СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВОЗДУШНОГО СУДНА ОТ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ С ОПТИЧЕСКИМИ ГОЛОВКАМИ САМОНАВЕДЕНИЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2024 года по МПК F41H13/00 F41H11/02 F42B5/15 

Данное изобретение относится к оборудованию воздушных судов (далее -ВС), предназначенному для их защиты от ракетных атак.

Областью применения настоящего изобретения является обеспечение защиты воздушных судов (самолетов, вертолетов) от управляемых ракет с оптическими (инфракрасными) головками самонаведения (далее - ОГС).

Известен способ и система [1] защиты ВС от поражения ракетами с ОГС, например, реализованные в системе индивидуальной защиты (далее - СИЗ) LAIRCM (AN/AAQ-24(V) фирмы «Нортроп Грумман» (США), и состоящие в обнаружении атакующих ракет установленными на ВС УФ (или И К) датчиками (далее - УФ-датчик), обеспечивающими круговой обзор пространства вокруг ВС и определяющими направление подлета к нему атакующей ракеты, наведении на нее по целеуказанию от таких УФ-датчиков узконаправленного генератора помехового ИК излучения и создании им модулированных специальным образом ИК помех или применении отстрела из устройств выброса пиропатронов с ложными тепловыми целями (далее - ЛТЦ) для срыва ее наведения на защищаемое ВС.

Недостатками данного способа защиты и системы, ее реализующей, являются:

ограничение по достижимым в оптических (УФ или ИК) подсистемах обнаружения ракетных атак вероятностям правильного обнаружения атакующих ракет (как правило, на уровне не более 0,90…0,95) и, соответственно, наличие у них значимой при выполнении таких ответственных функций величины вероятности необнаружения (пропуска) ракетной атаки на уровне 0,05…0,10;

относительно высокая величина вероятности ложных тревог (как правило, в диапазоне 10^-3…10^-5), приводящая к нецелевому (по своему предназначению) отстрелу ЛТЦ и, соответственно, к бесполезному расходованию их комплекта, а в некоторых случаях - к реализации противником провоцирования отстрела ЛТЦ для демаскирования положения ВС в воздухе в темное время суток;

«ослепление» УФ-датчиков на временном промежутке их отстрела и горения, что может привести к пропуску реальной ракетной атаки в секторе защиты, где находится «ослепленный» датчик;

сравнительно небольшая дальность обнаружения УФ-датчиками атакующих ракет (не более 3…5 км), что вполне достаточно для обнаружения ракет ПЗРК, но недостаточно для обнаружения «остывших» ракет «воздух - воздух» с дальностью пуска более 8…10 км, двигатели которых уже прекратили работать и не имеют излучающего в УФ диапазоне факела;

подверженность применяемых для реализации таких способов оптических подсистем обнаружения, как любой другой технической системы, отказам и неисправностям.

Аналогичные недостатки, обусловленные наличием в составе подсистемы обнаружения ракетных атак УФ или ИК обнаружителей, имеют способы и реализующие их системы защиты ВС на основе применения излучения квантовых оптических генераторов в целях оптико-электронного подавления систем наведения ракет [3,4,5]. Возложение в этих системах на УФ-датчики задачи первичного обнаружения атакующих ракет с последующей выдачей ими целеуказания для наведения лазерного излучателя оптико-электронного подавления аналогично сопряжено как с возможными пропусками их обнаружения в силу наличия такой вероятности на уровне до 0,05…0,10, приводящими к катастрофическим для ВС последствиям, так и с возможным выходом из строя каких-либо составных частей таких систем, например, отказа УФ-датчиков в каком-либо из контролируемых секторов, что приводит к отсутствию выдачи целеуказания для наведения лазерного излучателя оптико-электронного подавления и, тем самым, лишает ВС защиты в этом секторе.

Известен способ и система [1] защиты ВС, реализованные в СИЗ «Флай Гард» фирмы «Элта» (Израиль), состоящие в обнаружении атакующих ракет установленной на ВС бортовой радиолокационной станцией (далее - РЛС), осуществляющей обзор пространства вокруг летательного аппарата для обнаружения атакующей ракеты с определением скорости ее сближения с ВС и дальности до нее, и в применении на основе этой информации отстрела из устройств выброса пиропатронов с ЛТЦ для срыва ее наведения на защищаемое ВС.

Достоинством радиолокационных средств обнаружения атакующих ракет является возможность обнаружения не только ракет ПЗРК, но и ракет «воздух - воздух» с дальностью пуска более 8…10 км, так как функционирование РЛС практически не зависит от наличия или отсутствия излучения от факела работающего двигателя атакующей ракеты.

Вместе с тем, недостатками данного способа защиты и системы, ее реализующей, являются:

ограничение по достижимым в радиолокационных подсистемах обнаружения ракетных атак вероятностям правильного обнаружения атакующих ракет (как правило, на уровне не более 0,8…09) и, соответственно, наличие у них значимой при выполнении таких ответственных функций защиты ВС величины вероятности необнаружения (пропуска) ракетной атаки на уровне 0,1…0,2;

относительно высокая величина вероятности ложных тревог (как правило, в диапазоне 10^-4…10^-6), в зависимости от уровня технического совершенства таких подсистем и сложности радиоэлектронной обстановки;

подверженность применяемых для реализации такого способа радиолокационных подсистем обнаружения, как любой другой технической системы, отказам и неисправностям.

Последствия наличия указанных недостатков аналогичны вышеизложенным недостаткам подсистем обнаружения на основе УФ-датчиков, за исключением отсутствия эффекта ослепления РЛС при отстреле ЛТЦ или пусках ракетного оружия.

Известен способ и система [1] защиты ВС, реализованные в СИЗ WIPPS (Widebody Integrated Platform Protection System) фирмы «Юнайтед эрлайнс» (США), состоящие в обнаружении атакующей ракеты установленными на ВС УФ-датчиками, обеспечивающими круговой обзор пространства вокруг ВС и определение направления ее подлета к ВС с выдачей целеуказания бортовой РЛС для определения с ее помощью скорости сближения ракеты с ВС и дальности до нее для расчета траектории и определения момента отстрела из устройств выброса пиропатронов с ЛТЦ.

Достоинством данного способа и системы, ее реализующей, являются обеспечение применения ЛТЦ с учетом дальности до атакующей ракеты и траектории ее полета.

Недостатками данного известного способа защиты ВС от атакующих ракет и системы, ее реализующей, являются все вышеуказанные недостатки способа защиты ВС на основе применения УФ-датчиков в подсистеме их обнаружения. При этом данный способ и устройство, несмотря на применение РЛС, также не позволяют увеличить интегральную вероятность и надежность обнаружения атакующих ракет, так как в случае пропуска цели УФ-датчиками или возникновения их отказа будет отсутствовать целеуказание для РЛС и, соответственно, атакующая ракета также будет пропущена.

В целом результаты анализа достоинств и недостатков всех вышеперечисленных способов и систем [1-5] подробно изложены в [6].

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного способа и системы для его реализации, является способ и система защиты ВС от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения, описанные в [6], и состоящие в обнаружении приближающихся к нему атакующих ракет УФ-датчиками, осуществляющими одновременный круговой обзор пространства вокруг ВС, а также в независимом от УФ-датчиков радиолокационном обнаружении таких ракет активной импульсно-доплеровской РЛС, осуществляющей последовательный секторный обзор пространства вокруг ВС с излучением и приемом зондирующих сигналов переключаемыми антеннами с пересекающимися в азимутальной плоскости широкоугольными диаграммами направленности, и в подавлении ИК головок самонаведения ракет совместным применением отстрела ЛТЦ и созданием модулированных ИК помех, причем отстрел ЛТЦ производят с учетом полученной от РЛС информации о дальности до атакующей ракеты и скорости ее сближения с ВС.

Достоинством данного способа и системы защиты ВС от управляемых ракет с ОГС является наличие практически постоянного радиолокационного контроля окружающего ВС пространства и реализация обнаружения атакующих ракет в дополнение к их обнаружению УФ-датчиками, что позволяет повысить вероятность их правильного обнаружения в целом и надежность работы системы защиты в случае возникновения отказа одного или нескольких УФ-датчиков, снизить вероятность ложных тревог за счет комплексирования обработки получаемых данных от этих источников, работающих в разных спектральных диапазонах, а также получать от РЛС информацию о дальности и скорости атакующей ракеты для реализации отстрела ЛТЦ в оптимальный по условиям эффективности их применения момент времени.

Недостатком данного способа и системы защиты ВС от управляемых ракет с ОГС является их недостаточная эффективность при отражении атаки по защищаемому ВС двух и более ракет одновременно.

Это обусловлено следующими причинами и обстоятельствами.

Современные условия ведения боевых действий, в том числе в ходе проведения специальной военной операции против ВСУ, по сведениям из средств массовой информации характеризуются массовым применением ПЗРК для поражения самолетов и вертолетов. При этом отмечаются многочисленные случаи одновременных пусков сразу нескольких ракет ПЗРК по одному самолету или вертолету.

Эффективное отражение каждой ракетной атаки требует совместного применения отстрела ЛТЦ и помех, создаваемых генераторами узконаправленного модулированного помехового излучения (далее - ГУНМП).

Однако по принципу своего действия ГУНМП является системой массового обслуживания с ограниченной пропускной способностью, что обусловлено,

с одной стороны - узкой направленностью излучения им ИК помех, вследствие чего в каждый момент времени обеспечивается возможность воздействия на ОГС только одной атакующей ракеты, а для подавления ОГС следующей ракеты требуется его перенацеливание на другое угловое направление,

с другой стороны - такой ГУНМП имеет определенную инерционность, обусловленную необходимостью обеспечения требуемой продолжительности воздействия ИК помех на ОГС ракеты для ее гарантированного подавления и срыва наведения на защищаемое ВС.

В условиях необходимости отражения одновременной атаки по защищаемому ВС сразу нескольких ракет возникает острый дефицит времени на обслуживание (подавление) ОГС каждой атакующей ракеты. Это обусловлено наличием определенного временного цикла работы системы защиты ВС с задействованием в этом цикле ГУНМП.

Этот цикл состоит из следующих подциклов:

где:

- общая длительность цикла отражения одной ракетной атаки с задействованием ГУНМП;

- длительность обнаружения ракетной атаки УФ-датчиками;

- время разворота оптической системы ГУНМП в направлении обнаруженной цели;

- время точного наведения оптической системы ГУНМП на обнаруженную цель;

- продолжительность создания ГУНМП ИК помех для гарантированного подавления ОГС атакующей ракеты и срыва ее наведения.

Длительность обнаружения ракетной атаки УФ-датчиками может увеличиваться при пуске ракеты ПЗРК с большой дальности вследствие ухудшения условий для выявления факта такого пуска ракеты на большом расстоянии, что при скорости ракеты 500…700 м/с имеет существенное значение при решении задачи успешного отражения ракетной атаки.

Время разворота оптической системы ГУНМП в направлении обнаруженной цели зависит от величины угла между этим направлением и направлением ее ориентации в текущий момент времени, достигая максимальных значений при величине такого угла, равном 180 градусам.

Точное наведение оптической системы ГУНМП в направлении обнаруженной цели требует совмещения ее оптической оси с направлением на ОГС ракеты. Время точного наведения в основном имеет значение для узкопольной лазерной системы создания ИК помех, заканчиваясь получением так называемого «эффекта обратного блеска» от ОГС ракеты в результате отражения от нее импульсов лазерного помехового облучения [5].

Продолжительность создания ГУНМП ИК помех ОГС атакующей ракеты должна обеспечивать гарантированное ее подавление и срыв наведения ракеты. Продолжительность такого подцикла может иметь регулируемый характер в системах защиты, где в качестве источников ИК помех применяются генераторы импульсного периодического лазерного излучения, позволяющие при его воздействии на ОГС получать «эффект обратного блеска», а по его пропаданию -принимать решение о достижении требуемого эффекта подавления и срыве наведения ракеты. При некогерентных источниках создания ИК помех такой эффект отсутствует, что вынуждает достаточно продолжительное время осуществлять воздействие таких помех на ОГС ракеты для гарантированного достижения срыва ее наведения, то есть должно выполняться условие:

где - минимально необходимая продолжительность такого воздействия, определяемая как правило по результатам ранее проведенных экспериментов и получения данных о достижении надежного срыва наведения ракеты.

Таким образом, в целом продолжительность цикла отражения одной ракетной атаки и, соответственно, задействования ГУНМП, особенно при пуске ракеты с большой дальности, может составлять значительную часть общего промежутка времени, которое требуется атакующей ракете для преодоления расстояния до защищаемого ВС, а также иметь существенное значение при пуске ракеты с короткой дистанции.

В условиях необходимости отражения одновременной атаки по защищаемому ВС сразу нескольких ракет возникает острый дефицит времени на обслуживание (подавление) ОГС каждой атакующей ракеты. При этом только после завершения цикла отражения первой атакующей ракеты станет возможным разворот оптической системы ГУНМП в направлении следующей обнаруженной атакующей ракеты и включение его в режим создания ИК помех, и так далее в отношении третьей и последующих ракет.

При этом возможна ситуация, когда обнаружение пуска ракеты ПЗРК с дальней дистанции за счет дополнительного увеличения продолжительности Δt_обн. подцикла ее обнаружения УФ-датчиками вследствие ухудшения условий для выявления факта такого пуска ракеты на большом расстоянии приведет к соответствующей задержке задействования для ее отражения ГУНМП и к увеличению общей продолжительности цикла отражения такой атаки в целом.

Если же в течение цикла отражения этой атаки будет произведен пуск одной или двух ракет ПЗРК со значительно меньшей дальности до защищаемого ВС и, соответственно, с более коротким подлетным временем, то располагаемого резерва времени может оказаться критически недостаточно для своевременного переключения ГУНМП на отражение этих атак, что существенно снизит эффективность защиты ВС, несмотря на отстрел ЛТЦ.

Такая же кризисная ситуация может возникнуть при практически одновременном пуске по защищаемому ВС нескольких ракет с разных расстояний в том случае, если задействование ГУНМП для отражения их атак будет производиться в нерациональной очередности с точки зрения оперативного устранения наиболее приоритетной опасности, то есть без учета дальности до каждой из атакующих ракет и скорости их сближения с ВС, что может поставить под вопрос обеспечение эффективной защиты ВС.

Таким образом, обеспечение эффективной защиты ВС в условиях необходимости отражения одновременно нескольких ракетных атак является актуальной задачей.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты ВС от одновременной атаки двух и более ракет.

Для достижения максимально возможной эффективности применения ГУНМП, как системы массового обслуживания с ограниченной пропускной способностью, при отражении одновременной атаки нескольких ракет ПЗРК необходимо решить задачу обеспечения распределения его временного ресурса воздействия на ОГС ракет в порядке очередности, соответствующей степени опасности от каждой из них.

Критерием такой опасности является минимальное подлетное время, остающееся до возможного поражения ВС каждой из ракет.

Реализация создания помех в соответствии с таким критерием требует получения информации о подлетном времени каждой ракеты, оставшемся до ее возможного попадания в ВС, и определения в соответствии с этим приоритетов в требуемой очередности упреждающего создания им ИК помех с учетом именно этого фактора.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается заявленным способом защиты ВС от управляемых ракет с ОГС, состоящим в обнаружении приближающихся к нему атакующих ракет УФ-датчиками, осуществляющими одновременный круговой обзор пространства вокруг ВС, а также в независимом от УФ-датчиков радиолокационном обнаружении таких ракет активной импульсно-доплеровской РЛС, осуществляющей последовательный секторный обзор пространства вокруг ВС с излучением и приемом зондирующих сигналов переключаемыми антеннами с пересекающимися в азимутальной плоскости широкоугольными диаграммами направленности, и в подавлении ИК головок самонаведения ракет совместным применением отстрела ЛТЦ и созданием модулированных ИК помех, причем отстрел ЛТЦ производят с учетом полученной от РЛС информации о дальности до атакующей ракеты и скорости ее сближения с ВС, отличающимся тем, что, с целью повышения эффективности защиты ВС от одновременной атаки двух и более ракет с угловых направлений, соответствующих разным секторам работы РЛС, наведение на них по целеуказанию от УФ-датчиков ГУНМП и создание таких помех осуществляют в очередности, определяемой с учетом расчетного времени подлета каждой из ракет до защищаемого ВС, вычисляемого по данным от РЛС о дальности до них и скорости сближения с ВС, а при отсутствии информации от РЛС - на основании учета дальностей, вычисляемых на основе использования информации от УФ-датчиков об угловых координатах линии визирования на атакующие ракеты и информации от пилотажно-навигационного комплекса защищаемого ВС о высоте его полета, углах места по крену и тангажу, при этом отстрел ЛТЦ в требуемом направлении для срыва наведения ракет на защищаемое ВС производят только при получении от РЛС информации о достижении первой из атакующих ракет, а затем последующими ракетами, дальности до ВС, предельно допустимой по условиям эффективного применения ЛТЦ, и независимо от наличия или отсутствия подтверждения обнаружения ракетной атаки от УФ-датчиков.

Предложенный способ отличается от известного [6] наличием и последовательностью новых действий.

При последовательном по секторам радиолокационном зондировании воздушного пространства активной импульсно-доплеровской РЛС посредством переключаемых антенн с пересекающимися в азимутальной плоскости широкоугольными диаграммами направленности осуществляется получение панорамной воздушной обстановки вокруг защищаемого ВС с обнаружением в каждом из секторов атакующих ракет и измерением дальности и скорости сближения каждой из них с ВС. Наличие этих данных позволяет рассчитать подлетное время до ВС каждой из ракет и, соответственно, с учетом этого определить очередность применения ГУНМП для создания помех ОГС каждой из атакующих ракет.

Такое распределение по времени задействования ГУНМП для создания помех позволяет рациональным образом использовать его располагаемый временной ресурс с минимизацией риска необслуживания (неподавления) ОГС ракеты с минимальным по сравнению с другими ракетами подлетным временем, представляющей в настоящий момент времени наибольшую опасность для защищаемого ВС, и определять очередность подавления других ракет в зависимости от убывания степени их опасности, оцениваемой по величине остатка подлетного времени. Одновременно практически постоянный радиолокационный контроль воздушного пространства позволяет определять текущую дальность до каждой из ракет и применять для отражения их атаки отстрел ЛТЦ на дальности, оптимальной для достижения наибольшей эффективности их воздействия на ОГС каждой атакующей ракеты в динамике их приближения к ВС.

Описанный способ реализуется системой, представляющей собой систему защиты ВС [6], содержащей следующие элементы (фиг.1):

1 - УФ-датчики, обнаруживающие атакующую ВС ракету в оптическом диапазоне длин волн;

2 - импульсно-доплеровскую РЛС, обнаруживающая атакующую ракету в радиодиапазоне длин волн и определяющая дальность до нее и скорость сближения с ВС;

3 - блок принятия решения, в котором осуществляется расчет прогнозного времени подлета атакующей ракеты до ВС и, с учетом этого, определение рубежа применения отстрела ЛТЦ для срыва ее наведения на основе данных о РЛС о дальности до ракеты и скорости ее сближения с ВС;

4 - устройство выброса (УВ) с ЛТЦ;

5 - устройство управления системы защиты ВС;

6 - пилотажно-навигационный комплекс ВС;

7 - тумблер включения экипажем режима ограничения отстрела ЛТЦ из УВ при полете на малой высоте над пожароопасными районами или в целях обеспечения скрытности полета;

8 - датчик системного времени;

9 - база данных массива ранее обнаруженных и новых целей;

10 - генератор узконаправленных модулированных ИК помех,

причем выходы УФ-датчиков, импульсно-доплеровской РЛС и устройства управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока принятия решения, выход которого соединен с устройством выброса ЛТЦ и со входом УФ-датчиков, а второй выход блока принятия решения соединен со входом ГУНМП, второй выход РЛС соединен с первым входом устройства управления, а второй выход УФ-датчиков соединен со вторым входом устройства управления, выход тумблера соединен с третьим входом устройства управления, выход датчика системного времени соединен с пятым входом блока принятия решения, третий выход которого соединен с базой данных массива целей, выход которой соединен с шестым входом блока принятия решения, выход пилотажно-навигационного комплекса ВС соединен с четвертым входом блока принятия решения, которые функционируют в соответствии с описанием [6], и отличающейся тем, что дополнительно, при обнаружении УФ-датчиками и РЛС двух и более одновременно атакующих ракет с угловых направлений, соответствующих разным секторам работы РЛС, в блоке принятия решения программным способом реализуется процедура управления очередностью наведения на них ГУНМП и создания ИК помех с учетом расчетного времени подлета каждой из ракет до защищаемого ВС, вычисляемого по данным от РЛС о дальности до них и скорости сближения с ВС, а при отсутствии информации от РЛС - на основании прогнозной оценки дальности по результатам обработки информации об их угловых координатах от соответствующего УФ-датчика и данных о высоте полета, углах места по крену и тангажу от пилотажно-навигационного комплекса ВС.

Реализация данной процедуры в заявляемой системе (фиг.1) обеспечивается на базе применения известных технических элементов и методов программирования и при современном уровне развития технологий и цифровой техники не может вызывать затруднений.

Вместе с тем, возможны ситуации, когда пуск двух и более ракет может быть произведен в пределах одного из рабочих секторов РЛС и эти атаки обнаруживаются УФ-датчиками с выдачей угловых координат направлений. В этом случае необходимо также в первоочередном порядке осуществить наведение ГУНМП на ракету, представляющую наибольшую опасность для защищаемого ВС, а затем на другие ракеты в соответствии с понижением степени опасности от них.

Однако при секторном излучении и приеме отраженных от ракет сигналов у РЛС отсутствует селекция направлений атак каждой ракеты внутри данного рабочего сектора и, соответственно, привязка получаемых РЛС данных о дальности и скорости ракет, атакующих в данном секторе, к конкретному направлению их атаки, вследствие чего невозможно определение очередности их обслуживания (подавления) ГУНМП в соответствии со степенью убывания опасности от них для защищаемого ВС.

Таким образом, чтобы обеспечить привязку получаемых от РЛС данных о дальностях до атакующих ракет и скоростях их сближения с защищаемым ВС применительно к конкретной ракете РЛС необходимо обеспечивать определение направления отдельно на каждую из них в одном и том же рабочем секторе.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается заявленным способом по п. 1, отличающимся тем, что, с целью повышения эффективности защиты ВС при отражении одновременной атаки двух и более ракет, в том числе находящихся в пределах одного из секторов работы РЛС, обеспечиваемых переключаемыми антеннами с широкоугольными диаграммами направленности, пересекающимися в азимутальной плоскости, реализацию необходимой очередности наведения на ракеты по целеуказанию от УФ-датчиков ГУНМП и создания ИК помех осуществляют с учетом расчетного времени подлета каждой из ракет до защищаемого ВС, вычисляемого по данным от РЛС о дальности и скорости их сближения с ВС, при этом угловые координаты направления на каждую атакующую ракету определяют за счет цифровой обработки в приемном устройстве РЛС отраженных от них зондирующих сигналов и анализа их фазовых характеристик.

Отличием заявляемого способа от способа по п. 1 является определение РЛС направления на каждую из атакующих ракет, в том числе находящихся в одном секторе ее работы, которое осуществляется методом цифровой обработки в приемном устройстве РЛС принятых переключаемыми широкоугольными антеннами отраженных от ракет радиолокационных сигналов и анализа их фазовых характеристик, зависящих от направления атаки ракет.

Реализация в РЛС селекции направлений подлета к защищаемому ВС каждой атакующей ракеты, в том числе находящихся в одном рабочем секторе ее работы, одновременно дает возможность повысить надежность системы защиты ВС в случае отказа УФ-датчиков в одном или нескольких секторах их работы, а также повысить эффективность отражения атакующих ракет, пуск которых произведен с дальности, превышающей дальность действия УФ-датчиков.

Согласно [6], при секторном радиолокационном обнаружении атакующих ракет РЛС фактически дублирует функции УФ-датчиков в части обнаружения ими пуска ракет, дает возможность дополнительного контроля окружающего ВС воздушного пространства с одновременной выдачей данных о дальности до атакующих ракет и скорости их сближения с ВС. Благодаря этому может быть реализована защита ВС в случае отказа УФ-датчиков в одном или нескольких секторах их работы или при временном их «ослеплении», например при отстреле ЛТЦ или применении оружия с борта ВС или с соседних ВС, так как при этом сохраняется возможность обнаружения атакующих ракет и своевременного отстрела ЛТЦ на эффективной дальности их применения.

Однако при этом невозможно осуществить наведение на атакующую ракету ГУНМП и, соответственно, создание им ИК помех ОГС ракеты по причине отсутствия от РЛС данных об угловых координатах направления на эту ракету. Это существенно снижает эффективность защиты ВС. Для исключения такого снижения эффективности в секторе с отказавшим УФ-датчиком необходимо обеспечить возможность реализации по данным от РЛС не только отстрела ЛТЦ на оптимальной для их эффективного применения дальности, но и наведения ГУНМП на атакующую ракету.

Аналогичная проблема возникает при необходимости отражения атак ракет с дальностью пуска, превышающей дальность их обнаружения УФ-датчиками, которая, как правило, не превышает 3…5 км. Такой дальности обнаружения УФ-датчиками достаточно для обнаружения пусков ракет ПЗРК, но недостаточно для обнаружения на подлете к ВС «остывших» ракет «воздух - воздух» с дальностью пуска более 8… 10 км, двигатели которых на удалениях 3…5 км от ВС уже прекращают работать и не имеют факела, излучающего в УФ диапазоне.

Функционирование же радиолокационных средств обнаружения атакующих ракет практически не зависит от наличия или отсутствия излучения от факела работающего двигателя атакующей ракеты.

Кроме того, в ряде случаев, например при пуске ракет с расстояния, близкого к предельной дальности их обнаружения УФ-датчиками, где условия для выявления ими факта пуска ракеты наиболее сложные и требуемое для этого время может быть большим, РЛС может обнаруживать такие пуски раньше УФ-датчиков. В такой ситуации, особенно при одновременном пуске нескольких ракет, более раннее обнаружение РЛС атакующих ракет имеет особо важное значение, так как позволит быстрее выдавать первичное целеуказание для наведения на них ГУНМП с последующей передачей этой функции УФ-датчикам после обнаружения ими такой ракеты. В результате может быть раньше осуществлен переход ГУНМП к обслуживанию (подавлению) следующей атакующей ракеты.

Таким образом, актуальной задачей является обнаружение атак ракет с дальних дистанций и обеспечение подавления их ОГС с применением воздействия ИК помех от ГУНМП, а также реализация защиты ВС с задействованием ИК помех ГУНМП в секторах с отказавшими УФ-датчиками.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается заявленным способом по п. 2, отличающимся тем, что с целью повышения эффективности защиты ВС от атакующих ракет, обнаруженных РЛС на дальностях, превышающих дальность их обнаружения УФ-датчиками, последовательное наведение ГУНМП на такие ракеты до момента их обнаружения УФ-датчиками осуществляют по целеуказанию от РЛС, а наведение ГУНМП на ракеты, атакующие в секторах с отказавшими УФ-датчиками - только по целеуказанию от РЛС, причем в обоих случаях порядок очередности наведения на них ГУНМП и создания ИК помех определяют по степени опасности для ВС от каждой из них по вычисляемому остатку подлетного времени.

Таким образом, отличием заявляемого способа по п. 2 от способа по п. 1 является то, что обнаружение атакующих ракет и определение направления на них может осуществляться на дальностях, превышающих дальность их обнаружения УФ-датчиками, и, соответственно, реализация целеуказания и последовательного наведения ГУНМП на такие ракеты может происходить до момента их обнаружения УФ-датчиками, а в случае отказа УФ-датчика в каком-либо из секторов их работы - обнаружение ракет и наведение на них ГУНМП будет осуществляться только по данным от РЛС. При этом целеуказание для их обслуживания (подавления) ГУНМП осуществляется и в том и другом случаях в порядке очередности, определяемой в соответствии со степенью опасности для ВС от каждой из ракет, на основе учета вычисляемого остатка подлетного времени.

Описанный способ реализуется системой (фиг.1) по пункту 2, отличающейся тем, что дополнительно, при обнаружении РЛС атакующих ракет в одном или нескольких секторах ее работы, но при отсутствии их обнаружения УФ-датчиками, в устройстве управления программным способом реализуется процедура формирования и выдачи команды в блок принятия решения на передачу наведения ГУНМП в этих секторах по целеуказанию от РЛС до момента их обнаружения УФ-датчиками, а в секторах с отказавшими УФ-датчиками - только по целеуказанию от РЛС, причем в обоих случаях процедурой определяется порядок очередности наведения ГУНМП на атакующие ракеты в соответствии со степенью опасности для ВС от каждой из них, определяемой с учетом вычисляемого остатка подлетного времени.

Реализация в заявляемой системе (фиг.1) процедуры формирования и выдачи команды в блок принятия решения на передачу наведения ГУНМП по целеуказанию от РЛС обеспечивается на базе применения известных технических элементов и методов программирования и при современном уровне развития технологий и цифровой техники не может вызывать затруднений.

Существенное значение для обеспечения эффективности отражения одновременной атаки по ВС нескольких ракет ПЗРК имеет величина времени - продолжительности создания ИК помех, обеспечивающей гарантированное подавление ОГС атакующей ракеты и срыв ее наведения. Фактически именно это время может вносить наибольший вклад в общую продолжительность цикла работы системы защиты ВС, учитывая необходимость задействования в этом цикле ГУНМП в течение времени, не меньшем На практике, в условиях отсутствия возможности контроля эффективности воздействия ИК помех на ОГС атакующей ракеты, время может кратно превышать время для достижения гарантии срыва наведения ракеты. Для случая отражения одиночной атаки ракеты ПЗРК это не имеет существенного значения. Однако в условиях необходимости отражения одновременной атаки нескольких ракет продолжительность времени оказывающая определяющее влияние на инерционность ГУНМП и приводящая к ограничению его пропускной способности, становится основным фактором ограничения числа одновременно отражаемых атакующих ракет в целом для системы защиты ВС.

Таким образом, для повышения эффективности защиты ВС в условиях одновременной атаки нескольких ракет ПЗРК существенное значение имеет обеспечение возможности контроля за эффективностью воздействия ИК помех на ОГС каждой атакующей ракеты с целью прекращения задействования ГУНМП для ее подавления сразу после достижения срыва наведения.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается заявленным способом по п. 2, отличающимся тем, что, с целью увеличения пропускной способности ГУНМП при осуществлении последовательного подавления ИК головок самонаведения двух и более ракет при отражении их одновременной атаки по защищаемому ВС создание таких помех И К головке самонаведения каждой атакующей ракеты прекращают после получения от РЛС информации о снижении скорости сближения ракеты с защищаемым ВС и одновременного определения с помощью РЛС и УФ-датчиков изменения направления на нее.

Отличием предлагаемого способа от способа по п. 2 является прекращение ГУНМП последовательного создания помех ОГС каждой из одновременно атакующих ВС ракет сразу после достижения требуемого эффекта воздействия на нее помех. Критерием достижения такого эффекта воздействия помех является уменьшение измеряемой РЛС радиальной скорости сближения ракеты с защищаемым ВС, возникающее вследствие отклонения направления ее полета от направления на ВС, поэтому одновременно с помощью и РЛС, и УФ-датчиков фиксируется изменение направления на подавляемую ракету. Реализация такого способа позволяет минимизировать продолжительность задействования ГУНМП для подавления ОГС каждой очередной ракеты и осуществить немедленное перенаправление его излучения на следующую атакующую ракету. При этом обеспечивается более надежный контроль эффективности достигнутого срыва наведения ракеты за счет одновременной фиксации не только изменения направления на атакующую ракету, но и уменьшения вследствие этого радиальной скорости ее сближения с защищаемым ВС.

Таким образом достигается максимально возможная в текущих условиях обстановки скорость обслуживания (подавления) ОГС атакующих ракет, то есть максимальная пропускная способность ГУНМП, что имеет исключительно важное значение в условиях необходимости отражения одновременной атаки нескольких ракет ПЗРК.

Описанный способ реализуется системой (фиг.1) по пункту 2, отличающейся тем, что дополнительно, в блоке принятия решения программным способом реализована процедура прекращения излучения ИК помех в направлении каждой атакующей ракеты при обнаружении с помощью РЛС снижения скорости сближения ракеты с защищаемым ВС и одновременном определении РЛС и УФ-датчиками изменения направления на нее.

Реализация программным способом в блоке принятия решения заявляемой системы (фиг.1) дополнительной процедуры формирования и выдачи команды в ГУНМП на прекращение излучения ИК помех в направлении каждой атакующей ракеты при обнаружении с помощью РЛС снижения скорости сближения ракеты с защищаемым ВС и одновременном определении РЛС и УФ-датчиками изменения направления на нее обеспечивается на базе применения известных технических элементов и методов программирования и при современном уровне развития технологий и цифровой техники не может вызывать затруднений.

Источники информации:

1. Системы индивидуальной защиты летательных аппаратов от ПЗРК. Щербинин Р. Зарубежное военное обозрение, №12, 2005. с. 37 42.

2. MSS Имитатор сигнала ракеты CI Systems (Израиль). 2htt://www.emtld.com/catalog/10/50/62/.

3. G06F 165:00 F41H 11/02. №2238510; опубликовано 20.10.04. Способ и система автоматического управления. Патентообладатель - ЗАО «СТИВТ».

4. МПК F41H 11/02 (2006.01); №2321817; опубликовано 10.04.08. Система защиты гражданских воздушных судов. Патентообладатель -«РФЯЦ-ВНИИЭФ».

5. МПК F41H 11/02 (2006.01); G01S 7/495 (2006.01); опубликовано 10.04.14. Способ и система защиты воздушных судов от ракет переносных зенитных ракетных комплексов. Патентообладатель - ОАО «Научно-исследовательский институт «Экран».

6. МПК F41H 11/02 (2020.02); G01S 7/495 (2020.02); опубликовано 13.07.20. Способ и система защиты воздушного судна от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения. Патентообладатель - Степановский Л.Г.

Группа изобретений относится к способу и системе защиты воздушного судна (далее - ВС) от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения. Для защиты ВС от управляемых ракет обнаруживают приближающиеся к нему ракеты УФ или ИК датчиками, осуществляющими вокруг него одновременный круговой обзор пространства. Одновременно с этим производят обнаружение ракет активной импульсно-доплеровской радиолокационной станцией (далее - РЛС), осуществляющей последовательный секторный обзор пространства вокруг ВС. Производят подавление ИК головок самонаведения ракет совместным применением отстрела ложный тепловых целей (ЛТЦ), который производят при получении от РЛС информации о достижении ракетой предельно допустимой дальности для применения ЛТЦ, и созданием модулированных ИК помех генераторов узконаправленных модулированных ИК помех (далее - ГУНМП) определенным образом и в определенной очередности, наведение которых осуществляют по указанию УФ-датчиков. Система содержит УФ-датчики, импульсно-доплеровскую РЛС, блок принятия решения, устройство выброса ЛТЦ, устройство управления системой защиты ВС, пилотажно-навигационный комплекс ВС, тумблер переключения режима работы, датчик системного времени, базу данных массива целей, ГУНМП. Обеспечивается повышение эффективности защиты ВС от одновременной атаки двух и более ракет. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ защиты воздушного судна (далее - ВС) от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения, состоящий в обнаружении приближающихся к нему атакующих ракет датчиками УФ или ИК диапазона длин волн (далее - УФ-датчики), осуществляющими одновременный круговой обзор пространства вокруг ВС, а также в независимом от УФ-датчиков радиолокационном обнаружении таких ракет активной импульсно-доплеровской радиолокационной станцией (далее - РЛС), осуществляющей последовательный секторный обзор пространства вокруг ВС с излучением и приемом зондирующих сигналов переключаемыми антеннами с пересекающимися в азимутальной плоскости широкоугольными диаграммами направленности, и в подавлении ИК головок самонаведения ракет совместным применением отстрела ЛТЦ и созданием модулированных И К помех, причем отстрел ЛТЦ производят с учетом полученной от РЛС информации о дальности до атакующей ракеты и скорости ее сближения с ВС

отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты ВС от одновременной атаки двух и более ракет с угловых направлений, соответствующих разным секторам работы РЛС, наведение на них по целеуказанию от УФ-датчиков генераторов узконаправленных модулированных ИК помех (далее - ГУНМП) и создание таких помех осуществляют в очередности, определяемой с учетом расчетного времени подлета каждой из ракет до защищаемого ВС, вычисляемого по данным от РЛС о дальности до них и скорости сближения с ВС, а при отсутствии информации от РЛС - на основании учета дальностей, вычисляемых на основе использования информации от УФ-датчиков об угловых координатах линии визирования на атакующие ракеты и информации от пилотажно-навигационного комплекса защищаемого ВС о высоте его полета, углах места по крену и тангажу, при этом отстрел ЛТЦ в требуемом направлении для срыва наведения ракет на защищаемое ВС производят только при получении от РЛС информации о достижении первой из атакующих ракет, а затем последующими ракетами, дальности до ВС, предельно допустимой по условиям эффективного применения ЛТЦ, и независимо от наличия или отсутствия подтверждения обнаружения ракетной атаки от УФ-датчиков.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты ВС при отражении одновременной атаки двух и более ракет, в том числе находящихся в пределах одного из секторов работы РЛС, обеспечиваемых переключаемыми антеннами с широкоугольными диаграммами направленности, пересекающимися в азимутальной плоскости, реализацию необходимой очередности наведения на ракеты по целеуказанию от УФ-датчиков ГУНМП и создания ИК помех осуществляют с учетом расчетного времени подлета каждой из ракет до защищаемого ВС, вычисляемого по данным от РЛС о дальности и скорости их сближения с ВС, при этом угловые координаты направления на каждую атакующую ракету определяют за счет цифровой обработки в приемном устройстве РЛС отраженных от них зондирующих сигналов и анализа их фазовых характеристик.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты ВС от атакующих ракет, обнаруженных РЛС на дальностях, превышающих дальность их обнаружения УФ-датчиками, последовательное наведение ГУНМП на такие ракеты до момента их обнаружения УФ-датчиками осуществляют по целеуказанию от РЛС, а наведение ГУНМП на ракеты, атакующие в секторах с отказавшими УФ-датчиками - только по целеуказанию от РЛС, причем в обоих случаях порядок очередности наведения на них ГУНМП и создания ИК помех определяют по степени опасности для ВС от каждой из них по вычисляемому остатку подлетного времени.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что с целью увеличения пропускной способности ГУНМП при осуществлении последовательного подавления ИК головок самонаведения двух и более ракет при отражении их одновременной атаки по защищаемому ВС создание таких помех ИК головке самонаведения каждой атакующей ракеты прекращают после получения от РЛС информации о снижении скорости сближения ракеты с защищаемым ВС и одновременного определения с помощью РЛС и УФ-датчиков изменения направления на нее.

5. Система защиты ВС от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения, содержащая УФ-датчики, обнаруживающие атакующую ВС ракету в оптическом диапазоне длин волн, импульсно-доплеровскую РЛС, определяющую дальность до нее и скорость сближения с ВС, ГУНМП и устройство выброса ЛТЦ для срыва наведения атакующей ракеты, блок принятия решения, устройство управления системой защиты воздушного судна, пилотажно-навигационный комплекс ВС, датчик системного времени, базу данных массива целей, тумблер для включения летным экипажем режима ограничения частоты отстрела ЛТЦ из устройства выброса в зависимости от условий полета, причем выходы УФ-датчиков, импульсно-доплеровской РЛС и устройства управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока принятия решения, выход которого соединен с устройством выброса ЛТЦ и со входом УФ-датчиков, а второй выход блока принятия решения соединен со входом ГУНМП, второй выход РЛС соединен с первым входом устройства управления, а второй выход УФ-датчиков соединен со вторым входом устройства управления, выход тумблера соединен с третьим входом устройства управления, выход датчика системного времени соединен с пятым входом блока принятия решения, третий выход которого соединен с базой данных массива целей, выход которой соединен с шестым входом блока принятия решения, выход пилотажно-навигационного комплекса ВС соединен с четвертым входом блока принятия решения, при этом в блоке принятия решения программным способом реализуется процедура определения прогнозной оценки дальности до источника обнаруженного сигнала на основе обработки информации о его угловых координатах от соответствующего УФ-датчика и данных о высоте полета, углах места по крену и тангажу от пилотажно-навигационного комплекса ВС,

отличающаяся тем, что дополнительно, при обнаружении УФ-датчиками и РЛС двух и более одновременно атакующих ракет с угловых направлений, соответствующих разным секторам работы РЛС, в блоке принятия решения программным способом реализуется процедура управления очередностью наведения на них ГУНМП и создания ИК помех с учетом расчетного времени подлета каждой из ракет до защищаемого ВС, вычисляемого по данным от РЛС о дальности до них и скорости сближения с ВС, а при отсутствии информации от РЛС - на основании прогнозной оценки дальности по результатам обработки информации об их угловых координатах от соответствующего УФ-датчика и данных о высоте полета, углах места по крену и тангажу от пилотажно-навигационного комплекса ВС.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что дополнительно в приемном устройстве РЛС программным способом реализована процедура обнаружения и цифровой обработки отраженных от ракет зондирующих радиолокационных сигналов с определением угловых координат направлений на каждую из одновременно атакующих ракет, в том числе с нескольких направлений в пределах любого из последовательно переключаемых секторов работы РЛС, дальности до них и скорости сближения с ВС с вычислением подлетного времени до защищаемого ВС и реализацией необходимой очередности наведения по целеуказанию от УФ-датчиков ГУНМП и создания им помех.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что, при обнаружении РЛС атакующих ракет в одном или нескольких секторах ее работы, но при отсутствии их обнаружения УФ-датчиками, в устройстве управления программным способом реализуется процедура формирования и выдачи команды в блок принятия решения на передачу наведения ГУНМП в этих секторах по целеуказанию от РЛС до момента их обнаружения УФ-датчиками, а в секторах с отказавшими УФ-датчиками - только по целеуказанию от РЛС, причем в обоих случаях процедурой определяется порядок очередности наведения ГУНМП на атакующие ракеты в соответствии со степенью опасности для ВС от каждой из них, определяемой с учетом вычисляемого остатка подлетного времени.

8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно, в блоке принятия решения программным способом реализована процедура прекращения излучения ИК помех в направлении каждой атакующей ракеты при обнаружении с помощью РЛС снижения скорости сближения ракеты с защищаемым ВС и одновременном определении РЛС и УФ-датчиками изменения направления на нее.