Индивидуальная деформирующая маска для подвижного объекта с адаптивной системой управления физическими параметрами маскировочного покрытия

Полезная модель относится к адаптивным средствам маскировки, в частности к деформирующим маскам с управляемыми элементами относительно поверхности маскируемого подвижного объекта, предназначенным для искажения его внешнего вида, снижающего вероятности обнаружения и распознавания объекта средствами разведки одновременно в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах спектра ЭМВ.
Требуемый маскировочный эффект подвижного объекта в условиях ведения разведки современными средствами может достигаться только с одновременным снижением заметности объекта:
- в видимом диапазоне за счет искажения контуров объекта, что затрудняет его идентификацию средствами разведки;
- в инфракрасном диапазоне за счет экранирования и рассеивания теплового излучения, идущего от объекта;
- в радиолокационном диапазоне за счет отражения волны в направлении, отличном от линии визирования «средство разведки - объект» и за счет применения радиопоглощающих материалов.
Известно устройство для маскировки подвижного объекта, содержащее базовую машину, основание и маску [Описание к авторскому свидетельству СССР "Устройство для маскировки подвижного объекта" 2834157/40-23 от 30.10.79. М. кл3 F41Η 3/00. Бюллетень 30 от 27.10.99.]. Основание устройства выполнено из закрепленного на носу базовой машины ведущего трехсекционного барабана, состоящего из средней цилиндрической катушки и боковых конических катушек с винтовыми ручьями, а на корме базовой машины закреплены ведомые ролики с запасованными в них параллельными канатами, соединенными с маской, намотанной на цилиндрическую катушку.
Известны складывающиеся маски-козырьки, расположенные горизонтально или наклонно, а также гребни, установленные вертикально на стационарных и подвижных объектах [Наставление по войсковой маскировке. Ч.II. Техника маскировки и маскировка войсковых объектов. -М.: Военное издательство МО СССР, 1956. - С. 68..71.].
Известны также веерные маски, содержащие элементы каркаса, обрезки труб диаметром 25…35 мм или скобы из полосовой стали (проволоки) для крепления срезанных веток [Ефимов В.А., Кольчевский В.Е. Чермашенцев С.Г. Маскировка. Ч. I. Основы и техника маскировки. Учебник. - М.: ВИА, 1971. - С. 252, 253, 254.]. Суммарная площадь таких козырьков (гребней, вееров) согласно рекомендациям указанного источника составляет 30…40% от площади соответствующей проекции маскируемого объекта, а поперечные размеры их - не менее 1/6 от поперечного размера объекта.
Известна деформирующая маска, применяемая для подвижных объектов, состоящая из отдельных, оборудованных покрытиями каркасов, прикрепленных непосредственно к боковым поверхностям танка, бронетранспортера или т.п. подвижного объекта [Киселев К.Ф., Ясин Е.З. Военная маскировка. Ч. П. Техника маскировки. - М..: ВИА, 1957. - С. 129-133.]. Каркасы вместе с покрытиями в свернутом положении плотно прилегают к поверхностям объекта, не мешая его передвижению. В случае остановки, рассчитанной на более или менее длительный срок, экипаж (водитель) разворачивает деформирующую маску, в результате чего вместо вида подвижного объекта образуется пятно неопределенной формы.
Недостатками рассмотренных аналогов является то, что они не могут быть использованы на подвижных объектах во время их движения. Опыт многочисленных учений и исследований, показали, что при встрече подвижного объекта с неподвижным препятствием или со встречным подвижным объектом жесткие конструкции деформируются а маскировочные покрытия рвутся. При этом жестко закрепленные элементы деформирующей маски не позволяют изменять физические параметры во время движения объекта, что не всегда может соответствовать ее адаптации к изменяющимся параметрам подстилающего фона местности. В современных условиях ведения разведки не устранение в реальном масштабе времени присущих аналогам деформирующих масок демаскирующих признаков не позволяет проводить маскировку с достаточной степенью эффективности.
Известна «Индивидуальная деформирующая маска для подвижного объекта» [Заявка на изобретение 2002112872/02, 17.05.2002, патент RU 2217683, опубликовано 27.11.2003], являющаяся прототипом. Индивидуальная деформирующая маска включает в себя отдельные оборудованные маскировочными покрытиями каркасы в виде упругих кронштейнов с узлами жесткого и/или подвижного крепления к объектам, прикрепленные непосредственно к поверхностям объекта. Упругие кронштейны соединены между собой и имеют телескопические элементы и/или полностью или частично выполнены из пружин. Маскировочное покрытие выполнено в виде упругих или жестких пластин, которые имеют покрытие или из вспененного материала и/или углеродного волокна, и/или из графита, и/или металлизированное покрытие.
Известной индивидуальной деформирующей маске для подвижного объекта, взятой в качестве прототипа, присущи те же недостатки, что и приведенным выше аналогам. Кроме того, в качестве дополнительных недостатков можно отметить следующее:
- невозможность изменения угла наклона элементов деформирующей маски относительно изменяющейся в реальном режиме времени линии визирования радиолокационного средства обнаружения, за счет чего не используется эффект отражения сигналов в сторону от радиолокационного средства обнаружения противника;
- достаточная сложность конструкции, ввиду того, что деформирующая маска представляет собой цельный элемент, для установки которого необходимы большие трудозатраты;
- стационарное не изменяющееся по форме положение деформирующей маски на поверхности объекта не позволяет в случае необходимости менять свои геометрические формы для обеспечения беспрепятственной работы экипажа и навесного оборудования подвижного объекта.
Задача, решаемая в рассматриваемой полезной модели, заключается в упрощении конструкции и повышении маскировочных свойств деформирующей маски одновременно в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазоне спектра ЭМВ от средств разведки за счет управляемого изменения контуров деформирующей маски и положения отдельных элементов маскировочного покрытия относительно линии визирования «радиолокационная станция - объект», затрудняющих обнаружение и распознавание объекта в реальном режиме времени.
Техническим результатом полезной модели является расширение области применения деформирующих масок за счет применения отдельных независимых друг от друга элементов деформирующей маски, которые за счет блока управления, установленного внутри подвижного объекта, могут менять свое положение в горизонтальной и вертикальной плоскостях адаптивно к изменяющейся ситуации в реальном режиме времени.
Поставленная задача достигается тем, что индивидуальная деформирующая маска для подвижного объекта с адаптивной системой управления физическими параметрами маскировочного покрытия содержит отдельные оборудованные маскировочными покрытиями каркасы, выполненные в виде упругих кронштейнов с узлами подвижного крепления, прикрепленные к поверхности подвижного объекта. При этом узлы крепления кронштейнов к объекту имеют, по крайней мере, одну степень свободы и оснащены механизмами их принудительного перемещения.
Маскировочное покрытие выполнено в виде упругих или жестких пластин из однослойного или многослойного пластика, имеющего или газовые, и/или углеродно-волокнистые, и/или графитовые включения, или выполненные из металла. Они имеют защитную, или деформирующую, или имитирующую окраску, причем пластины выполнены в виде неправильной формы и имеют покрытие из вспененного материала и/или углеродного волокна, и/или из графита, и/или выполнены из металлизированного покрытия.
Упругие кронштейны попарно прикреплены к вертикальным опорам типового элемента деформирующей маски, жестко установленных на поверхности подвижного объекта, представляющих собой телескопические штанги. Телескопические штанги имеют гидро/пневмо/электропривод, позволяющий изменять положение каждого кронштейна во время движения подвижного объекта относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей прикрепленного к нему маскировочного покрытия. При этом кронштейны с закрепленными на них секторами маскировочных покрытий с одной стороны подвижно прикреплены к центральному узлу крепления, а с другой стороны - к секторально установленным на поверхности подвижного объекта вертикальным телескопическим штангам. Установленные на поверхности маскируемого подвижного объекта секторы маскировочных покрытий жестко закреплены на упругих кронштейнах и представляют собой независимые между собой элементы деформирующей маски, которая позволяет изменять положение геометрической формы маскировочного покрытия относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей за счет установленного внутри подвижного объекта блока управления, связанного проводной/беспроводной связью с гидро/пневмо/электроприводом вертикальных телескопических опор.
Техническая сущность заявляемой полезной модели представлена на фиг. 1-5.
На фиг. 1, 2 и 3 приведен внешний вид деформирующей маски в развернутом состоянии на подвижном объекте в различных проекциях, где:
1 - подвижный объект, 2 - элемент деформирующей маски, 3 -кронштейны, 4 - центральный узел крепления кронштейнов, 5 - блок управления телескопическими штангами, 6 - телескопические штанги, 7 - линии связи блока управления с телескопическими штангами.
На фиг. 4 приведен чертеж отдельного элемента деформирующей маски, на котором:
8 - маскировочное покрытие, 9 - узлы крепления кронштейнов к телескопическим штангам, 10 - узел крепления телескопических штанг к поверхности подвижного объекта.
Конструктивно все сборно-разборные элементы деформирующей маски, кроме маскировочного покрытия, выполнены из современных легких высокопрочных композитных углеродосодержащих материалов.
На фиг. 5 показан график зависимости эффективной отражающей поверхности (ЭПР) от угла падения ЭМВ.
Индивидуальная деформирующая маска для подвижного объекта с адаптивной системой управления физическими параметрами маскировочного покрытия для подвижного объекта работает следующим образом.
Установка элементов индивидуальной деформирующей маски для подвижного объекта с адаптивной системой управления физическими параметрами маскировочного покрытия 8, имеющих веерную конструкцию (фиг. 1), производится вручную силами экипажа подвижного объекта 1. Каждый элемент имеет три точки крепления: одна на центральном узле крепления кронштейнов 4 и две на телескопических штанг 6 на поверхности объекта.
Телескопические штанги 6 имеют узел крепления к поверхности подвижного объекта 10, оснащенный гидро/электроприводом (не показан на чертежах), высота которых может регулироваться независимо одна от другой относительно горизонтальной линии визирования деформирующей маски за счет изменения угла наклона маскировочного покрытия как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Изменение высоты телескопических штанг происходит автоматически во время движения объекта с помощью
6
блока управления 5, размещенным внутри подвижного объекта (фиг. 2), по проводной или беспроводной линии связи 7.
Для автоматического управления положения элементов деформирующей маски относительно горизонтальной линии визирования маскировочного покрытия блок управления может быть сопряжен с датчиками контроля физических параметров подстилающего фона местности.
Каждый элемент деформирующей маски не зависит от другого и может иметь индивидуальное положение как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях (видно на фиг. 2). При движении объекта, чтобы не закрывать водителю-механику обзор, положение элемента деформирующей маски по высоте также может регулироваться.
Таким образом, во время передвижения объекта на местности с применением заявляемой полезной модели «Индивидуальной деформирующей маски для подвижного объекта с адаптивной системой управления физическими параметрами маскировочного покрытия» достигается адаптивное изменение положения элементов маскировочного покрытия деформирующей маски относительно линии визирования «средство разведки - объект», что позволяет достигнуть следующего маскировочного эффекта:
- в видимом диапазоне спектра ЭМВ эффект скрытия достигается за счет изменения контуров объекта отдельными элементами деформирующей маски, которые могут устанавливаться в произвольном порядке, за счет чего затрудняется распознавание типа подвижного объекта;
- в ИК диапазоне спектра ЭМВ маскировочный эффект может быть достигнут за счет экранирования и рассеивания теплового излучения, идущего от объекта, а также за счет создания между поверхностью нагретого объекта и внутренней поверхности маскировочного покрытия конвекционной воздушной прослойки с турбулентной неоднородностью воздушной среды, обеспечивающей рассеивание и преломление теплового излучения от маскируемого объекта;
- в радиолокационном диапазоне спектра ЭМВ маскировочный эффект может быть достигнут за счет переотражения электромагнитной волны в сторону от радиолокационной станции разведывательных средств, тем самым снижается эффективная поверхность рассеивания (ЭПР) подвижного объекта.
Известно, что ЭПР конкретного объекта зависит от его формы, размеров, материала, из которого он изготовлен, его ориентации (ракурса) по отношению к антеннам передающей и приемной позиций РЛС.
2
Количественно ЭПР можно рассчитать как отношение энергии эквивалентного изотропного источника к плотности потока энергии (Дж/м) зондирующего радиоизлучения в точке расположения рассеивателя.
1
2
где R - расстояние от РЛС до объекта, ρ - плотность потока мощности падающей волны данной поляризации в точке расположения цели, ρ - плотность потока мощности отраженной от цели волны данной поляризации в точке расположения РЛС.
Аппроксимируя отдельный элемент деформирующей маски как круглую металлическую пластину радиуса β, используем известное выражение для расчета ЭПР в зависимости от угла падения ЭМВ [Павельев В.А. Рассеяние электромагнитных волн миллиметрового диапазона природными и антропогенными объектами / В.А. Павельев, Д.В. Хаминов; под ред. д-ра техн. наук В. Л. Солунина. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. - 277 с: ил.]:
где S - площадь объекта, α - угол между плоскостью деформирующей маски и линией визирования.
График зависимости при фиксированных значениях S и β представлен на фиг. 5.
Из графика видно, что при изменении угла между линией визирования и плоскостью элемента на 10° за счет управляемого положения элементов маскировочного покрытия относительно горизонтальной линии визирования деформирующей маски ЭПР снижается практически до нуля. В реальности приращение эффекта снижения ЭПР маскируемого объекта за счет управляемого положения элементов маскировочного покрытия относительно горизонтальной линии визирования деформирующей маски может достигать 20-30%.
Таким образом, в заявляемой полезной модели расширена область применения деформирующих масок за счет применения отдельных независимых друг от друга элементов деформирующей маски, которые с применением блока управления, установленного внутри подвижного объекта, могут менять свое положение в горизонтальной и вертикальной плоскостях адаптивно к изменяющейся ситуации в реальном режиме времени. Это позволит снизить вероятности обнаружения и распознавания подвижного объекта современными средствами разведки одновременно в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах длин волн.