ПОМЕХООБРАЗУЮЩИЙ ДИПОЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к катапультированию или сбрасыванию предметов с летательных аппаратов (ЛА), а также к средствам защиты ЛА, а конкретно, к устройству помехообразующих дипольных элементов, выбрасываемых в полете посредством установленной на борту ЛА (преимущественно беспилотного) системы постановки пассивных помех радиолокационным станциям (РЛС) средств противодействия.
В качестве прототипа приняты известные дипольные помехообразующие элементы в виде тонких металлических полосок, для создания пассивных помех РЛС противодействующего средства («Радиотехнические системы» Ю.М.Казаринов и др., изд. "Советсткое радио", Москва 1968 г., стр.387). Существенными признаками предлагаемого помехообразующего дипольного элемента, совпадающими с существенными признаками прототипа, являются следующие - помехообразующий дипольный элемент системы для постановки летательным аппаратом пассивных помех радиолокационным станциям средств противодействия выполнен в виде удлиненного металлического тела.
Известный помехообразующий дипольный элемент имеет постоянное поперечное сечение, поэтому его центр тяжести и аэродинамический центр давления совпадают. Форма поперечного сечения элемента не является существенной для помехообразующих характеристик и может быть различной в зависимости от формы исходного сырья (лист, проволока), технологии изготовления, плотности упаковки элементов на ЛА. Удлиненная форма элемента обеспечивает удобство компактного размещения, хранения и последующего применения, например в гильзе, или патроне системы летательного аппарата для постановки пассивных помех. Особенностью
известной конструкции является быстрое торможение дипольных элементов в набегающем потоке воздуха после выброса (отстрела) их с борта ЛА, вследствие неопределенной ориентации известного элемента в потоке воздуха, и, как следствие, малое время эффективного существования пассивной помехи из известных элементов. Полученная в результате торможения разность скоростей ЛА и помехи из дипольных элементов позволяют РЛС атакующего средства, применяя систему селекции сигналов движущейся цели и пассивной помехи по разности их скоростей полета, отсеивать сигнал пассивной помехи от сигнала ЛА и продолжать сопровождение ЛА.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача увеличения времени эффективного существования пассивной помехи из помехообразующих дипольных элементов, в течение которого затруднена селекция РЛС сигнала, отраженного от ЛА, от сигнала, отраженного от помехи, что дает возможность увеличения интервала времени до постановки следующей помехи, уменьшает необходимый запас этих элементов в системе на борту ЛА, следовательно, массу и объем системы постановки пассивных помех.
Для достижения указанного технического результата помехообразующий дипольный элемент системы для постановки летательным аппаратом пассивных помех радиолокационным станциям средств противодействия, выполненный в виде удлиненного металлического тела, выполняется со смещением центра масс (ЦМ) относительно его аэродинамического центра давления (ЦД). Смещение может быть выполнено в виде расплющивания одного из концов элемента, либо в виде заострения одного из концов, либо в виде утолщения одного из концов. Для дополнительного увеличения времени эффективного существования пассивной помехи второй конец элемента, противоположный расплющенному или заостренному, может быть выполнен утолщенным;
кроме того, конец элемента со стороны центра масс может иметь обтекаемую форму.
Отличительными признаками предлагаемого решения является то, что центр масс дипольного элемента смещен относительно его аэродинамического центра давления. Смещение может быть выполнено в виде расплющивания одного из концов, либо заострения одного из концов, либо утолщения одного из концов. Кроме того, дополнительно, второй конец элемента, противоположный расплющенному или заостренному может быть выполнен утолщенным; конец элемента со стороны центра масс может иметь обтекаемую форму.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков помехообразующих дипольных элементов в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы) достигается следующий технический результат: увеличивается время эффективного существования пассивной помехи за счет обеспечения устойчивого положения по направлению полета, что обеспечивает уменьшение их аэродинамического сопротивления, следовательно, и уменьшения торможения дипольных элементов после их сброса (отстрела) с борта ЛА. Дополнительное увеличение времени эффективного существования пассивной помехи достигается за счет уменьшения времени разворота дипольных элементов по направлению полета и увеличения продольной устойчивости при дополнительном увеличении смещения ЦМ относительно ЦД. Дополнительное увеличение времени эффективного существования пассивной помехи достигается также за счет уменьшения отрицательного ускорения торможения элемента при увеличении его массы и дополнительном уменьшении аэродинамического сопротивления при изменении его формы. Кроме того, дополнительно, обеспечивается технологичность изготовления элементов со смещением центра масс относительно центра давления.
Предложенное техническое решение может найти применение в системах постановки пассивных помех ЛА, для защиты ЛА, преимущественно беспилотных, для обеспечения преодоления (пролета) ими зоны возможного противодействия.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется фиг.1-12.
На фиг.1 изображен дипольный элемент со смещением ЦМ относительно его аэродинамического ЦД, выполненным в виде расплющивания одного из концов элемента (п.1 и п.2 формулы).
На фиг.2 изображен дипольный элемент со смещением ЦМ относительно ЦД, выполненным в виде заострения одного из концов (п.3 формулы).
На фиг.3 и фиг.4 изображен дипольный элемент со смещение ЦМ относительно ЦД, выполненным в виде утолщения одного из концов, при этом на фиг.3 утолщение выполнено увеличением геометрических размеров (диаметра или ширины и толщины), а на фиг.4 утолщение обеспечено путем загиба одного из концов (п.4 формулы).
На фиг.5-7 изображен дипольный элемент со смещением ЦМ относительно его аэродинамического ЦД, выполненным в виде расплющивания или заострения одного из концов элемента, у которого второй конец выполнен утолщенным, с различными вариантами утолщения (п.5 формулы).
На фиг.8-10 изображен дипольный элемент, у которого конец со стороны ЦМ имеет обтекаемую форму, при различных вариантах исполнения противоположного конца (п.6 формулы).
На фиг.11, 12 изображен дипольный элемент, у которого утолщенный конец со стороны ЦМ имеет обтекаемую форму, а противоположный конец расплющен или заострен (п.7 формулы).
Представленный на фиг.1-12 помехообразующий дипольный элемент содержит удлиненное металлическое тело 1, длина которого близка к числу кратному длине волны облучающей РЛС противодействующего средства.
ЦМ тела 1 смещен относительно ЦД. Смещение может быть выполнеено в виде расплющивания 2 одного из концов тела 1 (фиг.1) или в виде заострения 3 одного из его концов (фиг.2), либо в виде утолщения одного из концов, которое может быть реализовано как выполнением одного из концов 4 с увеличенными размерами (фиг.3) или выполнением одного из концов двойной толщины, в виде загиба 5 (фиг.4). Второй конец тела 1 противоположный расплющенному 2 может быть выполнен в виде утолщения 4 или 5 (фиг.5 и 6). Второй конец тела 1 противоположный заостренному 3 может быть выполнен, например, в виде утолщения 4 (фиг.7). Конец тела 1, расположенный со стороны ЦМ может иметь обтекаемую форму 6 или 7 (фиг.8-12). Представленные на фиг.1-12 тела 1 помехообразующих элементов обеспечивают технологичность их изготовления путем нарезания отрезков определенной длины из металлической проволоки или металлического листа. Расплющенный конец 2 изготавливается ковкой. Утолщение 4 одного из концов тела 1 может быть изготовлено путем его окунания в расплав металла. Заостренный конец 3 может быть изготовлен путем растяжки тела 1 увеличенной длины с подогревом средней части и последующей разрезкой на два элемента заданной длины.
Устройство по п.1 и п.2 (фиг.1) работает следующим образом.
После сброса (отстрела) с борта ЛА, как правило, в направлении, перпендикулярном направлению полета, для наибольшего удаления от ЛА, разового комплекта (гильзы, патрона) с помехообразующими дипольными элементами (несколько тысяч штук), указанный комплект под действием набегающего потока рассеивается и образует облако, в котором отдельные дипольные элементы быстро поворачиваются вдоль потока, вследствие наличия смещения ЦМ тела 1 относительно ЦД, благодаря расплющиванию 2 одного из концов тела 1. При этом равнодействующая аэродинамическая сила, приложенная в ЦД, в случае расположения тела 1 не по направлению обтекающего потока воздуха, разворачивает тело 1 вокруг ЦТ по
направлению полета с расположением ЦД за ЦТ, что уменьшает аэродинамическое сопротивление элемента на порядок, в такой же пропорции уменьшается торможение элемента, что приводит к увеличению времени эффективного существования помехообразующего элемента и пассивной помехи. Положение элемента по направлению потока обтекающего воздуха является устойчивым, так как любое случайное отклонение элемента от указанного направления приводит к появлению момента аэродинамической силы, приложенной в ЦД, разворачивающего тело 1 относительно ЦТ по направлению потока воздуха. Увеличение времени эффективного существования элемента и помехи уменьшает потребное количество элементов на борту ЛА, а также объем и массу системы постановки пассивных помех.
Устройство по п.3 формулы (фиг.2) работает аналогично устройству по п.2 формулы. Отличие заключается в том, что меньшее смещение ЦТ относительно ЦД несколько увеличивает время разворота тела 1 заостренным концом 3 по направлению потока воздуха. При этом потеря скорости тела 1 в направлении полета при развороте, компенсируется меньшим торможением после разворота, за счет уменьшения коэффициента лобового сопротивления и приводит к дополнительному увеличению времени эффективного существования элемента и помехи, следовательно, уменьшается потребное количество элементов на борту ЛА, а также объем и масса системы постановки пассивных помех.
Устройство по п.4 формулы (фиг.3 и 4) работает аналогично устройству по п.2. Отличие заключается в том, что благодаря утолщению 4 или 5 одного из концов тела 1 увеличивается масса тела 1 - мера инерции, что обеспечивает уменьшение отрицательного ускорения торможения тела 1 после разворота по направлению полета и увеличивает время его эффективного существования, следовательно, дополнительно уменьшается потребное количество элементов на борту ЛА, объем и масса системы постановки пассивных помех.
Устройство по п.5 (фиг.5-7) работает аналогично устройству по п.п.2, 3 и 4, при этом благодаря утолщению 4 или 5 конца тела 1, противоположного расплющенному концу 2 или заостренному 3, обеспечивается дополнительное увеличение смещения ЦТ относительно ЦД по сравнению с устройствами по п.п.2, 3 и 4, что способствует дополнительному уменьшению времени разворота тела 1 помехообразующего элемента по направлению полета, и следовательно, и дополнительному уменьшению потери скорости при развороте. Кроме того, увеличение массы - меры инерции тела 1 за счет утолщения конца 4 или загиба 5, как и в устройстве по п.4 способствует увеличению времени эффективного существования помехообразующего элемента и пассивной помехи.
Устройство по п.6 (фиг.8-10) работает аналогично устройствам по п.п.2, 3 и 4. Отличие заключается в том, что благодаря обтекаемой форме 6 или 7 конца тела 1, расположенного со стороны ЦМ, уменьшается коэффициент лобового сопротивления помехообразующего элемента после разворота по направлению полета, что дополнительно уменьшает отрицательное ускорение торможения тела 1 и, соответственно, дополнительно увеличивает время эффективного существования помехообразующего дипольного элемента и пассивной помехи из дипольных элементов.
Устройство по п.7 (фиг.11-12) работает аналогично устройству по п.5. Отличие заключается в том, что благодаря обтекаемой форме 7 конца тела 1, расположенного со стороны ЦМ, уменьшается коэффициент лобового сопротивления помехообразующего элемента после разворота по направлению полета, что дополнительно уменьшает отрицательное ускорение торможения тела 1 и, соответственно, дополнительно увеличивает время эффективного существования помехообразующего дипольного элемента и пассивной помехи из дипольных элементов.