КОМПЛЕКС ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ ЗАЩИТЫ-КОЭЗ

Полезная модель относится к средствам обороны, конкретно к устройствам пассивной защиты объектов от высокоточного оружия (ВТО) с лазерным наведением и базируется на создании ложной сигнальной обстановки на фотоприемнике головки самонаведения ВТО, обеспечивающей смещение точки прицеливания в сторону группы источников излучений, создающих ложное оптическое поле в стороне от прикрываемого объекта.
Известны устройства оптико-электронной защиты объектов от ВТО с лазерным наведением [WO 2005056384, МПК: B64D 7/00; B64D 47/00; F41J 2/00; F41J 9/00; 2005; RU 2249172 МПК: F41J 2/02, 2005; RU 99118102, МПК: F41H 11/02, 2001], основанные на обнаружении импульсов лазерного подсвета объекта обороны и излучении ответных лазерных импульсов из точек пространства, удаленных от объекта обороны на безопасное расстояние.
Общим недостатком указанных устройств является недостаточная надежность защиты объектов, связанная с узкополостностью лазеров и трудностью перестройки их частоты в реальном масштабе времени.
Наиболее близким из указанных устройств защиты является комплекс оптико-электронной защиты объектов от ВТО с лазерным наведением [RU 99118102, МПК: F41H 11/02, 2001], содержащий блок датчиков лазерного подсвета для установки на объекте обороны и/или в непосредственной близости от него, блок источников излучений для создания ложного оптического поля в стороне от прикрываемого объекта, блок управления источниками излучений, а также содержащий комплект средств связи для соединения источников излучений с датчиками лазерного подсвета через блок управления, При этом источников излучений выполнены в виде лазеров с длинной волны, соответствующей длине волны лазерного подсвета, либо лежащей в спектральном диапазоне работы оптико-электронной системы наведения ВТО.
Недостатком указанного комплекса оптико-электронной защиты является недостаточная надежность защиты объекта, связанная с трудностью подавления оптико-электронной системы слежения ВТО из-за узкополостности лазеров и трудности перестройки их частоты в реальном масштабе времени. Другим недостатком известного комплекса является трудность его применения в реальном бою, поскольку заранее может быть неизвестно конкретное значение частоты лазерных импульсов подсвета и значение спектрального диапазона оптико-электронной системы наведения ВТО. Кроме того дороговизна лазерных имитаторов также ограничивает возможность применения известного комплекса оптико-электронной защиты объектов от ВТО с лазерным наведением.
Задачей полезной модели является повышение надежности защиты объектов от ВТО с лазерным наведением с одновременным уменьшением стоимости обороны объектов от указанных ВТО.
Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной технической задачи, является повышение надежности смещения линии прицеливания оптико-электронной следящей системы ВТО в сторону от обороняемого объекта путем расширения спектра излучения имитационных оптических сигналов и компенсации разности времени их распространения до ВТО.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что комплекс оптико-электронной защиты объектов от высокоточного оружия (ВТО) с лазерным наведением, содержащий комплект датчиков лазерного подсвета для установки на объекте обороны и/или в непосредственной близости от него, комплект источников излучений для создания ложного оптического поля в стороне от прикрываемого объекта, блок управления источниками излучений, а также содержащий комплект средств связи для соединения источников излучений с датчиками лазерного подсвета через блок управления, согласно полезной модели источники излучений для создания ложного оптического поля в стороне от прикрываемого объекта выполнены в виде импульсных газоразрядных ламп с рассеивающей оптикой, а блок управления выполнен с возможностью генерации синхронных импульсов поджига газоразрядных ламп для одновременного попадания их излучения в строб временной селекции оптико-электронной системы наведения атакующего ВТО на каждый обнаруженный импульс лазерного подсвета.
При этом импульсные газоразрядные лампы выполнены ксеноновыми или кварцевыми. Блок управления выполнен аналоговым и/или цифровым, Аналоговый блок управления содержит последовательно соединенные обнаружитель, измеритель задержки сигналов и генератор синхронных импульсов. Цифровой блок управления выполнен в виде перепрограммируемой микроЭВМ на базе микроконтроллера ATMega128 (ATMEL) и содержит последовательный интерфейс универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика (УСАП), центральный процессор (ЦП) с перепрограммируемым (ППЗУ) и оперативным (ОЗУ) запоминающими устройствами и контроллер ввода-вывода не менее, чем на пять каналов, при этом интерфейс УСАП содержит микросхему интерфейса USB-2.0 для соединения через первую цифровую линию связи с датчиками лазерного подсвета, а контроллер ввода-вывода - микросхему RS-232 для соединения через вторую цифровую линию связи с управляющими входами газоразрядных ламп.
Выполнение источников излучений для создания ложного оптического поля в стороне от прикрываемого объекта в виде импульсных газоразрядных ламп, например ксеноновых или кварцевых, обладающих широкополосным спектром излучения, вместо узкополосных лазеров, позволяет автоматически перекрыть спектром одной газоразрядной лампы спектры всех существующих и перспективных систем наведения ВТО от инфракрасного до ультрафиолетового диапазона электромагнитных волн. При этом обеспечивается не только повышение надежности защиты объекта обороны за счет применения широкополосных источников (имитаторов) излучений, но и снижение затрат на оборону объектов. Это объясняется тем, что стоимость газоразрядных широкополосных ламп, например ксеноновых, на несколько порядков ниже стоимости лазерных имитаторов. Выполнение блока управления цифровым или аналоговым с возможностью генерации синхронных импульсов поджига газоразрядных ламп для одновременного попадания их излучения в строб временной селекции оптико-электронной системы наведения атакующего ВТО на каждый обнаруженный импульс лазерного подсвета позволяет создать ложную сигнальную обстановки на фотоприемнике головки самонаведения ВТО, обеспечить смещение точки прицеливания в сторону группы источников излучений, создающих ложное оптическое поле в стороне от прикрываемого объекта, и, тем самым, повысить надежность защиты объекта от поражения ВТО. Учет при этом в блоке управления разности расстояний от объекта обороны до каждой отдельной точки имитации отраженных сигналов (компенсация разности временных задержек сигналов в линиях связи) для одновременного попадания излучения имитаторов в строб временной селекции оптико-электронной системы наведения атакующего ВТО (на время работы фотоприемника ВТО на прием) позволяет обеспечить увод атакующего ВТО в равносигнальную зону между местами расположения имитаторов отраженных сигналов. При этом повышается не только надежность защиты объекта обороны от ВТО, но и повышается живучесть имитаторов, обеспечивающая дополнительное увеличение надежности и времени защиты объекта обороны.
На фиг.1 представлена функциональная схема комплекса оптико-электронной защиты объектов от ВТО с лазерным наведением, на фиг.2 - рисунок, поясняющий принцип работы комплекса, на фиг.3 - временной строб селекции фотоприемника ВТО, на фиг.4 - временное положение имитационных сигналов, попадающих в строб дальности оптико-электронной системы слежения ВТО на фиг.5 - амплитудно-частотные характеристики типовых целеуказателей ВТО, на фиг.6 - спектр излучения газоразрядных ламп.
Комплекс оптико-электронной защиты содержит комплект 1 автономных фотоприемников 2, блок 3 управления, комплект 4 широкополосных источников 5 излучения оптического диапазона электромагнитных волн и оборудование цифровых линий 6 и 7 связи для соединения фотоприемников 2 с источниками 5 излучения через блок 3 управления. Комплекты 1, 4 и блок 3 управления выполнены в виде отдельных конструктивных элементов, снабжены быстросъемными электрическими разъемами для соединения между собой соответствующими линиями 6, 7 связи, навигационной системой позиционирования, а также, снабжены автономными источниками электропитания, например аккумуляторами или электробатареями (на фигурах не показано). Фотоприемники 2 выполнены с цифровым выходом, снабжены треногами или средствами подвески для расстановки их на объекте обороны или в непосредственной близости от него. Блок 3 управления выполнен аналоговым или цифровым. Аналоговый блок 3 содержит последовательно соединенные обнаружитель 8, измеритель 9 задержки синхронизирующих импульсов и генератор 10 синхронизирующих импульсов с аналого-цифровым преобразователем. При цифровом исполнении блок 3 управления выполнен в виде перепрограммируемой микроЭВМ на базе микроконтроллера ATMega128 (ATMEL) и содержит последовательный интерфейс универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика (УСАП), центральный процессор (ЦП) с перепрограммируемым (ППЗУ) и оперативным (ОЗУ) запоминающими устройствами и контроллер ввода-вывода не менее, чем на пять каналов. При этом (УСАП) содержит микросхему интерфейса USB-2.0 для соединения через первую цифровую линию связи с датчиками лазерного подсвета, а контроллер ввода-вывода -микросхему RS-232 для соединения через вторую цифровую линию связи с управляющими входами газоразрядных ламп. При цифровом исполнении блок 3 управления конструктивно может быть объединен с одним из автономных фотоприемников 2 и установлен в его корпусе. Для быстрого соединения блока 3 управления линиями 7 связи с источниками 5 широкополосного излучения он снабжен быстросъемными разъемами. Источник 5 выполнен в виде мощной импульсной газоразрядной лампы (например, кварцевой или криптоновой), снабженной рассеивающей оптикой. Комплекс оптико-электронной защиты снабжен мобильным средством хранения и развертывания оборудования в виде фургона, установленного на шасси автомобиля или автомобильного прицепа (на фигурах не показано).
Комплекс оптико-электронной защиты объектов от ВТО с лазерным наведением в мобильном исполнении работает следующим способом. В угрожаемый период комплекс вывозят к объекту 11 обороны и производят развертывание его оборудование на местности. При этом фотоприемники 2 устанавливают в непосредственной близости от объекта 11 обороны. Одновременно на удалении от объекта 11 обороны, не меньшем чем двойной радиус действия поражающих элементов боеголовки ВТО 12, устанавливают по кольцу источники 5 широкополосного излучения. Минимальный диаметр кольца и расстояние между источниками 5 выбирают из аналогичного условия исключения поражения источников 5 при взрыве боеприпаса ВТО в центре кольца или попадании его в один из источников 5 имитирующих широкополосных сигналов. Максимальный диаметр кольца месторасположения источников 5 выбирают из условия обеспечения попадания всех источников 5 в поле зрения оптико-электронной системы наведения ВТО 12 с направления его вероятного подлета. После развертывания элементов 2, 3, 5 комплекса на местности соединяют их соответствующими линиями 6, 7 связи и включают аппаратуру позиционирования, расположенную на этих элементах. При этом в измерителя 9 задержки автоматически вводятся корректирующие временные поправки запуска генератора 10 синхронных импульсов, учитывающие различное пространственное положение имитаторов (источников 5) относительно местоположения объекта 11 обороны. По окончании позиционирования комплекс оптико-электронной защиты готов к боевому применению. При облучении целеуказателем 13 объекта 11 обороны рассеянный сигнала 14 лазерного подсвета принимается фотоприемниками 2, и передается на обнаружитель 8 блока 3 управления. Обнаружитель 8 производит корреляционную обработку принятых сигналов и сравнивает их амплитуды с пороговым значением обнаружения. При превышении амплитуды сигнала 14 порогового значения на измеритель 9 выдается сигнал на однократную корректировку временных задержек излучений имитаторов 5 относительно момента прихода сигнала 14 из выражения (1).:
где:
ti, tij - текущее время распространения электромагнитных волн от ВКО 2 до объекта 1 защиты и до j-й точки излучения (до j-го имитатора 8);
Ri - расстояние от объекта 1 защиты до ВТО в i-й момент времени;
Lj - суммарная длина линии 5 и 6 связи, например кабельной или радиолинии, от объекта защиты до j-й точки излучения;
С - скорость света (3×10 8 м/с);
Δt - длинна строба 15 селекции оптико-электронной системы наведения атакующего ВТО.
1
5
При этом для расчета временных задержек численное значение величины Ri в выражении 1 выбирается из данных внешнего целеуказания, а при отсутствии такового выбирается из памяти измерителя 9 как максимальная дальность пуска ВТО 12 с самолета носителя 16. Далее рассчитанные значения задержек сигналов вводятся в память генератора 9 синхронных импульсов, который на каждый импульс лазерного 14 подсвета вырабатывает группу синхроимпульсов, выдаваемых на поджиг импульсных газоразрядных ламп (источник 5 широкополосного излучения оптического диапазона электромагнитных волн). При этом каждая лампа 5 с соответствующей задержкой излучает широкополосный импульс 17 практически для одновременного попадания излучения от всех имитаторов (ламп 5) в строб временной селекции (время открытия на прием фотоприемника) оптико-электронной системы наведения ВТО 12. При этом за счет попадания излучений 17 от всех имитаторов в строб 18 временной селекции ВТО 12 и превышения мощности сигналов 17 имитаторов 5 мощности рассеянных сигналов 14 лазерного подсвета оптическая система слежения ВТО 12 принимает сигналы 17 группы имитаторов 5 как один сигнал и направляет ВТО на направление равносигнальной зоны, создаваемой имитаторами 5, т.е. - в центр окружности, на которой расположены имитаторы 5. Поскольку радиус этой окружности превышает размер зоны 19 поражения боеголовки ВТО 12, а все имитаторы 5 удалены на безопасном от объекта 11 расстоянии, то поражение объекта 11 не происходит. При этом за счет того, что спектр 20 газоразрядных ламп 5 перекрывает спектральный диапазон F…F известных источников 13 импульсов 14 лазерного подсвета (фиг.5) дополнительно повышается надежность защиты объектов 11 обороны за счет универсальности боевого применения комплекса.
Полезная модель разработана на уровне технического предложения, физического и математического моделирования. Результаты моделирования показали, что предложенный комплекс оптико-электронной защиты может быть использован для защиты стационарных и передвижных объектов от атаки управляемых и корректируемых боеприпасов (снаряды, мины, бомбы, ракеты) с полу активной системой лазерного наведения.