БОРТОВОЙ КОМПЛЕКС ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ОТ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ С ИНФРАКРАСНЫМИ ГОЛОВКАМИ САМОНАВЕДЕНИЯ

Полезная модель относится к вооружению, в частности, к системам оптоэлектронного противодействия (ОЭП) инфракрасным (ИК) головкам самонаведения (ГСН) управляемых ракет (УР) путем формирования непосредственно с борта защищаемого летательного аппарата (ЛА) активных помех, которые приводят к срыву самонаведения УР на цель (ЛА).
ИК ГСН является по существу оптоэлектронным прибором пассивного типа с ИК каналом связи «УР-ЛА» [1] и предназначен для дискретного во времени получения информации об угловых координатах цели (ЛА) посредством последовательной оптической и электронной обработки непрерывного ИК излучения (собственного теплового излучения) атакуемого ЛА и выработки соответствующих сигналов в тракте управления полетом атакующей УР.
Под оптоэлектронным противодействием (ОЭП) ГСН УР принято понимать комплекс мероприятий (действий), направленных на нарушение работы ГСН и, соответственно, снижение эффективности наведения УР на цель. Одним из наиболее эффективных методов ОЭП в настоящее время принято считать дезинформирующее воздействие на ГСН УР непосредственно с борта атакуемого ЛА [2]. В соответствии с принятой классификацией такие методы противодействия относятся к категории активных методов ОЭП, а соответствующие средства ОЭП к устройствам формирования излучения активной помехи [3]. Противодействие таких устройств нормальному функционированию ГСП основано на формировании в пространстве, окружающем цель, помехового излучения определенной структуры, которое при поступлении во входной тракт ГСН УР и при его дальнейшем преобразовании (обработке) становится источником ложной информации о местонахождении цели, несмотря на полную исправность ГСН. Механизм воздействия на ГСН активной помехи достаточно хорошо известен [4]. Установлено, что эффективность ОЭП зависит от спектрального диапазона излучения активной помехи, соответствующей спектральному диапазону чувствительности ГСН атакующей ракеты и величины пиковой силы излучения активной помехи.
К устройствам формирования излучения активных помех относятся средства формирования уводящих (перенацеливающих) помех, обеспечивающих смещение точки наведения ракеты с цели (атакуемого ЛА) в окружающее цель пространство, и средства формирования имитирующих помех, искажающих вырабатываемые ГСН управляющие сигналы. Устройства формирования излучения активной помехи, выполненные в виде уводящих средств ОЭП размещаются в рабочем состоянии, за пределами защищаемого ЛА. По способу применения в настоящее время используются, как правило, отстреливаемые уводящие средства - т.н. ложные тепловые цели (ЛТЦ), которые являются одноразовыми средствами противодействия и представляют собой заполненные горючим веществом капсулы, при возгорании которого возникает интенсивное ИК излучение, спектр которого соответствует спектральному диапазону функционирования ГСН атакующей ракеты. Установленное на борту защищаемого ЛА пусковое устройство по команде бортовой системы управления обеспечивает отстрел ЛТЦ, которая в момент выстреливания или сразу после выстреливания возгорается. Соотношение между скоростью возгорания и скоростью перемещения ЛТЦ относительно защищаемого ЛА выбирается таким, чтобы после полного разгорания ЛТЦ ЛА и ЛТЦ находились на расстоянии меньше углового разрешения ГСН атакующей УР. А поскольку сила излучения ЛТЦ в спектральном диапазоне работы ИК ГСН выше собственного теплового излучения защищаемого ЛА, то ГСН перенацеливается на ЛТЦ и переходит в режим сопровождения (слежения) ЛТЦ, которая удаляется от защищаемого ЛА.
Один из недостатков такого средства ОЭП ГСН состоит в том, что оно является расходуемым средством, а это неминуемо приводит к существенному увеличению массогабаритных показателей, что применительно к оборудованию, размещенному непосредственно на борту ЛА, является нежелательным. Именно поэтому в настоящее время уводящие средства ОЭП используются совместно с установленными на борту ЛА устройствами регистрации пуска атакующей УР. Так, например, известны американская система WIPPS [5] в составе подсистемы предупреждения о пуске ракет AN/AAR-47 (v) и автомата отстрела ЛТЦ AN/ALE-47 и израильская система «Брайтнинг» в составе подсистемы предупреждения о пуске ракет Guitar-350 и автомата сброса ЛТЦ. Указанные системы увеличивают эффективность применения систем, формирующих активные уводящие помехи, но не исключают полностью свойственный им недостаток, т.к. являются расходными средствами противодействия.
Указанного выше недостатка лишены устройства формирования активных помех, выполненные в виде имитирующих средств ОЭП, которые в рабочем состоянии совмещены с защищаемым ЛА и являются нерасходуемыми. Механизм воздействия на ИК ГСН активной помехи такого типа достаточно хорошо известен [4]. Указанный метод основан на формировании в пространстве (в направлении на атакующую УР) активной помехи в виде повторяющегося во времени оптического сигнала определенной структуры и интенсивности, искажающего управляющие сигналы ГСН и, соответственно, препятствующие процессу самонаведения УР на цель.
Известна разработанная американской фирмой «Нортроп-Груман» система ОЭП «Немезис» [6]. Указанная система индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН, выбранная в качестве прототипа, состоит из подсистемы регистрации пуска УР и направленного излучателя модулированного некогерентного ИК излучения. Используемая в системе «Немезис» подсистема регистрации пуска ракет AN/AAR-54 (v) обеспечивает регистрацию атакующей УР в зоне обзора 360° по азимуту и 100° по углу места и сопровождение атакующей ракеты с точностью до десятой доли углового градуса.
Следует отметить, что одна из основных проблем при осуществлении ОЭП ИК ГСН УР состоит в необходимости максимально возможного совпадения частоты модуляции излучения активной помехи с частотой модуляции ПК излучения от цели, принятой в ГСН УР, поскольку расстройка частоты модуляции ИК излучения активной помехи относительно частоты модуляции ГСН приводит к увеличению времени срыва самонаведения.
В реальных условиях частота модуляции излучения активной помехи и частота модуляции излучения от цели в ГСН, как правило, не совпадают, что приводит к увеличению минимального времени воздействия помехового излучения на ГСН, необходимого для срыва самонаведения, достигая в критическом случае величины сравнимой с минимальным временем полета УР, а это, в свою очередь, приводит к практической невозможности противодействия атакующему воздействию в виде парного пуска ракет с временным интервалом повторного пуска сопоставимого со временем реакции атакующей УР на формируемое ГСН управляющее воздействие, т.е. при интервале повторного пуска порядка 0,5 с.
Таким образом, недостаток системы индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН, выбранной в качестве прототипа, заключается в практической невозможности ОЭП парным пускам УР, когда временной интервал между последующими пусками составляет не более 0,5 с.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении живучести защищаемого ЛА за счет формирования активной помехи, обеспечивающей срыв самонаведения при парном пуске УР.
Указанная задача реализуется за счет объединения традиционных бортовых систем индивидуальной защиты ЛА, которые до настоящего времени представляли собой самостоятельные невзаимодействующие в процессе функционирования системы, в единый комплекс.
Заявляемый бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН, как и система индивидуальной защиты ЛА, выбранная в качестве прототипа, содержит устройство системы регистрации пуска и сопровождения атакующих УР и устройство формирования излучения активной помехи ГСН атакующих ракет, но в отличие от прототипа снабжен устройством формирования управляющего воздействия, задающим органом которого является устройство регистрации пуска и сопровождения атакующих УР, а устройство формирования излучения активной помехи ГСН атакующих ракет выполнено в виде комбинации блоков формирования имитирующей и уводящей помех, сопряженных через линии передачи команд управления с соответствующими выходами устройства формирования управляющего воздействия.
На фиг.1 представлена блок-схема варианта конкретного исполнение заявляемого бортового комплекса индивидуальной защиты ЛА.
Бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА состоит из устройства формирования излучения активной помехи 1 и устройства формирование управляющего воздействия 2. В состав устройства формирования излучения активной помехи 1 входят блок формирования имитирующей помехи 3, который в данном конкретном случае выполнен в виде излучателя направленного некогерентного модулированного ИК излучения, и блок формирования уводящей помехи 4, который в данном конкретном случае выполнен в виде пусковой установки ЛТЦ. В свою очередь излучатель (блок 2) содержит импульсную газоразрядную лампу с цезиевым наполнением, светоформирующую оптическую систему направленного типа, блок модуляции разрядного тока цезиевой лампы и поворотное устройство, снабженное следящим приводом (на фиг.1 не показаны). Поворотное устройство излучателя (блок 2) работает по принципу следящей системы [7], причем заданной входной величиной является направление на атакующую ракету, а рассогласованием служит угловая ошибка между пространственной ориентацией направленного излучателя (блок 2) и истинным направлением на атакующую УР. Принцип действия следящей системы и различные варианты ее технического осуществления достаточно хорошо известны. Устройство формирования управляющего воздействия 2 содержит задающий орган, выполненный в виде устройства регистрации пуска и сопровождения атакующей УР 5 и исполнительный орган 6, сопряженный через линии передачи команд управления 7 и 8 с блоками 3 и 4 устройства 1, соответственно.
В данном конкретном случае воспринимающий элемент (на фиг.1 не показан) устройства регистрации пуска и сопровождения атакующей УР 5 выполнен в виде группы идентичных по характеристикам работающих в УФ диапазоне пассивных оптоэлектронных датчиков мгновенного обзора. Использование таких датчиков по аналогичному назначению известно и подробного пояснения не требует.
Заявляемый бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН работает следующим образом. Первоначально, при отсутствии факта атаки УР, а только при ее угрозе устройство формирования излучения активной помехи 1 находится в дежурном режиме и генерация излучения активной помехи отсутствует. Воспринимающий элемент устройства регистрации пуска и сопровождения атакующей УР 5 осуществляет «мгновенный» обзор пространства во всей зоне защиты ЛА, которая в данном конкретном случае составляет 360° в азимутальной плоскости. При входе в зону чувствительности устройства 5 атакующей УР устройство 5 осуществляет регистрацию факта ракетной атаки по фиксации УФ излучения факела реактивного двигателя УР, а исполнительный орган 6 устройства 2 формирует управляющий сигнал, который поступает по линии передачи команд управления 7 на вход блока 3. Под воздействием управляющего сигнала блок 3 переходит в режим генерации модулированного ИК излучения, а следящий привод осуществляет пространственную ориентацию излучения активной помехи по направлению на атакующую УР и осуществляет ее сопровождение.
Следует отметить, что УФ датчики мгновенного обзора обеспечивают сопровождение атакующей УР с точностью до десятой доли углового градуса, что позволяет увеличить пиковую силу излучения имитирующей активной помехи в направлении на атакующую УР за счет сужения сектора излучения. С одной стороны это дает возможность уменьшить время воздействия имитирующей активной помехи до срыва самонаведения ГСН атакующей УР, но с другой стороны исключает возможность воздействия имитирующей помехи от блока 3 на УР при осуществлении противником парного пуска.
При осуществлении противником парного пуска с интервалом между последующими пусками порядка 0,5 с воспринимающий элемент устройства регистрации пуска и сопровождения атакующей УР 5 регистрирует повторный пуск УР, а исполнительный орган 6 формирует управляющий сигнал, который по линии передачи команд управления 8 поступает на вход пускового устройства ЛТЦ блока формирования уводящей помехи 8. Пусковое устройство переходит в боевой режим и осуществляет отстрел ЛТЦ. Таким образом, в направлении на атакующие УР парного пуска формируется активная помеха в виде комбинации имитирующей и уводящей помех, структура и пространственное распределение которой определяется совместным действием излучателя направленного некогерентного модулированного излучения и ЛТЦ.
Заявляемый бортовой комплекс индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН способен обеспечить защиту ЛА при осуществлении парного пуска УР с интервалом между последующими пусками не более 0,5 с и при этом массогабаритные показатели комплекса не только не превосходят, но и могут быть снижены по сравнению с размещаемыми на борту ЛА традиционными средствами индивидуальной защиты, которые не объединены в единый комплекс, что применительно к оборудованию, размещенному непосредственно на борту ЛА, является определяющим.
Промышленная применимость заявляемого бортового комплекса индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН определяется возможностью его многократного воспроизведения в процессе производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.
Литература:
1. Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов, М.: Машиностроение, 1984.
2. Зарубежное военное обозрение, №9, 2002, стр.35.
3. Самодергин В.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, НИИ «ЗЕНИТ», МЭН, 1988.
4. Защита самолетов от ракет с ТГСН. Под общей редакцией Мишука М.Н., М.: Воениздат, 1982.
5. Зарубежное военное обозрение, №12, 2005, стр.37.
6. Зарубежное военное обозрение, №5, 2003, стр.40.
7. Большая советская энциклопедия, М.: Изд. «Советская энциклопедия», 1976.