Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения (варианты)
METHOD OF THE AIRCRAFT PROTECTION AGAINST THE ROCKETS WITH IR HOMING HEADS (VARIANTS)

Данное изобретение предназначено для обеспечения защиты воздушных судов от поражения управляемыми ракетами с инфракрасными (ИК) головками самонаведения. Предлагаемый способ (варианты) может быть использован при разработке и создании бортовых устройств (систем) различных видов воздушных судов для их защиты от ракет с ИК головками самонаведения.
Известен способ [1] (Патент РФ № 2238510, МПК G06F 165/00; F41H 11/02) для защиты гражданского самолета от ракет с инфракрасными головками самонаведения переносных зенитных ракетных комплексов в условиях оптических помех. Сущность способа [1] заключается в том, что определяют факт пуска ракеты и ее координаты в каждый момент времени, генерируют лазерное излучение в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с мощностью, превышающей мощность излучения двигателя самолета, транслируют лазерное излучение в точку нахождения ракеты в данный момент времени, принимают отраженное от инфракрасной головки самонаведения лазерное излучение, по уровню мощности отраженного лазерного излучения определяют, что самолет атакует ракета с инфракрасной головкой самонаведения, а по снижению уровня мощности отраженного лазерного излучения определяют факт срыва наведения на самолет инфракрасной головки самонаведения, после чего прекращают генерацию лазерного излучения.
Недостатком указанного способа [1] является высокие потери мощности при трансляции лазерного излучения.
Известен способ защиты воздушных судов от ракет переносных зенитных ракетных комплексов с инфракрасными головками самонаведения [2] (прототип) (Патент РФ № 2511513, МПК G01S 7/495; F41H 11/02), который заключается в том, что определяют факт пуска и координаты ракеты, генерируют лазерное излучение в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, транслируют (посылают) лазерное излучение в точку нахождения ракеты в данный момент времени, которое при поступлении во входной оптический тракт головки самонаведения и при его дальнейшей обработке в системе наведения ракеты становится источником ложной информации о местонахождении воздушного судна и обеспечивает пролет ракеты на безопасном расстоянии от воздушного судна.
Недостатком способа [2] является относительно высокие потери мощности при трансляции лазерного излучения до точки нахождения ракеты и при его поступлении во входной оптический тракт головки самонаведения.
Целью создания изобретения “Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения” (варианты) является снижение потерь мощности лазерного излучения при его трансляции до ракеты и при поступлении во входной оптический тракт головки самонаведения и повышения тем самым эффективности защиты воздушных судов.
Указанная цель достигается в предлагаемом способе за счет формирования радиальной поляризации либо в процессе генерации, либо после генерации (вариант) лазерного излучения. В результате по сравнению с известным техническим решением сокращаются потери мощности лазерного излучения, как при его трансляции до ракеты, так и при поступлении излучения во входной оптический тракт головки самонаведения.
Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения отличается от известного технического решения, заключающегося в определении факта пуска и координат ракеты, генерации лазерного излучения в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, трансляции лазерного излучения в точку нахождения ракеты в данный момент времени. При этом лазерное излучение, которое поступает во входной оптический тракт головки самонаведения, при его дальнейшей обработке в системе наведения ракеты, становится источником ложной информации о местонахождении воздушного судна и обеспечивает пролет ракеты на безопасном расстоянии от воздушного судна тем, что лазерное излучение генерируют с радиальной поляризацией.
Заявляемый способ является новым и отличается от известного генерацией лазерного излучения с радиальной поляризацией в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения. Кроме того, поставленная цель достигается также при преобразовании лазерного излучения после его генерации в излучение с радиальной поляризацией, что дает основание создать вариант технического решения “Способзащиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения (вариант)”, обеспечивающий выполнение той же цели - эффективноной защиты воздушных судов.
Способ защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения (вариант), отличается от известного технического решения, заключающегося в определении факта пуска и координат ракеты, генерации лазерного излучения в диапазоне чувствительности инфракрасных головок самонаведения с плотностью мощности, превышающей плотность мощности теплового излучения двигателя воздушного судна, трансляции лазерного излучения в точку нахождения ракеты в данный момент времени. При этом лазерное излучение, поступающее во входной оптический тракт головки самонаведения и при его дальнейшей обработке в системе наведения ракеты, становится источником ложной информации о местонахождении воздушного судна и обеспечивает пролет ракеты на безопасном расстоянии от воздушного судна тем, что лазерное излучение после его генерации преобразуют в излучение с радиальной поляризацией.
Сущность способа защиты воздушных судов от ракет с ИК головками самонаведения поясняется чертежами: фиг. 1 - 4. На фиг. 1 показана схема трансляции лазерного излучения от воздушного судна до ракеты с ИК головкой самонаведения. На фиг. 2 показаны направления векторов напряженности электрического поля в поперечном сечении пучка лазерного излучения с радиальной поляризацией. На фиг. 3 показан график зависимости отражения лазерного излучения от его угла падения на оптически прозрачную поверхность. На фиг. 4(а, б) показана схема падающих, отраженных и прошедших в обтекатель головки самонаведения лазерных лучей для неполяризованного (фиг. 4а) и радиально поляризованного (фиг. 4б) излучений.
Е
На фиг.1 - 4 приняты следующие условные обозначения: 1 – ракета; 2 – ИК головка самонаведения; 3 – пучок лазерного излучения; 4 – генератор лазерного излучения; 5 – воздушное судно; 6 – направление векторов  напряженности электрического поля; 7 – обтекатель головки самонаведения; 8 (а, б, в) – направления лазерных лучей, падающих на обтекатель; 9 (а, б, в) – лазерные лучи, отраженные от обтекателя; 10 (а, б, в) – лазерные лучи, прошедшие в оптический тракт головки самонаведения; ϕ – угол падения лазерного излучения, соответствующий углу Брюстера; p – характеристика отражения излучения с вектором поляризации в плоскости падения (излучение с радиальной поляризацией); s - характеристика отражения излучения с вектором поляризации перпендикулярным плоскости падения.
Способ защиты воздушных судов от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения по настоящему изобретению реализуется следующим образом.
При запуске ракеты (1) с ИК головкой самонаведения (2) в направлении воздушного судна (5) размещенные на воздушном судне датчики факта пуска и координат пуска ракет фиксируют излучение двигателя ракеты (инфракрасное или ультрафиолетовое). По полученным сигналам бортовая система управления определяет в каждый момент времени положение ракеты (1) относительно воздушного судна (5) и формирует команду устройству управления лазерным излучением на включение лазерного генератора (4) и трансляцию (направление) лазерного излучения в точку нахождения ракеты.
В предлагаемом способе в генераторе (4) в процессе генерации лазерного излучения формируют радиальную поляризацию этого излучения и направляют его на головку самонаведения ракеты (см. фиг. 1). В качестве примеров устройств, формирующих при генерации радиальную поляризацию лазерного излучения, можно применить, например, оптические устройства, описанные в патентах [5] (патент РФ № 2156528, МПК H01S 3/08) и [6] (патент РФ № 2166819, МПК G02B 5/18; H01S 3/08). В результате в поперечном сечении лазерного пучка (3) (фиг. 2) будут сформированы перпендикулярные оси пучка лазерного излучения направления (6) векторов электрической напряженности.
Е
При трансляции радиально поляризованного лазерного излучения через атмосферу его рассеяние на аэрозольных частицах атмосферы будет минимально вследствие отсутствия рассеяния лазерного излучения в направлении, совпадающем с вектором напряженности  электрического поля [3] (Жевандров Н.Д. Применение поляризованного света. – М.: Наука, 1978. С. 49-52).
Кроме того, при радиальной поляризации пучка лазерного излучения в оптический тракт головки самонаведения (2) пройдет больше падающей мощности лазерного излучения. Этот эффект следует из графика (фиг. 3) зависимости падающего и отраженного излучения от угла падения излучения [4] (Волкова Е.А. Поляризационные измерения. – М.: Издательство стандартов, 1974. С. 19-23) для излучений различной поляризации. Из графика (фиг. 3) видно, что при падении излучения с увеличенными углами падения (на боковые поверхности обтекателя) наименьшие потери на отражение характерны для излучения с вектором поляризации, лежащим в плоскости падения. То есть для радиально поляризованного излучения (линия – p, фиг. 3) уменьшенные потери мощности излучения характерны для достаточно большого диапазона углов (от 30° до 75°) падения излучения по сравнению с неполяризованным излучением (пунктирная линия) или с излучением, имеющим поляризацию других видов (линия – s, фиг. 3). Кроме того, из графика (фиг. 3) видно, что для излучения с радиальной поляризацией при угле падения равном углу Брюстера – ϕ потери на отражение равны нулю, что схематически показано на фиг. 4б (отсутствие луча 9в, падающего на поверхность обтекателя под углом ϕ).
В варианте изобретения “Способ защиты воздушных судов от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения (вариант)” лазерное излучение преобразуют в излучение с радиальной поляризацией после его генерации. Прохождение пучка лазерного излучения сквозь атмосферу и через обтекатель головки самонаведения аналогичны выше описанному. Возможность преобразования лазерного излучения в излучение с радиальной поляризацией показана в статье [7] (Конойко А.И., Жданович С.Н. Формирование лазерных пучков с радиальной или азимутальной поляризациями. Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины, №6 (39), 1, 2006.).
Предлагаемый способ (варианты) основан на использовании известных физических принципов и может быть реализован с использованием устройств, формирующих радиальную поляризацию лазерного излучения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент РФ № 2238510, МПК G06F 165/00; F41H 11/02.
2. Патент РФ № 2511513, МПК G01S 7/495; F41H 11/02.
3. Жевандров Н.Д. Применение поляризованного света. – М.: Наука, 1978. С. 49-52.
4. Волкова Е.А. Поляризационные измерения. – М.: Издательство стандартов, 1974. С. 19-23.
5. Патент РФ № 2156528, МПК H01S 3/08.
6. Патент РФ № 2166819, МПК G02B 5/18; H01S 3/08.
7. Конойко А.И., Жданович С.Н. Формирование лазерных пучков с радиальной или азимутальной поляризациями. Известия Гомельского государственного университета
имени Ф. Скорины, №6(39), 1, 2006.