ИМИТАТОР ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙ
AIR TARGET IMITATOR

Изобретение относится к средствам имитации воздушных целей, в частности к подвижным имитаторам воздушных целей (ИВЦ), и может быть использовано для отработки технических характеристик, контроля технических состояний зенитных комплексов с различными системами наведения (фотоконтрастными, инфракрасными, радиолокационными), а также для обучения расчетов упомянутых комплексов при проведении учебно-боевых стрельб.
Мишенная обстановка для стрельбы зенитных комплексов создается применением имитаторов воздушных целей (мишеней) различных типов, воспроизводящих характеристики современных средств воздушного нападения (СВН) - самолетов, вертолетов, крылатых ракет: траекторные; фотоконтрастные; отражательные в радиолокационном диапазоне в различных направлениях; излучательные в инфракрасном диапазоне в различных направлениях; по возможности постановки помех (тепловых, радиолокационных) и др.
Известен универсальный имитатор воздушных целей (см. патент RU №2147722, МПК F41J 9/08, 2/00, опубл. 20.04.2000 г.). Универсальный имитатор воздушных целей содержит ракетный двигатель, стабилизирующее устройство (стабилизаторы), головную часть с размещенными в ней линзовым и уголковыми отражателями. Имитатор оснащен тепловым излучателем (трассером), размещенным в корпусе диаметром не более 0,7 калибра с радиальными окнами и расположенным за линзовым отражателем.
Недостатки данного устройства в том, что:
- обнаружение и захват этого ИВЦ зенитными ракетами с тепловыми (работающими в инфракрасном диапазоне) головками самонаведения невозможны при стрельбе «вдогон» и «навстречу», а только на некотором параметре, и только на некотором участке траектории, поскольку реактивный двигатель работает лишь на стартовом участке ИВЦ и не может обеспечить инфракрасное излучение в заднюю полусферу на всей траектории полета, а тепловой излучатель выделяет газообразные высокотемпературные светящиеся продукты сгорания, которые истекают через окна корпуса, это свидетельствует о том, что излучатель преимущественно является не тепловым (длина волны инфракрасного диапазона больше 0,8 мкм), а световым (длина волны меньше 0,75 мкм) и, таким образом, излучать в инфракрасном диапазоне могут только нагретые кромки окон корпуса, при этом нагрев этих кромок происходит через некоторое время после начала горения трассера при условии достаточно высокой мощности трассера, обеспечивающей этот нагрев в условиях высокоскоростного обдува в полете;
- корпус излучателя имеет диаметр меньший, чем калибр ракеты и диаметр линзового отражателя, и, соответственно, инфракрасное излучение от кромок окон экранировано по направлениям «вперед» и «назад» в весьма значительных телесных углах;
- время горения серийно выпускаемых трассеров, как правило, составляет около 30 секунд, а поскольку трассер включается одновременно с запуском двигателя, времени его работы может не хватить на всю траекторию полета ИВЦ.
Известна зенитная ракета-мишень, принятая за прототип (см. патент RU №2222767, МПК F42B 8/12, F42B 15/10, опубл. 27.01.2004 г.), состоящая из двигательной установки со стабилизатором, радиопрозрачного головного отсека с обтекателем и уголковым отражателем СВЧ-энергии и трассеров, в головном отсеке перед уголковым отражателем СВЧ-энергии установлен и закреплен блок кассет из термостойкого композиционного материала в виде толстостенных дисков, во внутренней полости которых размещены трассеры, при этом в корпусе головного отсека соосно трассерам выполнены сквозные диаметрально расположенные относительно друг друга газоводные отверстия, оси которых перпендикулярны продольной оси ракеты-мишени, причем рабочие торцевые поверхности трассеров расположены в газоводных отверстиях корпуса головного отсека, при этом во внутренней полости обтекателя установлен источник постоянного тока с блоком электронной задержки последовательного включения трассеров.
Недостатки прототипа в том, что:
- по причине эксцентриситета центра масс ИВЦ, возникающего при последовательном по-одиночке горении радиально расположенных в головном отсеке трассеров, он будет уводиться от расчетной траектории как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, что требует повышенных мер безопасности и приводит к необходимости расширения опасной зоны, которая не может быть обеспечена на ряде полигонов войсковой ПВО и общевойсковых полигонов, и соответственно, к ограничению условий применения ИВЦ;
- трассеры обеспечивают только подсветку траектории полета ИВЦ в оптическом диапазоне длин волн и не создают достаточного уровня инфракрасного излучения для захвата зенитными ракетами с тепловыми головками самонаведения.
Следует также отметить, что в упомянутых изобретениях диаграмма рассеивания комбинированных уголковых радиолокационных отражателей в плоскости, перпендикулярной продольной оси ИВЦ, имеет конструктивно обусловленные глубокие провалы (угловая ширина индикатрис на уровне половинной мощности составляет менее 45° в каждой четверти цилиндра), что не всегда достаточно для радиозаметности со всех направлениях.
Кроме того, известно, что ряд неуправляемых ИВЦ ракетного типа, осуществляющих полет по баллистическим траекториям, в том числе изготавливаемых на базе стабилизированных по крену боевых ракет, помимо аэродинамической стабилизации (обеспечение положения центра давления сзади центра масс) имеют стабилизацию вращением вокруг продольной оси с целью уменьшения увода от расчетной траектории как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, обусловленного эксцентриситетами тяги, центра масс и несимметрии формы.
Вращение придается с помощью различных конструктивных решений, например, скольжением штифта, закрепленного на боковой поверхности ИВЦ, по спиральному пазу пусковой трубы, тангенциальной (поперечной) ориентацией сопел реактивного двигателя, сложнопространственной (пропеллерной) формой стабилизаторов и др. Как правило, реализация таких конструкций является технологически сложной, и соответственно, дорогой.
Предлагаемым изобретением решается задача: расширение технических возможностей имитатора воздушных целей, повышение его универсальности и безопасности, снижение стоимости.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в разработке конструкции недорогого неуправляемого имитатора воздушных целей, который имеет стабильные траектории полета, имеет оптимальные конструкцию расположения и компоновки трассеров и циклограмму работы групп трассеров, начиная со старта, может быть обстрелян зенитными ракетами с тепловыми или фотоконтрастными головками самонаведения «вдогон», затем, на безопасном удалении от пусковой установки - «навстречу».
Указанный технический результат достигается тем, что в имитаторе воздушных целей, содержащем ракетный двигатель со стабилизаторами и головную часть с размещенными в ней трассерами, источником тока, блоком электронной задержки включения трассеров, новым является то, что имитатор снабжен хвостовым оперением вращения имитатора вокруг продольной оси, выполненным в виде плоских перьев, закрепленных радиально на двигателе сзади стабилизаторов под углом к продольной оси, также имитатор снабжен дополнительными трассерами (трассерами задней группы), закрепленными на двигателе и ориентированными рабочими торцами назад, с возможностью включения их от пусковой установки при старте ИВЦ, а трассеры, размещенные в головной части (трассеры передней группы), ориентированы рабочими торцами вперед с возможностью включения их через блок задержки от бортового источника тока, кроме того, трассеры каждой группы расположены симметрично относительно продольной оси ИВЦ.
Имитатор может быть снабжен ложными тепловыми и/или радиолокационными целями, установленными на имитаторе с возможностью их отстрела на траектории полета, парашютной системой с возможностью ее включения на траектории полета, приемным устройством, связанным с исполнительным(и) устройством(вами).
Снабжение устройства хвостовым оперением вращения имитатора вокруг продольной оси, выполненным в виде плоских перьев, закрепленных радиально на двигателе сзади стабилизаторов под углом к продольной оси, позволяет просто и экономно обеспечить вращение ИВЦ вокруг продольной оси, что повышает стабильность траекторий полета ИВЦ и, соответственно, эффективность и безопасность проведения стрельб. Кроме того, при вращении комбинации уголковых отражателей в составе ИВЦ вокруг оси симметрии - продольной оси мишени, в диаграмме рассеивания исчезают провалы за счет формирования результирующей диаграммы, соответствующей средней эффективной площади рассеивания, что улучшает отражательные характеристики ИВЦ в радиолокационном диапазоне.
Снабжение устройства дополнительными трассерами (трассерами задней группы), закрепленными на двигателе и ориентированными рабочими торцами назад, с возможностью включения их от пусковой установки при старте ИВЦ, а также ориентация трассеров, размещенных в головной части (трассеров передней группы) рабочими торцами вперед, с возможностью включения их через блок задержки от бортового источника тока оптимизирует циклограмму и индикатрисы излучения ИВЦ, характеристики светового и теплового полей, фотоконтрастного образа мишени, что позволяет проводить обстрел мишени с любого ракурса, снизить массу, габариты и, соответственно, стоимость имитационного оборудования мишени.
Расположение трассеров каждой группы симметрично относительно продольной оси позволяет избежать возникновения эксцентриситета центра масс мишени при их горении, увода ИВЦ от расчетной траектории и, соответственно, повышает безопасность применения мишени.
Оснащение устройства ложными тепловыми и/или радиолокационными целями, установленными на имитаторе с возможностью их отстрела на траектории полета, расширяет технические возможности по имитации характеристик современных СВН.
Снабжение ИВЦ парашютной системой, с возможностью ее включения на траектории полета, позволяет производить имитацию характеристик атакующего боевые порядки вертолета, за короткое время выполняющего подъем и спуск («подскок»).
Снабжение ИВЦ приемным устройством, связанным с исполнительным(и) устройством(вами), позволяет по командам оператора, в нужный по условиям учений момент, производить отстрел помех, раскрытие парашютной системы и др.
Совокупность конструктивных элементов, их взаимное расположение, форма выполнения элементов и связь между ними позволяют обеспечить имитацию с высокой степенью соответствия траекторных, излучательных, отражательных и помехопостановочных характеристик различных СВН.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что предлагаемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид варианта исполнения предложенного ИВЦ без радиолокационных отражателей вне контейнера.
Имитатор воздушных целей содержит ракетный двигатель 1 со стабилизаторами 2, головную часть 3 с размещенными в ней источником тока 4, трассерами 5 передней группы, блоком 6 электронной задержки включения трассеров передней группы. Трассеры 5 ориентированы рабочими торцами вперед, установлены с возможностью включения через блок 6 электронной задержки от бортового источника тока 4. Имитатор снабжен хвостовым оперением вращения имитатора вокруг продольной оси, выполненным в виде плоских перьев 7, закрепленных радиально на двигателе 1 сзади стабилизаторов 2 под углом к продольной оси. На двигателе 1 закреплены дополнительные трассеры 8 (задней группы), ориентированные рабочими торцами назад, с возможностью включения их от пусковой установки при старте ИВЦ. Трассеры каждой группы расположены симметрично относительно продольной оси ИВЦ.
Расположение стартовых позиций зенитных комплексов и пусковой установки ИВЦ определяется поставленной учебно-боевой или исследовательской задачей.
Траектория полета ИВЦ задается по указанию руководителя стрельб путем задания углов возвышения и курса.
По мере готовности всех подразделений руководитель стрельб ставит огневую задачу и подает команду на запуск ИВЦ.
Аппаратура запуска ИВЦ в соответствии с циклограммой подает электрические импульсы на электровоспламенители бортового источника тока 4, трассеров 8 задней группы и ракетного двигателя 1. Мишень выходит из контейнера и, вращаясь вокруг продольной оси за счет хвостового оперения, летит по баллистической траектории, обеспечиваемой за счет наличия стабилизаторов 2, с горящими трассерами 8, обеспечивающими визуальное наблюдение за ней, а также заданный уровень инфракрасного излучения в заднюю полусферу. На определенных участках заданной траектории ИВЦ входит в зону работы того или иного зенитного комплекса с необходимыми траекторными и излучательными параметрами. По прошествии времени, достаточного для достижения безопасного удаления мишени от пусковой установки, блок 6 электронной задержки производит поджиг трассеров 5 от бортового источника тока 4, и мишень может быть обстреляна зенитными ракетами с тепловыми головками самонаведения «навстречу».
При оборудовании ИВЦ приемным устройством и исполнительными устройствами, на его борт оператором может быть подана команда на отстрел помех, раскрытие парашютной системы и др.
Проведенные теоретические исследования и пуски экспериментальных образцов ИВЦ показали правильность и эффективность предлагаемых технических решений. Министерством обороны РФ данному изделию присвоен индекс 9Ф881, проводится изготовление опытных образцов для межведомственных испытаний с целью принятия мишени на снабжение.
Реализация изобретения является весьма недорогой, поскольку изготовление производится путем доработки снятых с вооружения и подлежащих утилизации зенитных ракет, имеющих нулевую остаточную стоимость.