ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ

Оптико-механический модуль (полезная модель) относится к противоракетному оборудованию воздушных судов и предназначен для работы в составе систем защиты воздушных судов (пассажирских, транспортных и боевых самолетов, самолетов деловой авиации и вертолетов) от управляемых ракет с инфракрасными головками самонаведения переносных ракетных зенитных комплексов (ПЗРК).
Известно техническое решение, содержащее приемопередатчик с приводом поворота с оптическим каналом и генератор лазерного излучения, выход которого соединен с оптическим каналом, входящее в состав системы защиты гражданского самолета. [1] (патент №2238510 F41H 11/02, G06F 165 “Способ и система автоматического управления”). Приемопередатчик с оптическим каналом и приводом поворота, а также генератор лазерного излучения, на практике, объединяют в оптико-механический модуль для обеспечения “точного” ориентирования лучей оптической системы в процессе сопровождения и срыва наведения на самолет атакующей ракеты с инфракрасной головкой самонаведения воздействием мощного излучения лазерного генератора.
Недостатком известного решения [1] являются высокие конструктивные требования к точности пространственной стыковки выхода генератора со входом приемопередатчика, влияющие на эффективность защиты.
Известно техническое решение (прототип), входящее в систему защиты от ракет [2] (Патент №2511513, f41h 11/02, g01s 7/495, “Способ и система защиты воздушных судов от ракет переносных зенитных ракетных комплексов”), содержащее два оптических блока: блок приемопередатчика, включающий приемный оптический канал, передающий оптический канал с оптическим входом, головное зеркало с приводом поворота и блок генератора лазерного излучения с оптическим выходом, лазерный луч от которого направлен на оптический вход блока приемопередатчика. Блок приемопередатчика и блок генератора лазерного излучения функционально объединены в оптико-механический модуль, при этом блок приемопередатчика закреплен на силовой раме объекта, а блок генератора - на блоке приемопередатчике.
Недостатками известного решения [2] являются высокие требования к точности стыковки (юстировки) выхода генератора со входом передающего оптического канала приемопередатчика, определяемые необходимостью согласования направления луча лазерного генератора с осью передающего оптического канала для эффективного противодействия системе наведения ракет с оптической головкой самонаведения. Кроме того, крепление блока приемопередатчика с оптическими каналами и головным зеркалом с приводом поворота, непосредственно на установочной раме борта воздушного судна (объекта), а блока лазерного генератора - консольно на блоке приемопередатчика, снижает ударопрочность и вибростойкость оптико-механического модуля, а также усложняет замену блоков в условиях эксплуатации.
Целью создания полезной модели является:
- снижение конструктивных требований к допускам стыковочных плоскостей блока приемопередатчика и блока генератора;
- обеспечение юстировки в процессе замены на борту одного из блоков в условиях эксплуатации;
- повышение ударопрочности и вибростойкости оптико-механического модуля.
Указанная цель достигается тем, что между блоком приемопередатчика и блоком лазерного генератора ведено устройство соединительное в виде плиты с окном для оптической связи блоков и узлами крепления плиты непосредственно на установочной раме объекта, при этом блоки крепятся на плите.
Оптико-механический модуль отличается от известного технического решения, содержащего блок приемопередатчика с оптическим входом и блок генератора лазерного излучения с оптическим выходом, лазерный луч от которого направлен на оптический вход блока приемопередатчика, тем, что между блоком приемопередатчика и блоком генератора лазерного излучения ведено устройство соединительное в виде плиты с окном для оптической связи блоков, узлами крепления плиты на воздушном судне и возможностью крепления блоков на плите.
Кроме того, плита оснащена узлами крепления блока генератора лазерного излучения с возможностью изменения угла между стыковочными плоскостями.
Кроме того, плита оснащена узлами крепления блока приемопередатчика с возможностью изменения угла между стыковочными плоскостями.
Сущность полезной модели поясняется рисунками фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 (а, б).
На фиг. 1 изображена блок - схема оптико-механического модуля; на фиг. 2 - устройство соединительное (плита, установленная на раме воздушного судна); на фиг. 3 (а, б) - схема установки блоков на плите (а), юстировочная пластина (б). На фиг. 3 вид “В” - схема установки юстировочной пластины.
Фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 (а, б) приняты следующие условные обозначения: 1 - система защиты; 2 - оптико-механический модуль; 3 - блок приемопередатчика; 4 - приемный оптический канал; 5 - передающий оптический канал; 6 - оптический вход; 7 - привод поворота; 8 - головное зеркало; 9 - блок генератора лазерного излучения; 10 - оптический выход; 11 - лазерный луч; 12 - ракета; 13 - оптическая головка самонаведения; 14 - рама воздушного судна; 15 - устройство соединительное (плита); 16 - окно оптической связи; 17 - оптическая ось модуля.
Кроме того на фиг. 2 и фиг. 3: 18 - узел крепления плиты к раме воздушного судна; 19 - узел крепления блока приемопередатчика; 20 - узел крепления блока генератора лазерного излучения; 21 -направление лазерного луча (до юстировки); 22 - юстировочная пластина;
β - угол юстировки;
γ - угол между стыковочными плоскостями; γ=β
L - расстояние крепежной установочной базы.
Работа оптико-механического модуля 2 (фиг. 1), входящего в состав систем защиты (1) воздушных судов заключается в следующем:
После определения бортовой аппаратурой системы защиты факта пуска и направления на ракету, управляющий сигнал воздействует на привод поворота (7), поворачивая головное зеркало (8) до момента захвата ракеты по инфракрасному излучению двигателя ракеты, которое по приемному оптическому каналу (4) поступает в бортовую систему формирования управляющего сигнала сопровождения ракеты.
I
При устойчивом сопровождении ракеты включается генератор лазерного излучения (9) в режим подавления системы управления ракеты. Лазерный луч (11) с оптическиого выхода (10) блока генератора лазерного излучения (9) через окно оптической связи (16) плиты (15), закрепленной (см. фиг. 2) на раме воздушного судна (14), направлен по оси 0-0(17) на оптический вход (6) блока приемопередатчика (3) и по оптическому каналу 5 - на головное зеркало (8) и далее излучается в сторону ракеты. Отраженное от головки системы наведения ракеты лазерное излучение поступает в приемный канал и преобразуется в бортовой системе в команду на включение генератора лазерного излучения. В результате воздействия лазерного излучения на оптическую систему наведения ракеты происходит срыв наведения ракеты. Факт срыва атаки характеризуется исчезновением отраженного сигнала.
Блоки приемопередатчика (3) и генератора лазерного излучения (9) установлены с противоположных сторон плиты, оснащенной узлами крепления (19) блока приемопередатчика и узлами крепления (20) блока генератора, при этом плита (фиг. 2) закреплена посредством узлов 18 на силовой раме (14) воздушного судна.
1
max
Крепление блоков с противоположных сторон плиты (фиг. 3а) при обслуживании и ремонте обеспечивает независимый демонтаж одного из блоков. При замене блоков, в случае отклонения луча 21 от оси 0-0 (17), производится юстировка с помощью ступенчатых юстировочных пластин 22 (фиг. 3б), установленных на узлах крепления 20 блока генератора 9 (или на узлах крепления блока приемопередатчика). Максимальная толщина ступени котировочных пластин 22 h (мм) определяется выражением:
где,  - значение максимального угла отклонения лазерного луча;
L - расстояние крепежной установочной базы (мм).
max
При максимальных отклонениях луча, например, на  и расстояния крепежной установочной базы L=86 мм, максимальная толщина ступени h=1,5 мм.
Монтаж и демонтаж оптико-механического модуля может производится без снятия блоков вместе с плитой.
Таким образом устройство соединения (плита) позволяет:
- снижать конструктивные требования к допускам стыковочных плоскостей блока приемопередатчика и блока генератора;
- обеспечивать юстировку в процессе замены на борту одного из блоков в условиях эксплуатации;
- повышать ударопрочность и вибростойкость оптико-механического модуля.
Конструкция устройства соединения (плиты) при реализации не представляет техническических сложностей и ее конфигурация, массо-габаритные и прочностные характеристики определяются расчетами исходя из конструктивных параметров конкретных блоков. Экспериментальная проверка эффективности применения плиты подтвердила прогнозируемый технический результат. Котировочные пластины на практике могут быть реализованы с большим или меньшим количеством ступеней.
Источники информации.
1. В.И. Кузьмин, патентообладатель - Закрытое акционерное общество “СТИВТ” Способ и система автоматического управления, F41H 11/02, G06F 165, патент №2238510.
2. Бутузов В.В., Великанов С.Д., Гаранин С.Г., Иванов В.П., Кислецов А.В., Яцык B.C. патентообладатель - Открытое акционерное общество “НИИ “Экран”. Способ и система защиты воздушных судов от ракет переносных зенитных ракетных комплексов, МПК F41H 11/02, G01S 7/495, №2511513 (прототип).
3. МПК F41J 2/02, F41H 11/02; №2141094; опубликовано 10.11.99. Патентообладатель - Государственный высокогорный научно-исследовательский испытательный центр авиационной техники и вооружения. Способ защиты летательных аппаратов от ракет, оснащенных головками самонаведения.
4. МПК B64D 7/00; F41H 11/02; F41J 2/02; №2347720; опубликовано 27.02.09. Патентообладатель - Общество с ограниченной ответственностью “СПЕЦТЕХ” (RU). Система защиты летательных аппаратов от управляемого оружия с инфракрасными головками самонаведения.
5. МПК F41H 11/02; №2298760; опубликовано 10.05.07. Патентообладатель - Институт теплофизики экстремальных состояний Объединенного института высоких температур Российской академии наук (ИТЭС ОИВТ РАН) (RU). Способ противоракетной защиты летательного аппарата.
6. МПК F41H 11/02; №2336486; опубликовано 20.10.08. Патентообладатель - Тикменков В.Н., Колесник В.Н. Комплекс самозащиты летательных аппаратов от зенитных управляемых ракет.