УСТРОЙСТВО АКТИВНЫХ ПОМЕХ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ОТ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ С ИНФРАКРАСНЫМИ ГОЛОВКАМИ САМОНАВЕДЕНИЯ

Полезная модель относится к вооружению, в частности к устройствам индивидуальной защиты летательного аппарата (ЛА) от управляемых ракет (УР) с инфракрасными головками самонаведения (ИК ГСН), путем постановки активных помех, обеспечивающих искажение управляющих сигналов ГСН, непосредственно с борта атакуемого ЛА.
ИК ГСН УР по существу является оптикоэлектронным прибором пассивного типа с ИК каналом связи «УР-ЛА» [1] и предназначена для непрерывного или дискретного во времени получения информации о координатах цели (атакуемого ЛА), посредством последовательной оптической и электронной обработки собственного теплового (ИК) излучения цели, и выработки соответствующих сигналов в тракте управления полетом УР. Механизм воздействия на ИК ГСН активной помехи в виде некогерентного модулированного ИК излучения достаточно хорошо известен [2]. В частности известно устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН, реализующее указанный принцип [3]. Это устройство обеспечивает срыв самонаведения УР при всего лишь 3...5 кратном превышении пиковой силы помехового излучения над собственным тепловым (ИК) излучением ЛА, в то время как другие известные устройства аналогичного назначения обеспечивают срыв самонаведения УР не менее чем при 10 кратном превышении. Указанное преимущество устройства [3] обусловлено тем, что активная помеха формируется в виде пространственно модулированного некогерентного ИК излучения. Устройство активных помех для защиты ЛА от УР с ИК ГСН согласно [3], выбранное в качестве прототипа, содержит излучатель пространственно модулированного некогерентного ИК излучения в составе источника излучения и модулятора. Источник некогерентного ИК излучения, согласно [3], выполнен в виде группы идентичных по светотехническим характеристикам светоформирующих элементов, установленных так, что угловая величина базы между световыми центрами каждой пары соседних светоформирующих элементов не превосходит максимального угла поля зрения оптической системы ИК ГСН при минимальной дальности пуска УР. Модулятор прототипа выполнен в виде блока формирования управляющего воздействия на группу светоформирующих элементов и обеспечивает циклическое, попеременно от теплового центра ЛА к периферии, включение и выключение светоформирующих элементов, причем длительность включения каждого светоформирующего элемента в одном цикле равно периоду модуляции деленному на количество светоформирующих
элементов в группе. Естественно, что максимальный эффект по критерию промаха ракеты относительно цели достигается, когда активная помеха в виде пространственно модулированного некогерентного ИК излучения формируется на частоте контура управления УР [4], но в реальных условиях частота модуляции помехового излучения, определяемая заложенной в блок формирования управляющего воздействия на группу светоизлучающих элементов программой, и частота контура управления атакующей УР не совпадают из-за отсутствия данных о типе атакующей УР.
Таким образом, недостаток устройства активных помех, выбранного в качестве прототипа, заключается в невозможности обеспечения высокой точности совпадения частоты модуляции помехи с частотой контура управления атакующей УР, что приводит к снижению эффективности по критерию промаха ракеты.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении эффективности воздействия помехового излучения, на процесс самонаведения УР, за счет определения частоты контура управления атакующей УР и модуляции помехового излучения на этой частоте.
Заявляемое устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН, как и устройство, выбранное в качестве прототипа, содержит блок формирования пространственно модулированного некогерентного ИК излучения. Отличие от прототипа состоит в том, что в цепи управления частотой модуляции блока формирования пространственно модулированного некогерентного ИК излучения установлен блок фотометрирования излучения ракетного двигателя атакующей УР. Указанный блок содержит фотоэлектрический приемник ультрафиолетового (УФ) излучения и последовательно соединенный с ним регистратор временного интервала между следующими друг за другом импульсами принимаемого сигнала.
На фиг.1 представлена блок-схема варианта конкретного исполнения заявляемого устройства активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР с ИК ГСН.
Заявляемое устройство содержит источник некогерентного ИК излучения 1, блок управления частотой модуляции источника некогерентного РЖ излучения 2 и блок фотометрирования излучения реактивного двигателя атакующей УР 3. В состав источника некогерентного ИК излучения 1 входят четыре идентичных по светотехническим характеристикам светоформирующих элементов 4, 5, 6, 7, которые в данном случае размещены асимметрично относительно теплового центра ЛА 8. Базы световых центров соседних светоформирующих элементов (4-5, 5-6, 6-7) равны между собой и соответствуют расстоянию от теплового центра ЛА 8 до светового центра ближайшего светоформирующего элемента - 4. В данном конкретном случае светоформирующие элементы 4, 5, 6, 7 выполнены в виде газоразрядных ламп с цезиевым наполнением. Блок управления частотой модуляции ИК излучения 2 за счет циклического попеременно от теплового центра ЛА 8 к периферии включения и выключения светоформирующих элементов (газоразрядных ламп) 4, 5, 6, 7 выполнен в виде обычной, применяемой для газоразрядных ламп, схемы модуляции разрядного тока. Блок фотометрирования излучения реактивного двигателя атакующей УР
3 выполнен в виде последовательно соединенных фотоэлектрического приемника УФ излучения 9 и электронного регистратора временного интервала между следующими друг за другом импульсами принимаемого сигнала 10, выход которого является информационным входом блока управления частотой модуляции источника ИК излучения 2. Использование фотоэлектрических приемников УФ диапазона в аппаратуре предупреждения о пуске УР по регистрации УФ составляющей излучения факела реактивного двигателя достаточно хорошо известно. Так система AN/AAR-54 (v) фирмы «Нортроп-Грумман» [5] обеспечивает обнаружение факта пуска ракеты с любого направления (в зоне обзора 360° по азимуту и углу места) при использовании фотоэлектрического приемника в виде комплекта из шести УФ датчиков. Электронные схемы, предназначенные для измерения временных интервалов между следующими друг за другом импульсами, достаточно хорошо известны и находят широкое применение в импульсной технике, устройствах обработки сигналов, радиолокаторах и поэтому подробного пояснения не требуют [6, 7].
Заявляемое устройство активных помех для индивидуальной защиты летательного аппарата от УР с ИК ГСН работает следующим образом.
Атакующая ЛА УР с ИК ГСН, выполнена по принципу следящей системы, в которой контролируемой величиной (т.н. рассогласованием) служит отклонение ракеты от направления на цель (атакуемый ЛА), причем воспринимающим органом является ИК ГСН, а исполнительным органом - рулевое устройство. ИК ГСН УР воспринимает лучистый поток от цели (собственное ИК излучение ЛА), преобразует его и вырабатывает управляющий электрический сигнал, который после соответствующего преобразования подается на силовые приводы рулевого устройства. Управляющий сигнал через приводы отклоняет рули и вызывает поворот продольной оси УР в сторону атакуемого ЛА, причем управляющее воздействие поступает с частотой, определяемой конструктивными особенностями контура управления атакующей УР. Таким образом, даже при отсутствии активной помехи траектория УР имеет вид близкий к волнообразной кривой, постепенно приближающейся к направлению на цель, а периодичность «рысканий» (отклонений продольной оси УР от направления на цель) соответствует частоте контура управления УР.
Факел реактивного двигателя атакующей УР является источником излучения не только в ИК, но и в УФ диапазонах, причем источником УФ излучения (свободные радикалы ионизированного газового потока) является часть факела, которая примыкает к соплу реактивного двигателя. Первым признаком угрозы ракетной атаки является фаза пуска реактивного двигателя. Во время этой фазы ракетное топливо горит с наибольшей интенсивностью и мощность излучения в УФ диапазоне максимальна. На маршевом участке траектории полета УР интенсивность УФ излучения ниже, однако, как следует из [8] вполне достаточна для выработки сигнала о нахождении УР в атакоопасной зоне при приемлемой тактической дальности обнаружения, причем на величину регистрируемой интенсивности УФ излучения в значительной степени влияет пространственная ориентация УР относительно направления на приемник излучения.
Наведение УР на цель сопровождается периодическим изменением ориентации продольной оси УР относительно направления на цель (рыскание) и, следовательно, изменением интенсивности УФ излучения от факела реактивного двигателя в направлении на цель (атакуемый ЛА) с частотой равной частоте колебаний УР в направлении линии визирования цели, которая в свою очередь равна частоте контура управления атакующей УР. Амплитуда модулированного УФ излучения от факела реактивного двигателя УР в направлении на цель является мерой угла рассогласования и тем выше, чем больше рассогласование. В данном конкретном случае интенсивность УФ излучения в направлении на цель изменяется в несколько раз, что существенно облегчает регистрацию частоты модуляции по амплитуде сигнала.
Итак, фотоэлектрический приемник УФ излучения 9 воспринимает УФ излучение от реактивного двигателя атакующей УР и преобразует его в последовательность электрических импульсов, несущих информацию о величине частоты контура управления присущей атакующей УР. Электронный блок 9 преобразует указанную последовательность электрических импульсов в управляющий сигнал, величина которого строго соответствует временному интервалу между следующими друг за другом электрических импульсов (т.е. частоте контура управления атакующей УР). Управляющий сигнал с блока 9 поступает на блок управления 2, который вырабатывает последовательность токовых импульсов, временная структура которых соответствует частоте контура управления атакующей УР. Газоразрядные лампы 4, 5, 6, 7 преобразуют последовательность токовых импульсов в импульсы РЖ излучения, которые по длительности равны между собой и в сумме равны временному промежутку, определяемому частотой контура управления атакующей УР. Таким образом группа светоформирующих элементов (газоразрядных ламп) 4, 5, 6, 7 формирует временную последовательность импульсов РЖ излучения равной длительности в различных точках атакоопасной зоны, причем модуляции помехового излучения осуществляется на частоте контура управления атакующей УР, что существенно повышает эффективность активной помехи по критерию промаха ракеты относительно цели.
Заявляемое устройство обеспечивает эффективную защиту ЛА при использовании противником УР различного типа.
Промышленная применимость заявляемого устройства определяется возможностью его многократного воспроизведения в процессе изготовления в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.
Литература:
1. Л.П.Лазарев «Оптоэлектронные приборы наведения летательных аппаратов», М., Машиностроение, 1984.
2. М.Н.Мишук «Защита самолетов от ракет с тепловыми головками самонаведения», М., Воениздат, 1982.
3. Патент РФ №25590, F41H 13/00, 10.10.2002 Бюл. №28.
4. В.А.Самодергин, диссертация на соискание степени КТН, НИИ «Зенит» -
МЭИ, 1988.
5. Зарубежное военное обозрение, №12, 2005, стр.37.
6. Ю.Н.Ерофеев «Импульсная техника», М, 1984.
7. П.Хоровец, У. Хилл «Искусство схемотехники», М., Мир, 1993.
8. Зарубежное военное обозрение, №2, 2002, стр.33.