вплетенные поверх гибкого радиоотражающего материала 33, при этом время его полного раскрытия составляет не более 5 секунд. Это достигается высокой частотой вращения электродвигателя уголкового отражателя 30 механизма раскрытия-закрытия уголкового отражателя 5, тем самым обеспечивая появление в поле зрения системы наведения ВТО двух целей - замаскированного подвижного наземного военного объекта 1 и ложной цели, воспроизводящей ДП подвижного наземного военного объекта 1 в ИК, РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ и сейсмические волны в поверхностном слое земли 17, идентичные сейсмическим волнам функционирующего на месте подвижного наземного военного объекта 1, при этом закрепленные в местах установки отражателей излучения в инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра длин электромагнитных волн 26 складных лап 18 на поворотной платформе 15 уголковые отражатели 5 установлены с возможностью циклического изменения высоты относительно друг к другу и по отношению к поверхностному слою земли 17 за счет выдвижения или складывания телескопических мачт 27, что обеспечивает изменение диаграммы направленности уголковых отражателей 5 на линии визирования «средство разведки и наведения ВТО - универсальный имитатор» во время функционирования универсального имитатора подвижного наземного военного объекта.

При этом устройство передачи команд 4 также взаимоувязано, по проводной или беспроводной связи, например, с термодымовой системой постановки дымовых завес подвижного наземного военного объекта 1, тем самым достигается скрытие подвижного наземного военного объекта 1 и отвод боеприпаса ВТО на ложную цель.

Складывание уголкового отражателя 5 производится также по команде устройства приема и передачи команд 16 на блок управления электродвигателя уголкового отражателя 31, за счет намотки тросика 28 на барабан 29 при помощи электродвигателя уголкового отражателя 30 и сложения трансформируемых плеч в виде спиц 32.

Вместе с тем, электроснабжение универсального имитатора подвижного наземного военного объекта может осуществляться как от бортовой сети подвижного наземного военного объекта 1, так и от дизельного/бензинового генератора или от автономного источника питания посредством проводной/беспроводной линии управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта 2 (на фигурах не показаны).

Оценка эффективности применения заявляемого универсального имитатора подвижного наземного военного объекта производилась путем имитационного моделирования по разработанным ранее методикам [2, 5] и по результатам полевых испытаний [3].

Оценка эффективности применения заявляемого универсального имитатора подвижного наземного военного объекта в РЛ диапазоне спектра длин ЭМВ производилась путем имитационного моделирования по известной методике [5] при следующих допущениях:

в качестве подвижного наземного военного объекта принят зенитный ракетно-пушечный комплекс (ЗРПК) «Панцирь-С», замаскированный табельными средствами маскировки;

ширина диаграммы направленности - 25 град;

расчетное ВТО - ПТУР AGM-114L «Longbow Hellfire» с активной радиолокационной головкой самонаведения (АРЛГСН);

подстилающий фон - «зеленый луг» с удельной эффективной площадью рассеяния (ЭПР) фона σ_ф=0,003 м²;

отношение ЭПР создаваемой ложной цели к ЭПР имитируемого наземного объекта

вероятность обнаружения наземного объекта Р_обн=0,99;

вероятность поражения цели одним боеприпасом Р_п=0,99.

Для оценки эффективности моделируемого варианта применении универсального имитатора подвижного наземного военного объекта использовались следующие расчетные зависимости:

а) самонаведение ВТО на цель на конечном участке определяется следующими вероятностными процессами:

вероятностью захвата истинной цели

вероятностью захвата ложной цели

б) вероятность наведения ВТО с АРЛГСН на цель определялась по формуле

Чтобы исключить возможность занижения тактико-технических характеристик ВТО принято допущение, что цель будет обнаруживаться и захватываться АРЛГСН с вероятностью близкой к

Вероятность управления обусловленная прежде всего показателями надежности узлов и агрегатов механизма управления и наведения ВТО, также считаем близкой к 1,0.

Следовательно, вероятность наведения ВТО с АРЛГСН при применении заявляемого универсального имитатора подвижного наземного военного объекта в большей степени будет определяться вероятностью повторного захвата цели (реального объекта) на сопровождение

Вероятность захвата цели ГСН определяется отношением мощности сигнала от цели к мощности сигнала от фона по зависимости

где: q_c - отношение мощностей сигнал/фон;

Р_лт - уровень ложной тревоги.

Для боеприпасов с АРЛГСН отношение сигнал/шум на входе приемника определяется по формуле

где: σ_об - ЭПР объекта, м²; - удельная ЭПР фона; Н - высота полета ВТО, м;

θ - ширина направленности антенны РЛС АРЛГСН, рад.

Отсюда следует, что вероятность наведения боеприпаса с АРЛГСН на подвижный наземный военный объект рассчитывается по формуле

а вероятность наведения на универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта - по формуле

где: σ_пп - ЭПР универсального имитатора подвижного наземного военного объекта.

Полная группа событий при захвате цели на сопровождение с учетом приведенных зависимостей (3) и (4) определяется выражением

Если создается несколько ложных целей, то полная группа событий, с учетом приведенной зависимости (5) определяется как

где: N_л - число создаваемых ложных целей, при условии, что их энергетические характеристики, определяемые ЭПР, будут идентичными.

Очевидно, что соотношения (5) и (6) при расчете по формулам (5) и (6) чаще всего выполняться не будут, поэтому необходим ввод нормировочного коэффициента k_норм

Исходя из условия

Окончательный вид формулы для расчета вероятности наведения ВТО с АРЛГСН на цель при применении N_л числа ложных целей примет вид

Результаты моделирования показали, что применение заявляемого универсального имитатора подвижного наземного военного объекта при выполнении условия, что отношение ЭПР создаваемой ложной цели к ЭПР маскируемого подвижного наземного военного объекта позволит снизить вероятность наведения с 0,8 до 0,16, что в значительной мере обеспечивает противодействие ВТО с РЛ системами наведения, за счет применения внезапно появляющихся ложных целей в зоне наведения ВТО на замаскированный подвижный наземный военный объект, имитирующих ДП подвижного наземного военного объекта в РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ.

Эффективность заявляемого изобретения в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ оценивалась по результатам имитационного моделирования проявления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта ДП подвижного наземного военного объекта в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ [5].

На основе проведенного имитационного моделирования было установлено, что требуемые значения физических параметров спектральных характеристик моделируемых вариантов технических средств маскировки подвижного наземного военного объекта функционально обусловливаются прежде всего требуемыми значениями вероятности его обнаружения Р_обн(t) при разовом контакте средств разведки с подвижным наземным военным объектом в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ, ведущих разведку на малых (до 1000 м), средних (до 5000 м), больших (до 10000 м) высотах и космическую разведку.

Известно, что для того, чтобы подвижный наземный военный объект своевременно выполнил поставленную задачу, его живучесть должна быть Q(t)≥0,7, которая определяется в первом приближении по известной формуле:

где: Р_обн.i (t) - вероятность обнаружения подвижного наземного военного объекта средствами разведки;

Р_н - вероятность наведения оптико-электронных и радиолокационных систем наведения ВТО на подвижный наземный военный объект в составе группового наземного военного объекта;

Р_пор - вероятность поражения подвижного наземного военного объекта

где: - вероятность поражения подвижного наземного военного объекта в составе группового объекта (без создания ложного одиночного подвижного наземного военного объекта в районе расположения действительного подвижного наземного военного объекта);

- то же, с созданием ложного одиночного подвижного наземного военного объекта в районе расположения действительного подвижного наземного военного объекта;

Р_обн.i - вероятность обнаружения i-ого одиночного подвижного наземного военного объекта в составе группового объекта

где: С - коэффициент, учитывающий влияние на качество дешифрирования положения и количества одиночных объектов (подвижного наземного военного объекта при наличии ложного подвижного наземного военного объекта);

В - коэффициент распознавания форм одиночного подвижного наземного военного объекта, м;

- натуральный размер одиночного подвижного наземного военного объекта;

- разрешающая способность изображения подвижного наземного военного объекта;

m - масштаб изображения подвижного наземного военного объекта;

K - контраст изображения подвижного наземного военного объекта относительно подстилающего фона местности.

При заданной вероятности поражения Р_пор=0,8 для обеспечения требуемой живучести одиночного подвижного наземного военного объекта Q(t), необходимо, чтобы вероятность его обнаружения была P_обн(t)≤0,37. Известно [6], что для ИК диапазона спектра длин ЭМВ моделируемой адаптивно-изменяемой величиной являются температурный контраст подвижного наземного военного объекта относительно подстилающего фона местности.

Для определения вероятность обнаружения замаскированного подвижного наземного военного объекта с применением технических средств скрытия в ИК диапазоне спектра длин ЭМВ на практике чаще используют температурный контраст (K_ик) поверхностей объекта и фона, взятый по модулю, обеспечивается путем снижения температуры покрытия до необходимого уровня, который можно рассчитать по формуле [6, 7]

где: Т_об, Т_ф - радиационная температура подвижного наземного военного объекта и фона соответственно в градусах Цельсия или Кельвина.

Радиационная температура связана с термодинамической следующим соотношением

где: ε_р - коэффициент излучения (или коэффициент серости) материала (поверхности).

Тогда формула (12) примет вид:

где: Т_об и Т_ф - термодинамические температуры подвижного наземного военного объекта и фона соответственно в градусах Кельвина.

Эффективность применения моделируемых вариантов технических средств имитации подвижного наземного военного объекта определяется возможностью его обнаружения в период функционирования в соответствующем диапазоне спектра длин ЭМВ.

В свою очередь, вероятность поражения (Р_пор) подвижного наземного военного объекта в составе группового объекта определяется как вероятность попадания нормально распределенной случайной величины jc в заданный интервал (а, Ь), при известных значениях М и σ [8]

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 истинного подвижного наземного военного объекта в составе группового объекта.

По результатам проведенного математического моделирования критериальной оценки эффективности скрытия и имитации одиночного подвижного наземного военного объекта с применением заявляемого изобретения было установлено, что при принятых количественных значениях показателей и параметров моделируемых вариантов скрытия действительного подвижного наземного военного объекта с применением исследуемых вариантов технических средств скрытия одиночного подвижного наземного военного объекта и создания в районе его расположения на заданном от него расстоянии ложного подвижного наземного военного объекта, вероятность обнаружения ложного подвижного наземного военного объекта и принятие его за действительный при разовом контакте средства разведки с универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта составляет Р_{обн.л./д}=0,82 при вероятности наведения средства поражения на универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта Р_п=0,95 и вероятности его поражения Р_пор=0,87.

В этих условиях с учетом приведенной зависимости (9) живучесть (Q) ложного подвижного наземного военного объекта, в виде оборудованного на заданном расстоянии от скрываемого подвижного наземного военного объекта универсального имитатора подвижного наземного военного объекта, составляет Q=0,32, что подтверждает целесообразность практической реализации заявляемого изобретения.

В тоже время, вероятность обнаружения замаскированного подвижного наземного военного объекта при разовом контакте средства разведки с универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта составляет P_oi=0,31 при вероятности наведения средства поражения на подвижный наземный военный объект Р_п=0,35 и вероятности его поражения с учетом расположения на заданном расстоянии универсального имитатора подвижного наземного военного объекта Р_{п. д/л.}=0,3.

В этих условиях, с учетом приведенной зависимости (9) живучесть действительного подвижного наземного военного объекта, замаскированного с применением эффективного моделируемого варианта технических средств скрытия в видимом, ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ, с одновременным расположением в районе скрываемого подвижного наземного военного объекта ложного подвижного наземного военного объекта в виде универсального имитатора подвижного наземного военного объекта, составляет Q=0,97, что обеспечивает выполнение подвижным наземным военным объектом поставленной задачи.

Эффективность выносимого электромагнитного источника сейсмических волн в составе заявляемого изобретения «Универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта» оценивалась по результатам полевых экспериментальных исследований, которые показали положительный эффект его применения в составе заявляемого универсального имитатора подвижного наземного военного объекта, с целью противодействия сейсмическим средствам разведки и наведения ВТО, в частности PC А [3].

Целью экспериментальных исследований являлась оценка эффективности применения выносимого электромагнитного источника сейсмических волн, обеспечивающего достижение технического результата, заключающегося в воспроизведении сейсмических волн при высоком коэффициенте передачи, генерируемой механической энергии в энергию механического воздействия, на грунт, излучая имитирующие сейсмические волны подобные излучению подвижного наземного военного объекта, для имитации функционирующего подвижного наземного военного объекта от сейсмических средств наземной разведки, в частности от РСА, и систем наведения ВТО.

Полученные результаты экспериментальных исследований подтвердили достижение технического результата, заключающегося в воспроизведении сейсмических волн при высоком коэффициенте передачи, генерируемой электромагнитным источником сейсмических волн механической энергии в энергию механического воздействия, на грунт, излучая имитирующие сейсмические волны, идентичные сейсмическим волнам функционирующего на месте подвижного наземного военного объекта.

Применяемый в составе заявляемого изобретения выносимый электромагнитный источник сейсмических волн способен обеспечивать воспроизведение низкочастотных (до 100 Гц) и высокочастотных (до 1000 Гц) составляющих сейсмического поля функционирующего на месте подвижного наземного военного объекта.

Воспроизведение в поверхностном слое земли сейсмических волн, идентичных сейсмическим волнам функционирующего подвижного наземного военного объекта обеспечивается применением функционально связанных сейсмического датчика, блока обработки сейсмических сигналов и управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн и выносимого электромагнитного источника сейсмических волн.

Полученный маскировочный эффект по обеспечению имитации ложного объекта с применением заявляемого изобретения в условиях применения современных средств разведки с оптико-электронными, радиолокационными и сейсмическими системами наведения ВТО на поражаемую цель достигается за счет комплексного проявления ДП заявляемого изобретения «Универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта» одновременного в ИК, РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ и сейсмических волн в поверхностном слое земли, идентичных сейсмическим волнам функционирующего на месте подвижного наземного военного объекта, во время его практической эксплуатации.

Таким образом, заявляемое изобретение «Универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта» обеспечивает выполнение сформулированной задачи, заключающейся в повышении эффективности противодействия системам наведения ВТО на подвижный наземный военный объект в районе его расположения за счет перенацеливания боеприпаса ВТО на последнем участке его траектории движения на внезапно создаваемую ложную цель, имитирующую видовые ДП и признаки деятельности в ИК и РЛ диапазонах спектра длин ЭМВ, а также сейсмические волны, идентичные сейсмическим волнам функционирующего подвижного наземного военного объекта.

Источники информации

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

2. Автономный имитатор демаскирующий признаков наземных объектов для внезапного изменения целевой обстановки в целях противодействия ВТО /Д.Ю. Щетинин, А.А. Баранов, В.П. Герасименя/ - Патент на полезную модель РФ №193373. - 2019 г.

3. Электромагнитный источник сейсмических волн /В.П. Герасименя, Р.А. Блашенцев, П.Н. Осипов, А.С. Карпов/ - Патент на полезную модель РФ №213343. - 2022 г.

4. Радиолокационно-тепловой имитатор цели / А.Г. Храпов, Ю.Н. Сукманюк, Т.П. Радченко, С.И. Игонин, С.А. Егошин, Р.А. Щепин. - Патент на изобретение РФ №2765485. - 2022 г.

5. Герасименя В.П., Баранов А.А. Имитационная модель оценки эффективности применения технических средств маскировки типовых одиночных и групповых однородных наземных объектов от оптико-электронных и радиолокационных средств разведки. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2021619042 от 03.06.2021. По заявке №2021618262 от 28.05.2021 г.

6. Меньшаков. Ю.К. Основы защиты от технических разведок: учебное пособие / Ю.К. Меньшаков; под общ. ред. М.П. Сычева. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 г.

7. Маскировка войск и войсковых объектов: учебное пособие / В.А. Кривилев, А.Г. Булахов, С.С. Волков. - М.: ВИА, 1996. - 304 с.

8. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Гос. изд. физ.-мат. лит-ры, 1962. - 564 с.

Изобретение относится к области маскировки, в частности к средствам противодействия системам наведения высокоточного оружия (ВТО) на подвижные наземные военные объекты в районах их расположения. Универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта состоит из находящихся в функционально-конструктивном единстве установленных на поворотной платформе трех уголковых отражателей, выносимого электромагнитного источника сейсмических волн, которые выполнены с возможностью их управления автономной системой управления, обеспечивающей обнаружение ложного подвижного наземного военного объекта. Уголковые отражатели приводятся в рабочее состояние механизмом их раскрытия-закрытия с одновременным нагревом металлических нитей с высоким удельным сопротивлением, вплетенных поверх гибкого радиоотражающего материала, из которого изготовлена рабочая поверхность уголковых отражателей, и вращения вокруг оси поворотной платформы посредством электродвигателя во взаимодействии с вращающимся механизмом поворотной платформы и одновременным воспроизведением сейсмических волн при высоком коэффициенте передачи, генерируемой выносимым электромагнитным источником сейсмических волн механической энергии в энергию механического воздействия на грунт, излучая имитирующие сейсмические волны, идентичные сейсмическим волнам функционирующего на месте подвижного наземного военного объекта. Обеспечивается повышение эффективности противодействия системам наведения ВТО на подвижный наземный военный объект в районе его расположения. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта, включающий в себя каркас, вращающийся механизм, отражатели излучения в инфракрасном и радиолокационном спектре длин электромагнитных волн, отличающийся тем, что каркас для крепления основных элементов универсального имитатора подвижного наземного военного объекта выполнен в виде упаковочного ящика имитатора, а вращающийся механизм содержит вал поворотной платформы, цилиндрическую шестерню, зубчатую шестерню, поворотную платформу, к которой при помощи шплинта-фиксатора установлены три складные лапы, внутрь каждой из которых, в место установки отражателя излучения в инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра длин электромагнитных волн установлены уголковые отражатели, закрепленные на опорах, внутри каждой из которых установлен механизм раскрытия-закрытия уголкового отражателя, включающий в себя электродвигатель уголкового отражателя с блоком управления электродвигателя уголкового отражателя, на валу которого установлен барабан, к которому прикреплен один конец тросика, размещенного внутри телескопической мачты, к верхней части которой установлен купол, сочлененный с четырьмя трансформируемыми плечами в виде спиц, расположенных парами напротив друг к другу, концы каждой из которых соединены тросиками через ограничитель с другим концом тросика, а к трансформируемым плечам в виде спиц закреплен гибкий радиоотражающий материал, при этом момент времени раскрытия/закрытия уголковых отражателей определяется автономной системой управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта, одновременно с этим, внутри корпуса упаковочного ящика имитатора закреплены сейсмический датчик, блок обработки сигналов сейсмического датчика и управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн, соединенные с выносимым электромагнитным источником сейсмических волн посредством проводной линии управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн, при этом для обеспечения функционирования универсальный имитатор подвижного наземного военного объекта подключен к электроснабжению бортовой сети подвижного наземного военного объекта, или дизельному/бензиновому генератору, или автономному источнику питания посредством проводной/беспроводной линии управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта.

2. Универсальный имитатор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала, из которого изготовлены треугольные панели уголковых отражателей, применен гибкий радиоотражающий материал, а грани уголковых отражателей изготовлены из пластмассы являющейся производными полихлорвинила, покрытой металлизированным слоем.

3. Универсальный имитатор по п. 1, отличающийся тем, что для нагрева горизонтальной и вертикальных панелей уголковых отражателей, поверх гибкого радиоотражающего материала, из которого изготовлена рабочая поверхность уголковых отражателей, дополнительно вплетены металлические нити с высоким удельным сопротивлением, подключенные к автономному источнику питания подвижного наземного военного объекта.

4. Универсальный имитатор по п. 1, отличающийся тем, что автономная система управления универсальным имитатором подвижного наземного военного объекта, определяющая момент времени раскрытия/закрытия уголковых отражателей, состоит из приемных датчиков обнаружения внешнего облучения подвижного наземного военного объекта передающими устройствами системы наведения высокоточного боеприпаса и устройства передачи команд, расположенных непосредственно на подвижном наземном военном объекте, а также устройства приема и передачи команд, расположенного внутри упаковочного ящика имитатора.

5. Универсальный имитатор по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения изменения диаграммы направленности уголковых отражателей на линии визирования «средство разведки и наведения высокоточного оружия - универсальный имитатор» во время функционирования универсального имитатора подвижного наземного военного объекта, закрепленные в местах установки отражателей излучения в инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра длин электромагнитных волн складных лап на поворотной платформе уголковые отражатели установлены с возможностью циклического изменения высоты относительно друг к другу и по отношению к поверхностному слою земли за счет выдвижения или складывания телескопических мачт.

6. Универсальный имитатор по п. 1, отличающийся тем, что выносимый электромагнитный источник сейсмических волн посредством проводной линии управления, выносимым электромагнитным источником сейсмических волн содержит расположенную на поверхностном слое земли опорную плиту, выполненную из диэлектрического материала, на верхней плоскости опорной плиты по ее центральной оси приварен пригруз, с впрессованным на верхней плоскости пригруза индуктором электромагнита со встроенной в нем обмоткой возбуждения, при этом по обе стороны пригруза к опорной плите прикручены две жесткие стальные стойки с выполненными в верхней торцевой части полыми втулками с установленными в них упруго-эластичными элементами цилиндрической формы, на которые привинчена П-образная стальная балка с высотой П-образного профиля, равной наименьшей стороне опорной плиты и длинной, равной суммарной высоте пригруза и преобразователя электромагнитного типа, с ввинченным в нижнюю ее часть якорем, а к нижней плоскости опорной плиты перпендикулярно по ее центральной оси резьбовым соединением закреплена стальная труба с соотношением геометрических размеров ее длины к суммарной высоте пригруза и индуктора электромагнита 2:1, при этом конструктивно собранный выносимый электромагнитный источник сейсмических волн помещен в съемно-разъемный корпус, закрепленный к боковым плоскостям опорной плиты болтовым соединением, при этом для обеспечения работоспособности выносимого электромагнитного источника сейсмических волн встроенная в индукторе электромагнита обмотка возбуждения подсоединена по проводной связи к генератору импульсов тока с дросселем насыщения, конструктивно входящему в состав блока обработки сигналов сейсмического датчика и управления выносимым электромагнитным источником сейсмических волн.