БОРТОВАЯ ОПТОЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА

Бортовая оптоэлектронная система относится к области авиационного оборудования, устанавливаемого на борту летательного аппарата, и предназначена для обнаружения и точного пространственного местонахождения наблюдаемых объектов в заданном спектральном диапазоне длин волн, например, в ИК-диапазоне.
Известна бортовая оптоэлектронная система (патент США №5077609, H 04 N 7/18, приор. 01.12.89 г., публ. 31.12.91 г.), позволяющая решать задачи обнаружения и точного пространственного местонахождения наблюдаемых объектов по их тепловому излучению в нижней полусфере авиационного носителя. Данная система содержит оптико-электронный блок, расположенный под носовой частью фюзеляжа авиационного носителя, и электронные блоки, размещенные позади кабины пилота. В состав оптико-электронного блока входят широкоформатная ИК-камера и лазерный дальномер. Оптико-электронный блок и электронные блоки располагаются внутри фюзеляжа авиационного носителя. За обшивку фюзеляжа слегка выступает только обтекатель оптико-электронного блока, содержащий один или два иллюминатора для пропускания излучения, что создает лишь небольшие аэродинамические возмущения. При этом взаимодействие блоков осуществляется с помощью соединительных кабелей. Такое расположение блоков на авиационном носителе улучшает его аэродинамические характеристики по сравнению с аналогичными системами, в которых блоки выполнены в виде отдельно висящих под фюзеляжем контейнеров.
Недостатком известной системы является пространственное разнесение оптоэлектронного и электронных блоков, что требует дополнительного установочного места под их размещение внутри фюзеляжа авиационного носителя, наличие более длинных соединительных кабелей и дополнительных трудозатрат на установку.
Известна бортовая оптоэлектронная система (Руководство по технической эксплуатации АЖ 1.374.012 РЭ, РФ, 1988 г.), позволяющая решать задачи обнаружения и точного пространственного местонахождения наблюдаемых объектов по их тепловому излучению в верхней полусфере авиационного носителя и состоящая из оптико-электронного блока, содержащего теплопеленгатор и лазерный дальномер, и электронных блоков. Все блоки данной системы расположены в носовой части фюзеляжа авиационного носителя перед кабиной пилота так, что снаружи фюзеляжа авиационного носителя находится только небольшая часть оптико-электронного блока, закрытая сверху аэродинамическим обтекателем, который содержит один иллюминатор для пропускания излучения. Установка системы блоков на отведенное для них посадочное место авиационного носителя производится согласно заданным присоединительным размерам, а связь блоков между собой осуществляется посредством соединительных кабелей. По совокупности наиболее близких существенных признаков данная система выбрана за ближайший аналог (прототип).
К недостаткам ближайшего аналога следует отнести применение устаревшей элементной базы, влияющей на технические и эксплуатационные показатели системы, такие как точность, дальность, технический ресурс и др.
Замена элементной базы связана с изменением технических средств аппаратурной реализации конструкции блоков, что может повлечь за собой изменение формы и габаритных размеров системы, а это возможно только в пределах объема посадочного места авиационного носителя, отведенного под установку системы, с соблюдением заданных значений присоединительных размеров, в противном случае требуется переоборудование всей внутренней части фюзеляжа авиационного носителя, что не сопоставимо по затратам и трудоемкости.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является размещение системы с улучшенными техническими и эксплуатационными показателями в заданном объеме
посадочного места авиационного носителя с обеспечением возможности ее крепления согласно указанным присоединительным размерам.
Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении затрат на переоборудование авиационного носителя при замене устаревших образцов усовершенствованными системами, имеющими повышенные технико-эксплуатационные характеристики, такие как измеряемая дальность, технический ресурс работы, надежность и др.
Поставленная задача и достигаемый технический результат осуществляются за счет использования бортовой оптоэлектронной системы, состоящей из связанных между собой оптико-электронного и электронных блоков, установленных внутри фюзеляжа авиационного носителя на посадочном месте согласно присоединительным размерам так, что часть оптико-электронного блока выступает над обшивкой фюзеляжа авиационного носителя и закрыта снаружи аэродинамическим обтекателем.
2
1
1
2
От наиболее близкого аналога заявляемая бортовая оптоэлектронная система отличается тем, что, по крайней мере, один из блоков выполнен с возможностью увеличения технико-экономических показателей системы путем изменения технических средств его аппаратурной реализации так, что объем, занимаемый системой внутри фюзеляжа авиационного носителя, составляет 0,3≤Q/Q<1 объема посадочного места авиационного носителя, где Q - объем посадочного места авиационного носителя, a Q - объем системы внутри фюзеляжа.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в возможности улучшения качеств системы без увеличения ее габаритов в пределах определенного объема.
Этого можно достичь следующими средствами и методами, например, путем применения новых материалов, улучшающих показатели работы системы и не влияющих на увеличение ее габаритных размеров; исключением громоздких деталей и замены их функций новой элементной базой меньших размеров с улучшенными технико-экономическими
характеристиками; более компактным размещением элементов системы или их перекомпоновкой, т.е. путем новых схемных решений с учетом объема посадочного места и заданных присоединительных размеров.
На фиг.1 представлена схема размещения бортовой оптоэлектронной системы на авиационном носителе.
На фиг.2 представлены габаритные и присоединительные размеры оптико-электронного блока бортовой оптоэлектронной системы.
1
2
Бортовая оптоэлектронная система состоит из оптико-электронного блока 1 (фиг.1) с аэродинамическим обтекателем 2, электронных блоков 3, 4, и 5, установленных в носовой части фюзеляжа авиационного носителя перед кабиной летчика на посадочном месте согласно присоединительным размерам (фиг.2). При этом объем посадочного места авиационного носителя равен Q, а объем, занимаемый системой - Q внутри фюзеляжа.
Работа системы осуществляется за счет подачи на нее напряжения первичного питания от бортовой сети авиационного носителя. Выдача необходимых команд и прием сигналов в конкретном режиме работы системы осуществляется пилотом с пультов управления через бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ), в которой формируются команды управления работой системы в соответствии с логикой работы, реализованной в БЦВМ. Информация, предназначенная для индикации пилоту, поступает из БЦВМ и бортовую оптоэлектронную систему в систему единой индикации. Обмен информацией между бортовой оптоэлектронной системой и БЦВМ осуществляется через электронный блок 5. Оптико-электронный блок 1, содержащий теплопеленгатор и лазерный дальномер, осуществляет обнаружение и точное пространственное местонахождение наблюдаемых объектов, при этом сигнал от объекта поступает через оптический иллюминатор аэродинамического обтекателя 2 на электронный блок 3, который определяет координаты объекта, а электронный блок 4 осуществляет формирование дальности до объекта. Выключение станции осуществляется путем снятия бортового электропитания.
2
2
1
1
По сравнению с прототипом система имеет повышенные технико-эксплуатационные характеристики, полученные за счет изменения технических средств аппаратурной реализации конструкции оптико-электронного блока 1. Причем данные конструктивные изменения блока 1 выполнены так, что объем Q, занимаемый системой внутри фюзеляжа авиационного носителя, находится в пределах 0,3≤Q/Q<1 объема посадочного места авиационного носителя Q. Достижение этого стало возможным, во-первых, в результате применения новых материалов: лейкосапфира в иллюминаторе аэродинамического обтекателя 2, имеющего более высокие характеристики по твердости, механической прочности, температурной устойчивости, водостойкости и химической стойкости по сравнению с алюмосиликатным стеклом у прототипа, и граната в лазерном дальномере вместо оптического стекла с активными добавками у прототипа, что не повлияло на увеличение габаритных размеров блока 1 и системы в целом и позволило увеличить технический ресурс работы системы в 5 раз. Кроме того, в лазерном дальномере вместо громоздкого вращающегося оптико-механического затвора прототипа применен малогабаритный пассивный лазерный затвор и новое схемное решение приемного усилительного тракта, уменьшенных по сравнению с прототипом габаритов, что позволило уменьшить габариты блока 1, уменьшить длительность излучения импульса, повысить стабильность излучения и надежность работы лазерного дальномера, а также увеличить чувствительность системы и, следовательно, увеличить измеряемую дальность до 10-20 км.
2
1
2
1
Достижение новых качеств системы выполнено с соблюдением заданных присоединительных размеров, что соответствует условию Q/Q≥0,3 и в пределах отведенного посадочного места авиационного носителя, что соответствует условию Q/Q<1. Это не потребовало вносить изменения в конструкцию самого авиационного носителя и, следовательно, не потребовало дополнительных затрат. Возможны также аналогичные усовершенствования схемных решений блоков 3, 4, 5.