АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИМИТАТОР ТЕПЛОВОЙ ЦЕЛИ
AUTOMATIC HEAT TARGET SIMULATOR

Изобретение относится к области военного дела, а более конкретно к средствам имитации объектов имеющих участки нагретых поверхностей, например газовыхлопные коллекторы техники, от средств поражения с тепловыми головками самонаведения.
Известно устройство защиты объекта бронетанковой техники - аналог (Патент на изобретение RU 2187062), включающее в себя мортиры и установленные в них аэрозолеобразующие гранаты, содержащие пиротехнический, метательный и воспламенительно-вышибной заряды.
Сущность изобретения заключается в метании в направлении угрозы гранат и формировании дымовой завесы путем поочередного выброса из корпуса гранаты на восходящем стабилизированном участке траектории ее полета пиротехнических горящих элементов в виде плоских кольцевых сегментов.
Недостатком данного устройства является его использование только для постановки маскирующих аэрозольных завес и малый размер применяемых кольцевых сегментов.
Известно устройство бортовой тепловой ловушки - прототип (Патент на изобретение RU 2361171), состоящее из самой ловушки и пусковой установки. При этом бортовая тепловая ловушка содержит контейнер с устройством отстрела и фиксатором, излучатель, устройство выдвижения и электровоспламенитель выдвижения. Устройство выдвижения излучателя выполнено в виде телескопических трубок, расположенных последовательно с излучателем, а в корпусе пусковой установки установлены подпружиненные электроконтакты выдвижения и отстрела.
Недостатками такого устройства является то, что с целью увеличения использования эффективного времени функционирования данной ложной цели и обеспечения требований по надежности за счет того, что выдвинутая ложная цель не покидает зону эффективной защиты объекта, а удерживается в этой зоне до полной ее отработки и только после этого отстреливается, усложняет всю конструкцию за счет применения в ней телескопического устройства выдвижения и удержания излучателя этой ловушки. Также, для обеспечения надежной фиксации тепловой ловушки и ее излучателя в боевом положении, в ее контейнере устанавливается фиксатор, который взаимодействуя с пазом на внутренней поверхности корпуса пусковой установки, обеспечивает замыкание электроконтактов выдвижения и отстрела с соответствующими электровоспламенителями.
Целью изобретения является расширение арсенала технических средств имитации объектов имеющих участки нагретых поверхностей от средств поражения с тепловыми головками самонаведения.
Указанная цель достигается тем, что автоматический имитатор тепловой цели содержит пусковую установку и снабжен излучателями, каждый из которых выполнен в виде тепловой мишени единой замкнутой конструкции, состоящей из корпуса в виде тарелки и корпусной крышки, имеющих вогнуто-выпуклую обтекаемую дискообразную форму, механизма раскрытия, состоящего из опоры с закрепленным к ней штоком, двух установленных телескопически втулок, внутренней, закрепленной к центральной нижней части корпуса, имеющей два пружинных толкателя и четыре сквозных отверстия, и внешней, закрепленной к корпусной крышке, с пружинными фиксаторами и сквозными отверстиями, расположенными соосно с отверстиями внутренней втулки, пружины раскрытия, установленной между дном корпуса и ободом внешней втулки, четырех механизмов развертывания, установленных по краям верхней части корпуса через 90°, состоящих из стержней, жестко закрепленных к осям с пружинами, с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости на 180°, переизлучателя, из дублированного материала на основе нетканого арамидного волокна и фольги из алюминия, закрепленного одной стороной к корпусной крышке по всему периметру с внутренней стороны, а другой стороной к стержням, источник тепловой энергии состоит из одноразового элемента питания, гнезда с пружиной для его установки, расположенного в корпусной крышке, прерывателя, в виде диэлектрической пластины, установленного на полюсную клемму гнезда и закрепленного тросиком к внутренней поверхности корпуса тарелки, электрозапала, замкнутого проводами на гнездо, первичного теплового источника тороидальной формы, с установочным местом под электрозапал, установленного вокруг пружины раскрытия и последовательно соединенного с вторичным тепловым источником, размещенным в канале круговой формы на внутренней поверхности корпуса тарелки, при этом оба источника представлены прессованной смесью горючих веществ пиротехнического состава, причем пусковая установка представлена метательной машиной с пультом управления, содержащей опору, шарнирно закрепленный к ней корпус, источник электропитания, электродвигатель с системой управления и закрепленный к его валу метательный диск со спиральным разгонным каналом для возможности обеспечения устойчивости излучателей в полете, а также закрепленным к ней бункером, в виде трубы прямоугольного профиля, с выходным отверстием на одном торце и люком на противоположном, с установленным внутри механизмом автоматической подачи, в виде замкнутой резинотканевой ленты с рифленой поверхностью, перегородками и бортами, расположенными с обеспечением возможности укладки излучателей вертикально на ребро между перегородками ленты, лента огибает концевые барабаны, один из которых приводной, соединен с электроприводом, а второй натяжной.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими изображениями:
- на фиг. 1 показан общий вид излучателя (тепловой мишени) в транспортном положении;
- на фиг. 2 показан общий вид излучателя в рабочем положении;
- на фиг. 3 показан общий вид излучателя в плане;
- на фиг. 4 показаны общий вид пусковой установки на технике и схема установки мишеней на прилегающую местность;
- на фиг. 5, 6 показаны узлы, поясняющие конструкцию имитатора, при этом на фиг. 6 бункер условно не показан.
Предложенный автоматический имитатор тепловой цели 1 (фиг. 1…6), содержит излучатели 2 с источниками тепловой энергии 3 и пусковую установку 4. В предложенном автоматическом имитаторе тепловой цели 1, он снабжен дополнительными излучателями, каждый из которых выполнен в виде тепловой мишени единой замкнутой конструкции 5, состоящей из корпуса 6 в виде тарелки и корпусной крышки 7, имеющих вогнуто-выпуклую обтекаемую дискообразную форму, механизма раскрытия, состоящего из опоры 8 с закрепленным к ней штоком 9, двух установленных телескопически втулок, внутренней 10, закрепленной к центральной нижней части корпуса, имеющей два пружинных толкателя 11 и четыре сквозных отверстия 12, и внешней 13, закрепленной к корпусной крышке 7, с пружинными фиксаторами 14 и сквозными отверстиями 15 расположенными соосно с отверстиями 12 внутренней втулки 10, пружины раскрытия 16, установленной между дном корпуса и ободом внешней втулки 17, четырех механизмов развертывания, установленных по краям верхней части корпуса через 90°, состоящих из стержней 18, жестко закрепленных к осям 19 с пружинами 20, с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости на 180°, переизлучателя 21, из дублированного материала на основе нетканого арамидного волокна и фольги из алюминия, закрепленного одной стороной к корпусной крышке 7 по всему периметру с внутренней стороны, а другой стороной к стержням 18. В предложенном автоматическом имитаторе тепловой цели 1, источник тепловой энергии 3 состоит из одноразового элемента питания 22, гнезда с пружиной для его установки 23, расположенного в корпусной крышке 7, прерывателя 24, в виде диэлектрической пластины, установленного на полюсную клемму 25 гнезда и закрепленного тросиком 26 к внутренней поверхности корпуса тарелки, электрозапала 27, замкнутого проводами 28 на гнездо, первичного теплового источника тороидальной формы 29, с установочным местом под электрозапал, установленного вокруг пружины раскрытия 16 и последовательно соединенного с вторичным тепловым источником 30, размещенным в канале круговой формы 31 на внутренней поверхности корпуса тарелки, при этом оба источника представлены прессованной смесью горючих веществ пиротехнического состава. В предложенном автоматическом имитаторе тепловой цели 1, пусковая установка 4, представлена метательной машиной 32 с пультом управления 33, содержащей опору 34 шарнирно закрепленный к ней корпус 35, источник электропитания 36, электродвигатель с системой управления 37 и закрепленный к его валу 38 метательный диск 39 со спиральным разгонным каналом 40 для возможности обеспечения устойчивости излучателей в полете, а также закрепленным к ней бункером 41, в виде трубы прямоугольного профиля, с выходным отверстием на одном торце 42 и люком 43 на противоположном, с установленным внутри механизмом автоматической подачи, в виде замкнутой резинотканевой ленты 44 с рифленой поверхностью, перегородками 45 и бортами 46, расположенными с обеспечением возможности укладки излучателей вертикально на ребро между перегородками ленты, лента огибает концевые барабаны, один из которых приводной 47, соединен с электроприводом, а второй натяжной 48.
Работает автоматический имитатор тепловой цели следующим образом. По команде о нападении противника, замыканием с пульта управления 33, включается электродвигатель 37 метательной машины и механизм автоматической подачи тепловых мишеней из бункера 41. Принцип работы метательной машины хорошо известен и широко используется в производстве рабочего оборудования коммунальных машин (например, cyberleninka.ru>Грнти>…razbrasyvatelya-peska-i…,), а также машин для метания тарелок на стендовой стрельбе (flydisk.ru) и основан на использовании центробежной силы, создаваемой быстро вращающимся диском со спиральным разгонным каналом. Механизм автоматической подачи мишеней также хорошо известен как «ленточный конвейер» с горизонтальным профилем трассы (Вайнсон А.А. Подъемно-транспортные машины - М.: Машиностроение, 1989. - 536 с.), в котором используют резинотканевую ленту 44 с рифленой поверхностью, перегородками 45 и бортами 46. Мишени 5, уложенные вертикально на ребро между перегородками ленты 45, в автоматическом режиме, поочередно подаются из бункера 41 через выходное отверстие 42 на вращающийся метательный диск машины 39, ускоряются при движении вдоль радиуса от его оси к периферии и по касательной летят на окружающую маскируемой технике поверхность.
Чтобы в полете мишень не изменяла свое положение, за счет спирального разгонного канала диска, ей придается вращение вокруг центральной оси, за счет чего она приобретает устойчивость в горизонтальной плоскости при полете и гарантированно приземляется на поверхность нижней частью корпуса, обеспечивая срабатывание механизма раскрытия.
Необходимо отметить, что наилучшей формой для осуществления свободных вращательных движений в воздухе является диск, так как его форма имеет стабильное равномерно-распределенное сопротивление воздушной среде и все силы и моменты, воздействующие на него, находятся в равновесии. На продольном сечении мишени видно, что крышка и донная часть корпуса выпуклые. При этом крышка с запасом перекрывает эту часть корпуса и имеет меньшую линию изгиба. Данное конструктивное решение принято, исходя из максимального приближения к форме крыла. При этом учитывалось лобовое сопротивление, и была использована структура профиля с вогнутой средней линией, для уменьшения коэффициента подъемной силы и исключения кувыркания в воздухе. Также учитывалось, что основная масса мишени сконцентрирована в ее центре, у основания. Это положительно влияет на равновесие моментов, действующих на мишень в полете и при приземлении, а установка механизмов развертывания выполнена равномерно распределенной по сторонам корпуса.
После падения мишени опорой на поверхность окружающей местности, срабатывает механизм раскрытия. Шток 9 движется вверх, приводя в действие пружинные толкатели 11, отжимая при этом пружинные фиксаторы 14, проходящие через сквозные отверстия 12 внутренней втулки, 10 высвобождая втулку внешнюю 13, которая под действием пружины раскрытия 16 начинает подниматься вместе с корпусной крышкой 7 до момента остановки фиксаторов на второй паре отверстий. Срабатывают механизмы развертывания, поворачивая стержни 18, и растягивая переизлучатель 21. Поднимаясь, корпусная крышка 7 натягивает тросик 26, соединяющий ее с корпусом тарелки, что приводит к выдергиванию из гнезда 23, в котором установлен подпружиненный одноразовый элемент питания 22, прерывателя 24, и замыканию электрозапала, инициируя возгорание первичного теплового источника 29, концентрируя при этом энергию горения пиротехнического состава на малой площади в центре дна тарелки. Данный процесс протекает в форме замедленного взрыва. Затем, горение переходит на вторичный тепловой источник 30, расположенный в канале круговой формы 31, обеспечивая равномерное перераспределение энергии горения по всему внутреннему объему мишени и прогреву переизлучателя, (Шидловский А.А. «Основы пиротехники». Издание четвертое, переработанное и дополненное - М.: Машиностроение, 1973 г.), достаточному чтобы мишень была идентифицирована как реальная цель.
Использование предлагаемого технического устройства, позволяет автоматизировать процесс установки и приведения в рабочее положение тепловых мишеней и обеспечить имитацию демаскирующих признаков движущейся военной техники в тепловом диапазоне ЭМВ. Кроме этого, предложенное техническое решение тепловой мишени имеет ряд отличительных признаков:
- небольшие массогабаритные размеры мишени (ориентировочно до 30 см в диаметре и весом до 2 кг) позволяют держать их в бункере десятками штук, что позволяет использовать пусковую установку многократно, а обтекаемая форма мишени и выбрасывание метательной машиной, с приданием ей вращения вокруг вертикальной оси делают ее стабильной в полете, что позволяет, регулируя скорость движения метательного диска, устанавливать мишени на достаточные расстояния (10…15 м) от маскируемой техники, повышая ее защищенность;
- наличие в конструкции мишени срабатывающих последовательно механизмов раскрытия, развертывания и инициирования источника тепловой энергии обеспечивает создание в автоматическом режиме нагретой поверхности переизлучателя (по площади) аналогичной нагретой поверхности маскируемой техники;
- наличие первичного и вторичного тепловых источников обеспечивает работу мишени по времени достаточному для захвата ее как цели головкой самонаведения и нанесения удара.
Готовность предложенного технического устройства к реализации характеризуется наличием производственных мощностей по изготовлению используемых металлических деталей и узлов (предприятия промышленности с наличием токарно-фрезерных цехов, ремонтные предприятия автомобильной и тракторной техники, парковое оборудование воинских частей), производства материала на основе ленточных конвейеров (ООО «Фест Логистик», г. Москва), смеси горючих веществ пиротехнического состава, используемого для снаряжения изделий спецхимии («Завод порохов» г. Самара) и электровоспламенителей зарядов из различных пиротехнических материалов (АО «Муромский приборостроительный завод»), а также широкого выбора электродвигателей и источников электропитания, выпускаемых в широком ассортименте российской электротехнической промышленностью.
Теоретические исследования, проведенные в процессе разработки автоматического имитатора тепловой цели, подтвердили, что в современных условиях по основным тактико-техническим характеристикам и по критерию оценки «эффективность боевого применения - стоимость» предложенное техническое решение имеет показатели примерно в 2,0…3,0 раза выше по сравнению с известными аналогами.