ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ЗЕНИТНОГО РАКЕТНОГО КОМПЛЕКСА
OPTOELECTRONIC SYSTEM FOR AIR DEFENCE MISSILE SYSTEM

Изобретение относится к области систем вооружения, а более конкретно к оптико-электронным системам, обеспечивающим обнаружение, сопровождение, обработку координат различных воздушных, преимущественно низколетящих целей, а также наведение на эти цели, снабженные головками самонаведения, ракеты зенитных ракетных комплексов ближнего действия.
Известна оптико-электронная система зенитного ракетно-пушечного комплекса, в состав которой входят тепловизионный прибор с телеавтоматом, ИК-пеленгатор, антенна с передатчиком команд на зенитные управляемые ракеты и приводы оптико-электронной системы. Выход тепловизионного прибора соединен с входом телеавтомата. Выходы телеавтомата соединены с первыми входами блока выработки команд управления. Пуск ракеты производится с пульта пуска, при этом с момента схода ракеты измеряется текущее время. ИК-пеленгатор измеряет координаты ракеты после ее схода, причем его выходы соединены с вторыми входами блока выработки команд управления. Тепловизионный прибор и ИК-пеленгатор размещены на одном основании. Блок выработки команд управления вычисляет отклонение ракеты от цели и по этой разности определяет команды управления. Выход блока выработки команд управления соединен с входом передатчика, который кодирует команды управления и передает на борт ракеты. Ракета воспринимает своей аппаратурой эти команды и сближается с целью. Оптико-электронная система осуществляет сопровождение и измерение угловых координат цели с помощью тепловизионного прибора и телеавтомата по тепловому контрасту цели путем удержания цели в центре тепловизионного растра, а также фиксацию момента схода ракеты, захват, сопровождение и определение инфракрасным пеленгатором угловых координат ракеты относительно линии визирования цели. В известном техническом решении реализуется возможность одновременного обстрела двух целей с любых направлений.
Недостатком данной оптико-электронной системы для зенитного ракетно-пушечного комплекса является, несмотря на обеспечение возможности одновременного обстрела двух целей с любых направлений, недостаточная боевая производительность комплекса при отражении массированных налетов воздушных средств.
Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому результату и выбранной за прототип является оптико-электронная система для зенитного ракетного комплекса, который имеет пусковую установку с ракетами, снабженными головками самонаведения. Оптико-электронная система зенитного ракетного комплекса содержит прицельную головку, а также вычислительный блок, монитор и блок управления. Приемник ИК изучения прицельной головки установлен на пусковой установке и выполнен с возможностью кругового обзора. Применение пассивных средств обнаружения, работающих в ИК диапазоне спектра и принимающих тепловое излучение объектов, позволяет при высокой скрытности боевой работы комплекса обнаруживать цели в условиях любой оптической видимости и при любом уровне радиопомех, независимо от того, излучает ли цель радиоволны или нет. Блок управления может быть выполнен съемно-выносным с возможностью дистанционного управления боевой работой.
Выполнение пульта управления съемно-выносным позволяет дистанционно управлять боевой работой ракетного комплекса из укрытия и повышает защищенность экипажа в бою. Вычислительный блок оптико-электронной системы для зенитного ракетного комплекса и блок управления могут быть связаны с несколькими другими зенитными ракетными комплексами, не снабженными средствами обнаружения целей, с возможностью передачи на них координат целеуказания и с возможностью одновременного управления их согласованной боевой работой. Этим достигается возможность применения заявляемого зенитного ракетного комплекса для согласованной боевой работы в составе батареи совместно с более дешевыми зенитными ракетными комплексами упрощенной комплектации (без средств обнаружения целей). При этом значительно снижается количество личного состава, необходимого для обеспечения эффективной боевой работы зенитной батареи (Патент РФ №2241193).
Недостатком прототипа является невозможность обеспечения оптико-электронной системой достаточной боевой производительности зенитного ракетного комплекса при отражении массированных налетов воздушных средств. Обнаруженный после пуска первой ракеты зенитно-ракетный комплекс сразу становится уязвимым. Желательно, чтобы первый скрытный пуск ракет был залповым, если не по всем целям, то по их наибольшему количеству. Применение же в прототипе головного зенитно-ракетного комплекса в составе батареи совместно с более дешевыми зенитно-ракетными комплексами упрощенной комплектации (без средств обнаружения целей) не предполагает залпового пуска ракет как с одного, так и с нескольких зенитно-ракетных комплексов.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности оптико-электронной системы зенитного ракетного комплекса за счет обеспечения возможности осуществления залпового пуска ракет одним зенитным ракетным комплексом при отражении массированных налетов воздушных средств.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что оптико-электронная система зенитного ракетного комплекса включает прицельную головку, установленную на прецизионном двухкоординатном поворотном устройстве, а также вычислительный блок, монитор и блок управления. Прицельная головка выполнена двухканальной с тепловизионными каналами широкого и узкого полей зрения. Оптико-электронная система снабжена блоком совмещения изображений широкого и узкого полей зрения. Объектив канала узкого поля зрения выполнен зеркально-линзовым с центральным экранированием и включает последовательно установленные главное вогнутое зеркало и контррефлектор, а также установленные перед контррефлектором с возможностью независимого вращения относительно друг друга вокруг оптической оси объектива кольцеобразные первый и второй оптические клинья, внешний диаметр которых равен диаметру главного вогнутого зеркала, а внутренний диаметр равен диаметру контррефлектора. Канал широкого поля зрения установлен перед каналом узкого поля зрения, имея с ним общую оптическую ось. Диаметр каждого из компонентов канала широкого поля зрения не превышают диаметра контррефлектора. Выходы матричных фотоприемников каналов широкого и узкого полей зрения подключены к первому и второму входам блока совмещения изображений широкого и узкого полей зрения, выход которого подключен к первому входу вычислительного блока. Первый и второй выходы блока управления подключены ко второму и третьему входам вычислительного блока. Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы вычислительного блока подключены соответственно к входу монитора, входам приводов прецизионного двухкоординатного поворотного устройства, входу привода первого оптического клина, входу привода второго оптического клина, входу приводов головок самонаведения ракет и входам приводов наведения пусковой установки ракет по углу места и азимуту.
В данной заявке под термином «матричный фотоприемник» предполагается устройство, включающее фотоприемную матрицу, например микроболометрическую, и блок обработки сигнала.
В данной заявке предполагается также, что предлагаемая оптико-электронная система предназначена для использования в зенитных ракетных комплексах, имеющих пусковые установки зенитных ракет с головками самонаведения.
Предложенное техническое решение поясняется графическими материалами, где:
на чертеже изображена принципиальная блок-схема оптико-электронной системы зенитного ракетного комплекса,
Зенитный ракетный комплекс включает транспортное средство 1, на котором на двухкоординатном поворотном устройстве 2 установлена пусковая установка зенитных ракет 3 с головками самонаведения 4. В качестве транспортного средства 1 могут использоваться различные самоходные или транспортируемые средства, например автомобиль.
Поиск и обнаружение целей осуществляется с помощью оптико-электронной системы, включающей двухканальную прицельную головку 5 с тепловизионным каналом широкого поля зрения 6 и тепловизионным каналом узкого поля зрения 7.
Двухканальная прицельная головка 5 установлена на прецизионном двухкоординатном поворотном устройстве 8, которое закреплено на транспортном средстве 1.
Двухкоординатное поворотное устройство 2 пусковой установки зенитных ракет 3 имеет привод по углу места 9 и азимуту 10. Прецизионное двухкоординатное поворотное устройство 8 имеет привод по углу места 11 и азимуту 12.
В состав оптико-электронной системы также входят вычислительный блок 13, блок совмещения изображений широкого и узкого полей зрения 14, монитор 15 и блок управления 16, в состав которого входят клавиатура 17 и джойстик 18.
Объектив канала узкого поля зрения 7 выполнен зеркально-линзовым с центральным экранированием и включает последовательно установленные главное вогнутое зеркало 19 и контррефлектор 20, а также установленные перед контррефлектором 20 с возможностью независимого вращения относительно друг друга вокруг оптической оси объектива кольцеобразные первый 21 и второй 22 оптические клинья, внешний диаметр которых равен диаметру главного вогнутого зеркала 19, а внутренний диаметр равен диаметру контррефлектора 20, причем канал широкого поля зрения 6 установлен перед каналом узкого поля зрения 7, имея с ним общую оптическую ось, а диаметр каждого из компонентов канала широкого поля зрения 6 не превышает диаметра контррефлектора 20. Первый 21 и второй 22 оптические клинья имеют соответственно 23 и 24 приводы.
Каналы широкого и узкого полей зрения имеют матричные фотоприемники, соответственно 25 и 26, подключенные к первому и второму входам блока совмещения изображений широкого и узкого полей зрения 14.
Выход блока совмещения изображений широкого и узкого полей зрения 14 подключен к первому входу вычислительного блока 13. Выход клавиатуры 17 и выход джойстика 18 подключены соответственно ко второму и третьему входам вычислительного блока 13, а первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы вычислительного блока 13 подключены соответственно к входу монитора 15, входам приводов 11, 12 прецизионного двухкоординатного поворотного устройства 8, входу привода 23 первого оптического клина 21, входу привода 24 второго оптического клина 22, входу привода (на чертеже не показан) головок самонаведения 4 и входам приводов 9,10 двухкоординатного поворотного устройства 2.
Оптико-электронная система зенитного ракетного комплекса работает следующим образом. При поиске цели оператор с помощью тепловизионного канала широкого поля зрения 6 производит поиск цели, задавая с блока управления 16 синхронное движение пусковой установки зенитных ракет 3 и прицельной головки 5 с помощью приводов по углу места 9 и азимуту 10 пусковой установки зенитных ракет 3 и приводов по углу места 11 и азимуту 12 прицельной головки 5. Формируемое тепловизионным каналом широкого поля зрения 6 изображение через блок совмещения изображений широкого и узкого полей зрения 14 поступает в вычислительный блок 13. В вычислительном блоке 13 происходит селекция сигналов, сигналы от неподвижных источников излучения тепла отсеиваются и в дальнейшем не выводятся на монитор 15. На мониторе 15 отражается воздушная обстановка с учетом только движущихся целей. После обнаружения на экране монитора 15 группы воздушных целей приводы по углу места 9 и азимуту 10 пусковой установки зенитных ракет 3 и приводы по углу места 11 и азимуту 12 прицельной головки 5 отключают и включают приводы 23 и 24 оптических клиньев 21 и 22 тепловизионного канала узкого поля зрения 7 и приводы головок самонаведения 4 ракет. Вращая оптические клинья 21 и 22, оператор осуществляет на экране монитора 15 поиск первой цели каналом узкого поля зрения 7 в пределах широкого поля зрения. При этом одновременно изменяется положение головки самонаведения 4 первой ракеты, которая отслеживает изменение положения изображения узкого поля зрения в пределах широкого поля зрения. При попадании первой цели в узкое поле зрения оператор совмещает маркер целеуказания с отметкой от цели, производя захват цели на автосопровождение. С этого момента головка самонаведения 4 первой ракеты самостоятельно отслеживает изменение положения первой цели. Затем, осуществляя вращение оптических клиньев 21 и 22 с помощью их приводов 23 и 24, оператор осуществляет поиск второй цели каналом узкого поля зрения 7 в пределах широкого поля зрения. При этом изменяется положение головки самонаведения 4 второй ракеты, которая отслеживает изменение положения изображения узкого поля зрения в пределах широкого поля зрения. При попадании второй цели в узкое поле зрения оператор производит захват цели на автосопровождение. С этого момента головка самонаведения 4 второй ракеты самостоятельно отслеживает изменение положения второй цели. Далее вышеописанные операции по поиску целей каналом узкого поля зрения 7 в пределах широкого поля зрения повторяются для каждой из целей. После захвата на сопровождение всех целей оператор осуществляет залповый пуск ракет.
После пуска ракет их головки самонаведения автономно осуществляют сопровождение целей, определяют параметры рассогласования и формируют команды управления.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность оптико-электронной системы зенитного ракетного комплекса за счет обеспечения возможности осуществления залпового пуска ракет одним зенитным ракетным комплексом при отражении массированных налетов воздушных средств.
Следует отметить, что хотя в описании изобретения был представлен и проиллюстрирован только предпочтительный вариант выполнения изобретения, в конструкцию могут быть внесены различные модификации и изменения, не затрагивающие существа и объема изобретения, определяемого формулой изобретения.
Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемая оптико-электронная система зенитного ракетного комплекса может быть изготовлена в соответствии с предлагаемым описанием и чертежами на основе известных комплектующих изделий при использовании современного технологического оборудования и использована по прямому назначению.