СПОСОБ АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ САМОЛЕТА ОТ РАКЕТЫ С РАДИОВЗРЫВАТЕЛЕМ, ПУЩЕННОЙ ЕМУ ВДОГОН, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD OF ACTIVE PROTECTION OF AIRPLANE AGAINST ROCKET WITH RADIO PROXIMITY FUSE SENT IN ITS PURSUIT AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Группа изобретений относится к радиолокационной технике и может быть использована для активной защиты самолета от ракет с радиовзрывателями.
Известен способ формирования команды на пуск защитного боеприпаса и устройство для его реализации по патенту RU, 2374597, МПК F41H 11/02.
Известный способ формирования команды на пуск защитного боеприпаса, изначально совмещенного с РЛС и защищаемым объектом и выстреливаемого в необходимый момент времени в предполагаемую точку пространства для встречи через известное время после выстрела с целью, приближающейся к РЛС, заключается в том, что импульс-команду на пуск защитного боеприпаса формируют только при совпадении во времени моментов выдачи команд на его пуск, определяемых на разнесенных в пространстве РЛС, по началу возникновения и обнаружения на них сигнала частотой Fдо=2Vofo/С,
когда цель будет находиться на удалении от РЛС, равном Do+(Vi/Vo)Do,
где fo - средняя частота излучаемого непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно-возрастающему закону,
Vo, Vi, С - соответственно радиальные скорости боеприпаса и цели и скорость света. Do - расстояние от РЛС до предполагаемой точки встречи объектов.
Известный способ реализован в виде устройства формирования команды на пуск защитного боеприпаса, выполненного в виде двух разнесенных в пространстве РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса (РЛС), выходы которых подключены к входам блока совпадения, при этом каждая из РЛС содержит приемопередающую антенну, вход которой, работающий на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно-возрастающему закону, а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика, а выход - к входу фильтра разностных частот, а также обнаружитель сигналов узкополосного спектра частот, выход которого подключен к выходной шине, а вход - к выходу фильтра разностных частот, и который содержит последовательно соединенные генератор сигнала непрерывной частоты, второй смеситель, широкополосный фильтр, усилитель-ограничитель, узкополосный полосовой фильтр, амплитудный детектор, компаратор и формирователь импульса, при этом второй вход компаратора подключен к шине опорного напряжения, а второй вход второго смесителя к входной шине.
Целью изобретений является уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик устройства активной защиты самолета от ракеты с радиовзрывателем, пущенной ему вдогон.
Поставленная цель достигается за счет формирования команды на постановку пассивной помехи ракете устройством, реализованным на базе всего одной, а не двух РЛС определения момента выдачи команды на пуск ОФС.
На фиг.1 и 2 приведены соответственно блок схема устройства активной защиты самолета от ракеты с радиовзрывателем, пущенной ему вдогон, и рисунок, поясняющий его работу при подлете ракеты к самолету с промахом.
Устройство активной защиты самолета от ракеты с радиовзрывателем, пущенной ему вдогон, содержит приемопередающую антенну 1, вход которой работает на передачу, подключен к высокомощному выходу передатчика 2 непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно-возрастающему закону, а выход, работающий на прием, подключен к первому входу смесителя 3, второй вход которого подключен к маломощному выходу передатчика 2, а выход - к входу фильтра разностных частот 4, выход которого подключен к второму входу второго смесителя 18, а также последовательно соединенные генератор 16 непрерывной частоты, аналоговый сумматор 17, второй смеситель 18, широкополосный фильтр 19, усилитель-ограничитель 20, узкополосный полосовой фильтр 21, амплитудный детектор 22, компаратор 23 и формирователь импульса 24, а также второй генератор 15 непрерывной частоты, при этом второй вход компаратора подключен к шине 25 опорного напряжения, а выход второго генератора 15 непрерывной частоты подключен к второму входу аналогового сумматора 17, а также регистр 7 сдвига, генератор 8 счетных импульсов, реверсивный счетчик 9, цифровой компаратор 10, ждущий мультивибратор 12, элемента И 13, элемент ИЛИ 5, коммутатор 6, при этом четвертый выход регистра 7 сдвига подключен к входу ждущего мультивибратора 12 и через элемент ИЛИ 5 к входам сброса: регистра 7 сдвига и реверсивного счетчика 9, а второй вход элемента ИЛИ 5 подключен к выходу коммутатора 6, первый и третий выходы регистра 7 сдвига подключены соответственно к входам разрешения суммирования и вычитания реверсивного счетчика 9, выход генератора 8 счетных импульсов подключен к входу счета счетчика 9, выходы которого подключены к первым входам цифрового компаратора 10, вторые входы которого подключены к шинам 11 установки цифрового кода, а выход - к второму входу первого элемента И 13, первый вход которого подключен к выходу ждущего мультивибратора 12, а выход - к исполнительному устройству 14, выход формирователя импульсов 24 подключен к входу регистра 7 сдвига.
Рассмотрим, в том числе на примере, работу устройств активной защиты самолета от ракеты с радиовзрывателем, пущенной ему вдогон (фиг.1).
90
Пусть РЛС излучает через приемопередающую антенну 1 формируемый передатчиком 2 непрерывный сигнал с частотной модуляцией по одностороннему пилообразному линейно-возрастающему закону, с параметрами сигнала, например, Fm=50 кГц, dfm=50 мГц, fo=100 ГГц, выбранными при Do=6 м и Vo=150, а также при скорости ее сближения с ракетой V=90 м/с и опорными сигналами, например, 15Fдо=1500 кГц и 23Fдо=2300 кГц, поступающими на второй смеситель 18, с генераторов 15 и 16 непрерывной частоты, через аналоговый сумматор 17.
Тогда, если ракета точно приближается к антенне РЛС, то в результате смешивания в смесителе 3 отраженного и излученного сигналов, на его выходе будут формироваться последовательно во времени сигналы частотой, в частности:
4
153,6
90
Fp=[(2D)Fmdfm/C]-(2Vfo/C)=2500 кГц, при удалении ракеты от РЛС в 153,6 м,
3
105,6
90
Fp=[(2D)Fmdfm/C]-(2Vfo/C)=2100 кГц, при удалении ракета от РЛС в 105,6 м,
2
129,6
90
Fp=[(2D)Fmdfm/C]-(2Vfo/C)=1700 кГц, при удалении ракеты от РЛС в 129,6 м,
1
81,6
90
Fp=[(2D)Fmdfm/C]-(Vfo/C)=1300 кГц, при удалении ракеты от РЛС в 81,6 м,
а если ракета летит мимо РЛС (фиг.2), то сигналы частотой:
4-1
153,572
90
153,572
Fp=[(2D)Fmdfm/С]-(2Vfo Cos7,483/C)=2500 кГц, при удалении ракеты от РЛС в D=(А=20 м)/Sin7,483=153,572 м,
3-1
129,563
90
129.563
Fp=[(2D)Fmdfm/С]-(2Vfo Cos8,88/С)=2100 кГц, при удалении ракеты от РЛС в D=20/Sin8,88=129,563 м,
2-1
105,542
90
105,542
Fp=[(2D)Fmdfm/С]-(2Vfo Cos10,9235/С)=1700 кГц, при удалении ракеты от РЛС в D=20/Sin10,9235=105,542 м,
1-1
81,502
90
81.502
Fp=[(2D)Fmdfm/С]-(2Vfo Cos14,205/С)=1300 кГц, при удалении ракеты от РЛС в D=20/Sin14,205=81,502 м, при удалении, когда необходимо выдавать команду на постановку ракете пассивной помехи.
1-1
2-1
При перемещении ракеты мимо РЛС она преодолевает расстояния C и С за разные интервалы времени
1-1
t=(105,542 м Cos10,9235-81,502 м Cos14,205)/90 м/с=0,27355 с
2-1
t=(153,572 м Cos7,483-129,563 м Cos8,88)/90 м/с=0,26949 с,
1
2
а при подлете ракеты точно к РЛС она преодолеет расстояния C и C за равные интервалы времени
1
2
1
2
t=t=((105,6 м - 81,6 м)/90 м/с = (153,6 м - 129,6 м)/90 м/с = 0,2666 с, т.е. t-t=0.
1-1
2-1
1-1
2-1
Появление разности в интервалах времени t-t=0,00406 с можно использовать для выдачи заключения о том, что ракета летит мимо самолета с РЛС, и запретить выдачу команды на постановку пассивной помехи. Очевидно, что при меньших разностях в интервалах времени t-t можно утверждать, что ракета летит точно в самолет, и разрешить выдать команду на постановку пассивной помехи.
Фильтр 4 разностных частот выполняет в основном роль подавления суммарных частот преобразования, входных сигналов и сигнала гетеродина.
ую
В результате смешивания сигналов в смесителе 18, на его выходе будут сформированы сигналы, например, частотой в 200 кГц (+/-)0,5 кГц (см. ниже), попадающие в полосу пропускания (от 183 кГц до 220,5 кГц) широкополосного фильтра 19 и которые далее преобразуются усилителем - ограничителем 20 в меандр, содержащий, как известно, только нечетные гармоники. Узкополосный полосовой фильтр 21, имеющий полосу пропускания от 4189,5 кГц до 4210,5 кГц, выделяет только пусть 21 гармонику сигнала частотой
[200 кГц(+/-)0,5 кГц]21=[4200 кГц(+/-) 10,5 кГц]
и значительно подавляют все другие разностные сигналы и их гармоники.
Сигнал, снимаемый с выхода узкополосного полосового фильтра 21, преобразуется амплитудным детектором 22 в постоянное напряжение и на компараторе 23 сравнивается с опорным напряжением (шина 25). При превышении амплитуды входного сигнала над опорным, на выходе формирователя 24 формируется импульс, переключающий регистр 7 сдвига в очередное состояние.
Перед началом работы РЛС с коммутатора 6, через элемент ИЛИ 5, на регистр 7 сдвига и реверсивный счетчик 9 подают короткий импульс, устанавливающий данные устройства в исходное состояние.
ДО
ДО
При приходе на РЛС отраженного от ракеты сигнала с расстояния 153,6 м (ракета летит точно в РЛС) или 153,572 м (ракета летит мимо РЛС), на выходе смесителя 18 будет сформирован сигнал частотой 25F(+/-)0,5 кГц - 23F=200 кГц(+/-) 0,5 кГц, так как в качестве опорного сигнала на смеситель18 с генератора 16 непрерывного сигнала, через аналоговый сумматор 17 поступает опорный сигнал частотой 2300 кГц. При этом на выходе формирователя 24 будет сформирован короткий импульс, которым регистр сдвига 7 переведется в состояние с иным потенциалом на первом его выходе и которым будет дано разрешение начать реверсивному счетчику 9 суммирование счетных импульсов формируемых генератором 8.
ДО
ДО
Теперь, при приходе на РЛС сигнала от ракеты с расстояния 129,6 м (ракета летит точно в РЛС) или 129,563 м (ракета летит мимо РЛС), на выходе смесителя 18 будет сформирован сигнал частотой 23F-21F (+/-) 0,5 кГц. При этом на выходе формирователя 24 будет сформирован вновь короткий импульс, которым регистр 7 сдвига переведется в состояние с иным потенциалом на первом его выходе и которым будет дан запрет на подсчет импульсов.
ДО
ДО
Далее, при приходе на РЛС сигнала от ракеты с расстояния 105,6 м (ракета летит точно в РЛС) или 105,542 м (ракета летит мимо РЛС), на выходе смесителя 18 будет сформирован сигнал частотой 17F (+/-) 0,5 кГц-15F (при опорном сигнале частотой 1500 кГц). При этом на выходе формирователя 24 будет сформирован вновь короткий импульс, которым регистр 7 сдвига переведется в состояние с иным потенциалом на третьем его выходе и которым будет дано разрешение начать реверсивному счетчику 9 вычитание счетных импульсов.
ДО
ДО
И наконец, при приходе на РЛС сигнала от ракеты с расстояния 81,6 м (ракета летит точно в РЛС) или 81,502 м (ракета летит мимо РЛС), на выходе смесителя 18 будет сформирован сигнал частотой 15F-13F (+/-) 0,5 кГц. При этом на выходе формирователя 24 будет сформирован вновь короткий импульс, которым регистр 7 сдвига переведется в состояние с иным потенциалом на четвертом его выходе. При этом на выходе ждущего мультивибратора 12 установится высокий потенциал, а реверсивный счетчик 9 и регистр 7 сдвига установятся в исходное состояние.
Если в реверсивный счетчик 9 будет записано столько (почти столько) же счетных импульсов, сколько и списано, что будет соответствовать случаю прямого попадания ракеты в РЛС, то на выходе цифрового компаратора 10 будет сформирован высокий потенциал, который через элемент И 13 поступит на исполнительное устройство 14 в качестве команды на постановку помехи ракете.
Если же в реверсивный счетчик 9 будет записано меньше (гораздо) счетных импульсов, чем списано, что будет соответствовать случаю непопадания ракеты в РЛС, то на выходе цифрового компаратора 10 будет сформирован низкий потенциал, так как цифровые коды на его входах будут гораздо сильнее различаться, чем в предыдущем случае, и на вход исполнительного устройства 14 команда о необходимости постановки помехи не поступит.
Очевидно, что радиовзрыватель, установленный на ракете, например, типа (см. патент 2352955, RU, G01S 7/38), приближаясь к выброшенной ему навстречу в нужный момент времени металлической фольге, являющейся для него отражателем электромагнитных волн (пассивной помехой), среагирует на фольгу как на самолет и подорвет ракету в ненужном месте, вдали от самолета, а устройство активной защиты самолета от ракеты с радиовзрывателем, пущенной ему вдогон, выполненное с использованием только одной известной РЛС определения момента выдачи команды на пуск защитного боеприпаса, является более простой системой.
1-1
2-1
Очевидно также, что интервал времени t-t=0,00406 при иной скорости сближения самолета и ракеты будет иным. Для того чтобы исключить зависимость работы устройства (фиг.1) от скорости сближения объектов, можно измерять интервал времени между сменами потенциалов на первом и втором выходах регистра 7 сдвига, пропорциональный скорости сближения, запоминать измеренную величину, соответствующую цифровому коду на выходах реверсивного счетчика 9, после проведения им суммирования импульсов и устанавливать на выходах преобразователя кода, выполненного, например, на базе ППЗУ, заранее известное цифровое число для цифрового компаратора 10.