СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОМБИНИРОВАННОЙ ЗАЩИТЫ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ
METHOD AND DEVICE FOR COMBINED PROTECTION OF SMALL-SIZED OBJECTS

Изобретение предназначено для комбинированной защиты-малоразмерных наземных гражданских и военных объектов путем постановки комбинированных помех разведывательным и атакующим средствам противника, наводимым и действующим в видимом, ИК- и РЛ-диапазонах длин волн электромагнитного излучения (ЭМИ).
В настоящее время наземные объекты, например автомобиль или танк, легко уязвимы для средств наземной и авиационной разведок и для ракет, атакующих с разных направлений и наводимых ИК, РЛ, лазерными и комбинированными системами управления высокоточного оружия (ВТО).
По этой причине актуальной является задача постановки комбинированных помех (маскирующих завес и уводящих ложных целей), действующих достаточно длительное время (превышающее время атаки) в указанных диапазонах длин волн ЭМИ.
В качестве аналога выбран способ защиты по патенту РФ №2187062 от 2000.08.04, кл.7 F41H 9/06, F42B 5/155. Способ заключается в постановке маскирующих аэрозольных завес путем рассеивания в атмосфере аэрозолеобразующих пиротехнических горящих элементов, метаемых в направлении угрозы и поочередно выбрасывающих из своего полого корпуса на восходящем участке траектории полета горящие элементы. За счет аэродинамического торможения последних в воздухе создается непрозрачное аэрозольное образование, вытянутое в направлении полета горящего элемента, догорающего на земле за общее время 9…11 с.
Указанный способ обладает следующими недостатками:
1) горящие элементы создают в атмосфере и на грунте аэрозольное образование, обеспечивая защиту объекта в видимом и ИК- диапазонах длин волн ЭМИ на относительно короткий промежуток времени (9…11 с);
2) способ не обеспечивает защиту в РЛ-диапазоне;
3) в принципе невозможна одновременная постановка в атмосфере аэрозольной завесы, эффективной в видимом, ИК- и РЛ-диапазонах длин волн ЭМИ, а на грунте нескольких уводящих ложных целей, имитирующих защищаемый объект в видимом и ИК-диапазонах ЭМИ в течение длительного времени (30…40 с).
В качестве прототипа выбран способ по патенту РФ №2255296 от 2003.09.08, кл. 7 F42B 12/70. Способ заключается в постановке в атмосфере объемных аэрозольных облаков, действующих в видимом, ИК- и РЛ-диапазонах длин волн ЭМИ.
Недостатком известного способа является отсутствие в нем возможности создания на различных видах подстилающей поверхности (например, снег, болотистая местность и др.) нескольких уводящих ложных целей, эффективно действующих в видимом и ИК-диапазонах длин волн ЭМИ в течение длительного (30…40 с) времени. Предлагаемый способ позволяет устранить указанный выше недостаток путем одновременного создания в атмосфере объемного аэрозольного облака комбинированных помех, эффективно действующего в видимом, ИК- и РЛ-диапазонах длин волн ЭМИ, и нескольких локально распределенных по подстилающей поверхности уводящих целей, действующих в видимом и ИК-диапазонах длин волн ЭМИ.
Задачей, решаемой предлагаемым способом (и реализующей его конструкцией), является повышение эффективности защиты за счет использования одновременно двух тактических приемов (способов защиты): прерывание маскирующей аэрозольной завесой информационных каналов атакующего управляемого оружия и перенацеливание управляемого оружия на ложную цель (ловушку) и увод на безопасное от защищаемого объекта удаление.
Поставленная задача решается в известном способе комбинированной защиты малоразмерных объектов, включающем создание в атмосфере маскирующей аэрозольной завесы, действующие в видимом, ИК- и РЛ-диапазонах длин волн электромагнитного излучения (ЭМИ), путем рассеивания аэрозольных и пиротехнических горящих элементов, выбрасываемых из устройств, метаемых в направлении угрозы, причем для этого используют метаемое устройство с дополнительными элементами, выполненными в виде свернутых в рулоны пакетов неправильной аэродинамической формы из дымообразующего материала, при горении и аэродинамическом рассеивании которых на подстилающей поверхности создают локальные ложные цели, имитирующие излучение реального защищаемого объекта в видимом и ИК-диапазонах ЭМИ.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в направлении угрозы формируется одним устройством несколько аэрозольных помех разного функционального назначения, например:
широкодиапазонной завесы, маскирующей объект в видимом, ИК- и РЛ-диапазонах длин волн ЭМИ;
уводящих комбинированных ложных целей, эффективных в видимом и ИК-диапазонах длин волн ЭМИ в течение длительного времени.
Техническим преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известными является осуществление возможности одновременного создания:
в атмосфере комбинированной аэрозольной завесы, эффективной в видимом, ИК- и РЛ-диапазонах длин волн ЭМИ и
на подстилающей поверхности различных видов - нескольких локальных уводящих ложных целей, каждая из которых имитирует защищаемый объект в видимом и ИК-диапазонах длин волн ЭМИ длительное (30...40 с) время, что позволяет осуществить эффективную комбинированную защиту малоразмерных объектов.
Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
На Фиг.1 показана схема использования предлагаемого способа.
В исходном положении предлагаемое устройство помещено в пусковую установку, закрепленную на корпусе А защищаемого объекта. Электроконтактное устройство его огневой цепи подключено к средству обнаружения угрозы, которое определяет момент и направление пуска указанного устройства. При срабатывании средства обнаружения угрозы подается сигнал на электроконтактное устройство, которое производит пуск. На заданном участке траектории полета предлагаемого устройства срабатывает пиротехническая цепь и выбрасывается полезная нагрузка; из первой секции с образованием аэрозольной завесы Б, эффективной в видимом, ИК-диапазонах длин волн ЭМИ; из дополнительной - с последующим образованием на подстилающей поверхности локальных уводящих ложных целей В, действующих в видимом и ИК-диапазонах длин волн ЭМИ; из второй - с образованием аэрозольного облака Г, действующего в РЛ-диапазоне длин волн ЭМИ. В итоге создается комбинированная защита малоразмерного объекта.
В качестве аналога предлагаемого устройства выбрана граната, описанная в патенте РФ №2187062 от 2000.08.04, кл.7 F41H 9/06, F42B 5/155. Она снаряжена аэрозолеобразующим пиротехническим, метательным и воспламенительно-вышибным зарядами, корпус гранаты выполнен полым в виде металлического цилиндрического стакана, пиротехнический заряд собран из безоболочечных таблеток, каждая из них представляет собой группу готовых сгораемых элементов неправильной аэродинамической формы, между ними выполнены радиальные и центральный каналы; в последнем размещен воспламенительно-вышибной заряд с замедлителем, пиротехнически связанным с метательным зарядом, размещенным в удаляемом дне, закрепленном в хвостовой части корпуса запорным устройством. Сгораемые элементы выполнены плоскими кольцевыми.
Действие известного устройства описано в соответствующем способе.
Недостатки этого устройства описаны там же.
В качестве прототипа выбрано устройство по патенту РФ №2255296 от 2003.09.08, кл.7 F42B 12/70. Указанное устройство включает металлический цилиндрический корпус, в нем размещены секции, содержащие полезную нагрузку, выполненную в виде: 1) дымообразующего материала, нанесенного на гибкую основу, действующего в видимом и ИК- диапазонах длин волн ЭМИ и выполненного в виде сегментов, образующих полый центральный канал, 2) набора галет, упакованных в пачки, размещенные параллельно продольной оси секции в защитной оболочке из металлических полуцилиндров, создающих при их рассеивании в атмосфере аэрозольную завесу, действующую в РЛ-диапазоне длин волн ЭМИ. В корпусе последовательно размещены пиротехнически связанные электровоспламенитель, метательный заряд, пирозамедлитель, поршень с вышибным зарядом, а также секции с полезной нагрузкой и сбрасываемая крышка. Секции разделены между собой перегородками. Полезная нагрузка в первой от метательного заряда секции выполнена из дымообразующего материала и размещена на сегментообразных пятах опорных стоек с возможностью воспламенения дымообразующего материала по зазорам между Г-образными выступами опорных стоек, а центральный полый канал этой секции имеет последовательную пиротехническую цепь с вышибным зарядом через отверстия в поршне; электровоспламенитель пиротехнически связан с метательным зарядом, а через замедлитель - с вышибным зарядом поршня.
Недостатки известного устройства описаны в указанном выше способе.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве комбинированной защиты маломерных объектов, включающем металлический цилиндрический корпус, в котором последовательно размещены пиротехнически связанные электровоспламенитель, метательный заряд, пирозамедлитель, поршень с вышибным зарядом, а также секции с полезной нагрузкой и сбрасываемая крышка. Причем в первой от метательного заряда секции размещена полезная нагрузка в виде дымообразующего материала, нанесенного на гибкую основу, выполненного в форме сегментов, образующих полый центральный канал, и действующего в видимом и ИК- диапазонах длин волн ЭМИ; во второй секции размещена полезная нагрузка в виде набора галет, упакованных в пачки, размещенные параллельно продольной оси секции в защитной оболочке из металлических полуцилиндров, создающие при их рассеивании в атмосфере аэрозольную завесу, действующую в РЛ-диапазоне длин волн ЭМИ. При этом электровоспламенитель, метательный заряд, замедлитель пиротехнически связаны с вышибным зарядом. Причем в устройстве между первой и второй секциями размещена дополнительная, в которой полезная нагрузка выполнена в виде свернутых в рулоны пакетов из отдельных листов дымообразующего материала, указанные листы скреплены между собой по их длине двумя рядами скрепок, фиксирующих установленную между листами ленточную пружину, которая в недеформированном состоянии выполнена в виде неполного цилиндра с диаметром, равным 1,5…2,0 от внутреннего диаметра корпуса устройства, при длине в окружном направлении, равной 0,6…0,8 длины развернутого пакета, расположена в полости, ограниченной защитной оболочкой из металлических полуцилиндров и центральной трубкой, а по торцам: снизу - поршнем-диском, сверху - поршнем-диском с инициирующим зарядом, пиротехнически связанным через центральную трубку этой секции и полый центральный канал первой секции с вышибным зарядом последней.
Техническим преимуществом предлагаемого устройства является использование в дополнительной секции полезной нагрузки, образующей на различных видах подстилающей поверхности нескольких локальных уводящих ложных целей, каждая из которых имитирует защищаемый объект в видимом и ИК- диапазонах длин волн ЭМИ.
Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Как известно, вероятность незахвата цели системой обнаружения управляемого оружия (УО) при постановке в поле ее зрения нескольких уводящих ложных целей (ЛЦ) определяется выражением
где N - число ЛЦ,
qi - коэффициенты подобия ЛЦ, определяемые для ложных тепловых целей (ЛТЦ) отношением
α=Jлтц/Jц,
Jлтц, Jц - силы ИК излучения ЛТЦ и цели соответственно.
При α>1, qo=1 и при одинаковом качестве (qi=qo) восьми ЛТЦ, одновременно формируемыми предлагаемым устройством
W=1-1/1+8=0,89.
Иными словами, полезная нагрузка дополнительной секции имитирует присутствие 8 реальных объектов защиты.
На Фиг.2 приведено схематическое изображение предлагаемого устройства.
На Фиг.3 (фото) показан внешний вид полезной нагрузки дополнительной секции.
На Фиг.4 (фото) показано действие полезной нагрузки дополнительной секции на подстилающей поверхности, покрытой снегом.
Предлагаемое устройство включает металлический цилиндрический корпус 1. В нем последовательно размещены: электровоспламенитель 2, метательный заряд 3, пирозамедлитель 4, поршень с вышибным зарядом 5 и секции I, II и III с полезной нагрузкой 13, 14 и 16, а также сбрасываемая крышка 6, полуобоймы 7, 17, центральная трубка 8, поршни-диски 9 и 10, инициирующий заряд 15, полый центральный канал 11, ленточная пружина 12. Полезная нагрузка 13 в секции I выполнена в виде дымообразующего материала, нанесенного на гибкую основу, выполненного в виде сегментов, образующих своей упаковкой полый центральный канал 11. Полезная нагрузка 14 дополнительной секции II выполнена в виде свернутых в рулоны пакетов отдельных листов дымообразующего материала. Листы скреплены между собой по их длине двумя рядами скрепок, фиксирующих установленную между листами ленточную пружину 12, которая в недеформированном состоянии выполнена в виде неполного цилиндра с диаметром, равным 1,5…2,0 от внутреннего диаметра корпуса секции, при длине в окружном направлении, равной 0,6…0,8 от длины развернутого пакета. Полезная нагрузка секции III, выполненная в виде набора галет, упакованных в пачки, размещена в полости секции, ограниченной: сверху сбрасываемой крышкой 6, снизу - поршнем-диском 10 с инициирующим зарядом 15, по образующей - полуобоймами 7. Полезная нагрузка дополнительной секции размещена в полости секции, ограниченной по оси центральной трубкой 12, по образующей - полуобоймами 17, а по торцам - поршнями-дисками 9 и 10. Полезная нагрузка секции I размещена в полости, ограниченной: по образующей внутренней поверхностью корпуса 1, снизу - поршнем с вышибным зарядом 5, сверху - поршнем-диском 9. Пиротехнической цепью соединены электровоспламенитель 2, метательный заряд 3, пирозамедлитель 4, поршень с вышибным зарядом 5.
Предлагаемое устройство действует следующим образом.
При срабатывании средства обнаружения угрозы подается импульс на электровоспламенитель, который инициирует метательный заряд. Под давлением образовавшихся газов горения последнего из пусковой трубы выбрасывается указанное устройство и совершает полет по восходящей траектории. В заданной ее точке происходит срабатывание пирозамедлителя, инициирующего вышибной заряд первой секции, горячие газы которого через полый центральный канал воспламеняют торцы полезной нагрузки первой секции и через центральную трубку дополнительной секции воспламеняют инициирующий заряд, который, в свою очередь, воспламеняют торцы рулонов полезной нагрузки дополнительной секции. Одновременно под действием давления, последовательно передаваемого через толкатели секции I, диск 9, полуобоймы 17, поршень-диск 10, полуобоймы 7, происходит отстрел сбрасываемой крышки 6 и выброс полезной нагрузки секций с созданием в атмосфере аэрозольного образования, эффективного в видимом, ИК- и РЛ-диапазонах ЭМИ и на подстилающей поверхности нескольких уводящих ложных целей, эффективных длительное (30…40 с) время в видимом и ИК-диапазонах ЭМИ.
Одновременно принятие горящими рулонами после выброса неправильной аэродинамической формы (разворота под действием пружины) в виде неполного цилиндра позволяет им функционировать на различных видах подстилающей поверхности. При этом ложные цели могут быть поставлены на болотистую, покрытую снегом и/или водой поверхность суши. Например, при попадании в снег (см. Фиг.4) продолжается горение внутренних листов рулонов, а при попадании в болотистую местность или лужи продолжается горение части рулонов, остающейся на поверхности. Благодаря аэродинамически неправильной форме горящая полезная нагрузка дополнительной секции рассеивается на удалении от защищаемого объекта. Таким образом, ставится комбинированная защита малоразмерного объекта, отслеживаемая со всех сторон системой наведения управляемого оружия противника.
Полевые испытания подтвердили эффективность защиты, осуществленной предлагаемым способом и правильность выбранной конструкции предлагаемого устройства.