АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС АКТИВНОЙ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ УНИВЕРСАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к комплексам (системам) активной защиты (САЗ) различных объектов от подлетающих боеприпасов (средств поражения), а конкретно - к комплексам (системам) активной индивидуальной защиты (КАИЗ, САИЗ) стационарных и подвижных объектов наземного, морского, воздушного и космического базирования от подлетающих боеприпасов независимо от способа их наведения.
Известны системы активной индивидуальной защиты танков и другой бронетехники, например: «Дрозд» и «Дрозд-2» танка Т-55АД, «Арена» танков Т-72, Т-80, Т-90 (Россия); «Заслон» танка Т-84 и других бронированных машин (Украина); EFA танка Т-72М4 (Чехия); «Slide» фирмы «Rockwell International Corp.Tactical Systems Division», CAЗ «IDS», «APS» и «FSAP» танка «Абраме», боевой машины пехоты (БМП) М2АЗ, бронетранспортера (БТР) АААV и других перспективных образцов объектов бронетанковой техники (США), ASPRO-A для танка «Меркава-4» (Израиль) и др. [1-13]. В их состав входят радиолокационная станция обнаружения приближающихся к объекту защиты боеприпасов и система отстрела специальных снарядов, которые при сближении с подлетающими боеприпасами взрываются, создавая облако осколков, уничтожающих или сильно ослабляющих действие боеприпаса, или система неотстреливаемых защитных зарядов (в САЗ «Заслон»). В состав некоторых израильских САЗ бронетанковой техники входят электронно-оптические датчики, устанавливаемые на верхней поверхности корпуса машины с целью обеспечения кругового обнаружения подлетающего боеприпаса.
Известны САИЗ самолетов и вертолетов типа «LA1RCM» AN/AAQ-24V фирмы «Нортроп-Грумман» и система «DIRCM» («Немезис»), разработанная фирмой «Нортроп-Грумман» совместно с фирмой «БАЕ системз» (США) и дополнительно оснащенная каналом обнаружения подлетающих боеприпасов в инфракрасном диапазоне.
Известны САИЗ кораблей, оснащенные радиолокационными средствами обнаружения и сопровождения и телевизионно-оптическими средствами сопровождения угроз, например, корабельный комплекс самообороны «Клинок», Россия [5].
Известен тактический противоракетный комплекс защиты площадных объектов «Эрроу» (фирма «IAI», Израиль), позволяющий перехватывать тактические баллистические ракеты типа «Скад», «Шихаб-3», «Шихаб-4», «Но-Донг». Он включает в себя, в частности, радиолокационную станцию (РЛС) дальнего обнаружения, работающую в L-диапазоне, и противоракету с оптико-электронным датчиком.
Недостатками перечисленных комплексов и систем активной защиты объектов являются: малые дальности обнаружения; недостаточные размеры секторов защиты; отсутствие в составе таких комплексов подсистем точного определения координат; в качестве основной системы обнаружения используются радиолокационные станции, работающие в активном режиме и поэтому не позволяющие эффективно работать в условиях интенсивного радиопротиводействия; отсутствие возможности получения дополнительных признаков обнаруживаемых угроз за счет работы в других спектральных диапазонах.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является корабельная многофункциональная система управления отечественного корабельного комплекса самообороны «Клинок» [5]. Недостатки прототипа указаны выше.
Задачей полезной модели является обеспечение надежного обнаружения подлетающего к объекту защиты боеприпаса на дальностях до 100 км, точного определения его координат на дальностях не менее 15-20 км и обеспечения пуска средства активной защиты (противоракеты, ловушки из сверхпрочной ткани и т.п.) для его нейтрализации (уничтожения, искажающего изменения его траектории и т.п.) в условиях интенсивного радиопротиводействия.
Технический результат достигается за счет дополнительного введения в состав автоматического комплекса активной индивидуальной защиты (АКАИЗ), содержащего радиолокационные средства обнаружения и опознавания целей, радиолокационные средства сопровождения целей и наведения ракет, телевизионно-оптические средства сопровождения целей и аппаратуру стартовой автоматики, пассивного радиолокационного канала миллиметрового диапазона, обеспечивающего обнаружение подлетающих боеприпасов по их собственному радиотепловому излучению, всепогодность применения комплекса и возможность работы в условиях интенсивного радио- и/или теплового противодействия; теплопеленгатора, обеспечивающего грубое определение координат подлетающего боеприпаса; системы точного определения координат (СТОК), работающей в ближнем инфракрасном диапазоне при подсвете подлетающего боеприпаса ближним инфракрасным излучением лазера подсвета с блоком стробирования; видимого канала обнаружения; ультрафиолетового канала обнаружения; управляющей электронно-вычислительной машины (ЭВМ) и координатора противоракеты, связанного с ее системой автоматического управления (САУ) и выдающего в нее сигналы, пропорциональные азимуту, углу места и дальности до подлетающего боеприпаса.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется графическими материалами:
фиг.1 - укрупненная функциональная схема комплекса активной индивидуальной защиты;
фиг.2 - подробная функциональная схема комплекса.
1
2
3
5
6
1
2
3
5
6
На фиг.1 показаны основные каналы комплекса и связи между ними: 1 - пассивный радиолокационный канал миллиметрового диапазона; 2 - теплопегенгатор; 3 - система точного определения координат; 4 - инфракрасный лазер подсвета; 5 - видимый канал; 6 - ультрафиолетовый канал, работающий в диапазоне 0,32-0,4 мкм; 7 (7, 7, 7, 7, 7) - блоки обработки сигнала соответственно пассивного радиолокационного канала миллиметрового диапазона 7, теплопегенгатора 7, системы точного определения координат 7, видимого канала 7, ультрафиолетового канала 7; 8 - блок стробирования; 9 - управляющая ЭВМ; 10 - координатор противоракеты; 11 - САУ противоракетой.
На фиг.2 изображена подробная функциональная схема комплекса активной индивидуальной защиты универсального назначения. Она включает в себя следующие элементы: 12 - антенна пассивного радиолокационного канала миллиметрового диапазона; 13 - привод антенны; 14 - приемник миллиметрового диапазона; 15 - блок усиления; 16 - оптическая система теплопеленгатора с круговым обзором; 17 - фотоприемное устройство (ФПУ); 18 - многоэлементный приемник инфракрасного излучения, работающий в диапазоне 3-14 мкм; 19 - предварительные усилители; 20 -коммутатор; 21 - система глубокого охлаждения приемника 18; 22 -оптическая система СТОК; 23 - электронно-оптический преобразователь (ЭОП); 24 - оптика переноса; 25 - матрица приемников с зарядовой связью (ПЗС); 26 - обтекатель координатора противоракеты; 27 - оптическая системы координатора; 28 - ФПУ координатора; 29 - многоэлементный приемник инфракрасного излучения; 30 - предварительные усилители; 32 - блок обработки сигналов неподвижного координатора; 33 - система глубокого охлаждения ФПУ координатора; 34 - оптическая система лазера подсвета; 35 - источник питания лазера подсвета; 36 - оптическая система видимого канала; 37 - ФПУ на матрице ПЗС; 38 - оптическая система ультрафиолетового канала; 39 - ЭОП ультрафиолетового диапазона; 40 -оптика переноса ультрафиолетового канала; 41 - матрица ПЗС.
1
3
2
Пассивный радиолокационный канал 1 (фиг.1) предназначен для обнаружения подлетающих боеприпасов на больших дальностях (до 150 км) и работает в частотном диапазоне 26-40 ГГц (диапазон длин волн - от 7,5 до 11,5 мм). В блоке обработки сигнала 7 формируется сигнал о направлении налета на защищаемый объект в пределах диаграммы направленности приемной антенны ~10×10°, в диапазоне азимутальных углов - 0-360° и с угловой точностью 2,5°, который после соответствующего масштабирования поступает в управляющую ЭВМ 9 для формирования предварительного сигнала об азимуте и ориентировочной дальности до подлетающей угрозы. Этот сигнал используется для ориентации теплопеленгатора 2 в направлении подлетающего боеприпаса, который, соответственно, предварительно ориентирует СТОК 3. СТОК 3 выдает точные координаты и дальность до подлетающего боеприпаса через блок обработки сигнала 7 (фиг.1) в управляющую ЭВМ 9, далее - в блок обработки сигналов 32 (фиг.2) координатора 10 противоракеты и далее - в ее систему управления 11 для запуска противоракеты и уничтожения угрозы. Канал обеспечивает дальность обнаружения подлетающего боеприпаса с эффективной поверхностью рассеяния от 1 м до 150 км.
2
Теплопеленгатор 2 (фиг.1) состоит из оптической системы 16 (фиг.2) ФПУ 17, содержащего чувствительные элементы приемника инфракрасного излучения 18 с предварительными усилителями 19 и коммутатором 20. Сигналы об азимуте и угле места подлетающего боеприпаса подаются в блок обработки сигналов 7 и далее - в управляющую ЭВМ 9.
3
3
Система точного определения координат 3 запускается по сигналу с управляющей ЭВМ 9. Одновременно включается и лазер подсвета 4. СТОК 3 состоит из оптической системы 22, электронно-оптических преобразователей 23, оптики переноса 24, матрицы приемников с зарядовой связью (ПЗС) 25, блока обработки сигналов 7 и выдает из блока обработки сигналов 7 в управляющую ЭВМ 9 сигнал о направлении движения подлетающего средства поражения с точным значением координат относительно оптической оси СТОК 3 и дальности до боеприпаса. Оптическая ось СТОК 3 ориентируется на цель по сигналам с теплопеленгатора 2 через его блок обработки сигналов 7 г и управляющую ЭВМ 9. В СТОК 3 заявляемого комплекса предусматривается приемных четыре устройства, в качестве которых применены ЭОП 3-го поколения (с арсенид-галлиевым фотокатодом) 23, каждый из которых перекрывает поле зрения по азимуту и углу места 90°×90°. СТОК 3 работает по энергетической яркости цели, которая обеспечивается за счет подсвета лазером 4. Лазер подсвета 4 работает в импульсном режиме, а его источник питания 35 синхронизирован с работой ЭОП 23, также работающего в импульсном режиме, посредством блока стробирования 8. Сигнал от СТОК подается в управляющую ЭВМ 9 после того, как установлено, что подлетающий боеприпас направляется на защищаемый объект.
В ЭВМ 9 вырабатываются сигналы управления координатором 10, состоящим из обтекателя 26, оптической системы 27, фотоприемного устройства 28, включающего в себя многоэлементный приемник оптического излучения 29, работающий в инфракрасном диапазоне, предварительные усилители 30 и коммутатор 31, блока обработки сигналов 32 и системы глубокого охлаждения 33. Координатор 10 запускается по сигналам от управляющей ЭВМ 9 и выводится на рабочий режим. После захвата подлетающего боеприпаса с защищаемого объекта производится запуск противоракеты, управляемой САУ 11, для поражения боеприпаса.
Видимый 5 и ультрафиолетовый 6 каналы обнаружения комплекса активной индивидуальной защиты предназначены для получения дополнительной информации о подлетающем средстве поражения и служат для повышения вероятности обнаружения и точного определения координат при работе в нижнюю (с больших высот) и/или в верхнюю полусферу.
5
Видимый канал 5 работает в видимом диапазоне оптического излучения (0,38-0, 78 мкм) и включает в себя оптическую систему 36, ФПУ на ПЗС-матрице 37 и блок обработки сигналов 7.
6
Ультрафиолетовый канал 6 работает в диапазоне длин волн 0,32-0,4 мкм. Он включает в себя оптическую систему 38, ЭОП 39, работающий в ультрафиолетовом диапазоне оптического излучения, оптику переноса изображения 40, матрицу ПЗС 41 и блок обработки сигналов 7.
Применение этих каналов является особенно эффективным для защиты летательных аппаратов за пределами нижних слоев атмосферы и при отсутствии облачности, а ультрафиолетового канала - и на космических трассах, для защиты космических объектов.
Введение в состав комплекса активной индивидуальной защиты пассивного радиолокационного канала обнаружения, теплопеленгатора, системы точного определения координат подлетающих средств поражения, основанной на применении импульсных электронно-оптических преобразователей с синхронным импульсным подсветом лазерным излучением обнаруживаемых средств поражения, а также видимого и ультрафиолетового каналов позволяет решить задачу полезной модели - обеспечить практически 100%-ную вероятность обнаружения и точность определения координат для исключения промаха в условиях интенсивного радио- и/или теплового противодействия.
Заявляемая полезная модель может быть использована для защиты боевых кораблей, морских платформ, объектов береговой инфраструктуры, летательных аппаратов и космических объектов, комплексов ПВО, а также любых других подвижных и стационарных объектов наземного, морского, воздушного и космического базирования.
Литература
1. http://com/defence-spase/missiles/slide/slide.html.
2. http://armor.kiev.ua/ptur/azt/T-55 drozd.html.
3. http.7/www. army-guide, com/rus/article/article_1484.html.
_
4. http://www.army-guide.com/rus/article/article1575-html.
5. Корабельные зенитные ракетные комплексы ПВО ВМФ. - http://www.rusarmv.com/pvo/pvo_vmf/zrk_osa-m.html.
6. Пат. RU 2280836. - Приор. 08.12.2004.
7. Пат. RU 2141094. - Опубл. 10.11.1999.
8. Заявка RU 2008103631. - Опубл. 10.08.2009.
9. Заявка RU 2006140128. - Опубл. 20.05.2008.
10. Заявка RU 2004135961. - Опубл. 20.05.2006.
11. Пат. RU 69222. - Опубл. 10.12.2007.
12. Заявка 2000124114. - Опубл. 10.08.2002.
13. Пат. RU 2335728. - Приор. 09.01.2007.