ЗАЩИТНАЯ МАСКИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, ПОДВЕРГАЮЩЕГОСЯ РАДИОЛОКАЦИОННОМУ ОБЛУЧЕНИЮ
PROTECTIVE MASKING SYSTEM FOR AIRCRAFT EXPOSED TO RADIOLOCATING RADIATION

Предлагаемое изобретение относится к средствам защиты и маскирования объектов от систем радиолокационного облучения и опознавания, захвата, автоматического сопровождения и целеуказания, работающих в радиолокационном диапазоне электромагнитного спектра.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является защитная маскирующая система для конструкций, в том числе летательных аппаратов, подвергающихся радиолокационному облучению, содержащая отражающие элементы с профилированными поверхностями, в виде многогранных пирамид, конусов, полуовалов и других фигур, установленных на защищаемые поверхности конструкций, и имеющая защитный и поглощающий экраны.
/RU №2075721 C1 МПК F41H 3/00, H01Q 17/00. Опубл. 1997/ /1/.
Известная маскирующая защитная система является конструктивно сложной, тяжелой, создает значительное аэродинамическое сопротивление, в частности, при ее использовании на летательных аппаратах, и не обеспечивает, из-за хаотичного рассеивания, достаточного поглощения отраженного и переотраженного облучений.
Задача изобретения является создание эффективной защитной маскирующей системы для конструкций летательных аппаратов, в том числе для элементов двигателей при их облучении в передней и задней полусферах.
Ожидаемый технический результат - снижение уровня обратного отражения от составных частей летательного аппарата при его облучении широким спектром радиоволн, обеспечивающего повышение эффективности защиты летательного аппарата от ракет с головкой самонаведения, упрощение конструкции, уменьшение аэродинамического сопротивления проточной части, габаритов и массы его силовой установки.
Технический результат достигается тем, что предлагаемая защитная маскирующая система для летательного аппарата, подвергающегося радиолокационному облучению, содержащая отражающие элементы с профилированными поверхностями, защитный и поглощающий экраны, по предложению, снабжена, по меньшей мере одной, зоной локализации отраженного радиолокационного облучения, расположенной в воздухозаборнике и(или) в выходном устройстве силовой установки аппарата, причем поглощающий экран установлен в зоне локализации, а профилированные поверхности отражающих элементов расположены под углом, обеспечивающим отражение и(или) переотражение облучения на поглощающий экран. Поглощающий экран может быть выполнен как элемент конструкции силовой установки летательного аппарата, в том числе быть съемным или выполненным на поверхностях воздухозаборника и(или) выходного устройства силовой установки аппарата.
Сущность изобретения заключается в формировании плоских граней на поверхностях элементов конструкции силовой установки, видимых для источников облучения, геометрически ориентированных под углом к падающему радиолокационному лучу таким образом, что отраженный и (или) переотраженный лучи направляются в зоны локализации для их поглощения, причем характеристические зоны могут располагаться как на поверхностях летательного аппарата, так и на поверхностях двигателя.
Поглощающий экран изготавливается как составная часть конструкции силовой установки летательного аппарата, в том числе в виде съемного элемента из специального поглощающего материала, либо в виде нанесенного (например, путем напыления) на поверхность экрана слоя специального вещества.
Составными частями летательного аппарата и двигателя, видимыми с передней полусферы, могут быть: канал воздухозаборника с зоной локализации и поглощения, поверхность которой обеспечивает способность поглощать энергию радиолокационных лучей, входной кок, внешняя поверхность которого содержит отражающие гладкие плоские грани (например, в виде кольцевых горизонтально и вертикально ориентированных и соединенных между собой расточек), при необходимости защищенных от набегающего потока воздуха экраном из радиопрозрачного материала, а также лопатки входного направляющего аппарата и компрессора.
Составными частями летательного аппарата и двигателя, видимыми с задней полусферы, могут быть: канал выходного устройства с зоной локализации и поглощения, поверхность которой обеспечивает способность поглощать энергию радиолокационных лучей (например, с нанесенным покрытием), затурбинные кок и стойки, поверхности которых состоят из отражающих гладких плоских граней (выполненных, например, в виде горизонтально и вертикально ориентированных и соединенных между собой расточек) и, при необходимости, защищенных от выходящего потока газов экраном из радиопрозрачного материала, а также лопаток последних ступеней турбины и других элементов конструкции. Причем, отражающие поверхности некоторых видимых составных частей конструкции силовой установки, например входного и затурбинного коков, могут выполняться как их дополнительные конструктивно-технологические элементы в виде горизонтально и вертикально ориентированных и соединенных между собой плоских граней (типа кольцевых расточек или поясов для осесимметричных деталей, расположенных по внешнему периметру и образующих ломаную линию).
При облучении составных частей силовой установки отраженное излучение от видимых поверхностей попадает на радиолокационную станцию или иные радарные системы, с которых излучение было послано, а направляется в зоны поглощения за счет геометрически организованного отражения и переотражения энергии луча, что резко снижает эффективность головок самонаведения оружия противника.
Основными конструктивно-технологическими мероприятиями по реализации изобретения являются: подбор углов наклона отражающих поверхностей граней, с учетом общей компоновки видимых составных частей элементов конструкции в составе силовой установки, системы управления ими и пространственного положения сложно профилированных рабочих поверхностей (прежде всего поверхностей перьев лопаток), а также повышение класса технологической чистоты отражаемых поверхностей.
Поскольку в передней полусфере основной вклад в уровень заметности летательного аппарата вносят канал воздухозаборника, входной кок, входной направляющий аппарат и рабочие лопатки компрессора низкого давления, основным способом по снижению эффективной площади рассеивания является нанесение радио прозрачного покрытия на видимые элементы конструкции, установка во входное устройство коаксиальных радиопоглощающих решеток и др.
Известные мероприятия по снижению радиолокационной видимости элементов конструкции газотурбинного двигателя, как правило, ухудшают летно-технические характеристики летательного аппарата. Нанесение радио прозрачного покрытия на элементы конструкции проточной части приводит к снижению расхода воздуха, степени сжатия, запасов устойчивости компрессоров, ухудшает работу поворотных сопел и др.
Очевидно, что наибольший вклад в радиолокационную заметность вносят как собственное отражение от входного и затурбинного коков, так и переотраженное - от поверхностей лопаток компрессора и турбины. В том случае, когда на рабочих лопатках компрессора и турбины отсутствуют поверхности, расположенные перпендикулярно входящему радиолокационному лучу (кроме их входных и выходных кромок соответственно), отражение от указанных элементов газотурбинного двигателя может попасть только на поверхности каналов воздухозаборника и выходного устройства, входного и выходного коков.
Фиг.1 Схема защитной маскирующей системы в передней полусфере
Фиг.2 Выров А
Фиг.3 Схема защитной маскирующей системы в задней полусфере
Фиг.4 Выров Б
Защитная маскирующая система, выполненная на летательном аппарате, содержит видимые с передней полусферы канал воздухозаборника 1, зону локализации и поглощения радиолокационных лучей 2, экран 3 из покрытия, способного поглощать радиолокационные сигналы, входной кок 4, профилированную поверхность 5, из отражающих гладких кольцевых граней (расточек), ориентированных относительно экрана, защитный экран 6 от набегающего потока воздуха из радиопрозрачного материала, лопатки входного направляющего аппарата 7 и компрессора 8.
Защитная маскирующая система, выполненная на летательном аппарате, содержит видимые с задней полусферы выходной канал 9, зону локализации и поглощения радиолокационных лучей 10, экран 11 из покрытия, способного поглощать радиолокационные сигналы, форсажную камеру 12, стабилизаторы 13, затурбинный кок 14, выходные профили 15, выходную профилированную поверхность 16, из отражающих гладких кольцевых граней (расточек), ориентированных относительно экрана, защитный экран 17 от отходящего потока газов из радиопрозрачного материала.
Приведенные варианты изготовления защитной маскирующей системы не являются исчерпывающими. В рамках предложения допустимы и другие варианты ее изготовления.
Защитная маскирующая система работает следующим образом.
Наиболее уязвимой для летательного аппарата, использующего предлагаемую маскирующую систему, против систем опознавания, захвата, автоматического сопровождения и целеуказания, работающих в радиолокационном диапазоне электромагнитного спектра, является случай, при котором радиолокационное облучение направляется фронтально навстречу движению (в передней полусфере) или вдогонку (в задней полусфере) летательному аппарату. Радиолокационные лучи, фронтально попадающие в канал воздухозаборника 1, частично отражаются от профилированной поверхности 5, отражающего элемента, расположенного на поверхности кока 4, в направлении зоны локализации и поглощения 2. В зоне 2 энергия отраженных радиолокационных лучей поглощается экраном 3. При облучении лопаток входного направляющего аппарата и компрессора низкого давления практически отсутствуют поверхности, расположенные перпендикулярно входящему радиолокационному лучу (кроме их входных кромок). По этой причине энергия отраженных и переотраженных лучей от лопаток компрессора низкого давления 8 распределяется и многократно отражается и переотражается на внутреннюю поверхность корпуса вентилятора низкого давления и на профилированные поверхности 5 отражающего элемента, расположенного на поверхности кока 4, и направляется в зону 2 канала воздухозаборника 1. В случае возникновения по отношению к лучу горизонтально ориентированных профилированных поверхностей 5 кока 4, отраженная и переотраженная энергия радиолокационных лучей может быть направлена только в зону 2 канала воздухозаборника 1, где происходит ее поглощение на экране 3. Аналогично работает защитная маскирующая система при радиолокационном облучении вдогонку к летательному аппарату.
Снижение радиолокационной видимости элементов конструкции газотурбинных двигателей (входного и затурбинного кока, входного направляющего аппарата, рабочих лопаток 1-й ступени компрессора низкого давления и последней ступени турбины низкого давления и др.) достигается в комплексе с конструктивно-технологическими мероприятиями по общей компоновке силовой установки в составе авиационного комплекса и повышении класса чистоты их поверхностей, что обеспечивается при их изготовлении.
Применение изобретения позволяет снизить уровень обратного отражения от составных частей летательного аппарата при его облучении широким спектром радиоволн, повысить эффективность защиты летательного аппарата от ракет с головкой самонаведения, упростить конструкцию, уменьшить аэродинамическое сопротивление проточной части, габаритов и массы его силовой установки.