ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ИСТОЧНИК ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОПТИКОЭЛЕКТРОННОГО ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ УПРАВЛЯЕМЫМ РАКЕТАМ С ИНФРАКРАСНОЙ ГОЛОВКОЙ САМОНАВЕДЕНИЯ

Полезная модель относится к газоразрядным источникам оптического излучения, в частности, к источникам модулированного инфракрасного (ИК) излучения на основе электрического разряда в парах цезия, которые предназначены для использования в качестве излучающего элемента в устройстве защиты летательного аппарата (ЛА) от поражающего воздействия управляемых ракет (УР), оснащенных инфракрасными (ИК) головками самонаведения (ГСН), путем формирования искажающей управляющий сигнал ГСН активной помехи в виде определенным образом структурированного ИК излучения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому источнику ИК излучения является разрядный источник ИК излучения СП2-1500 [1], используемый в изделии Л370-5 [2]. Указанный источник ИК излучения, выбранный в качестве прототипа, содержит разрядную горелку, в состав которой входят заполненная плазмообразующим веществом на основе цезия цилиндрическая оболочка из лейкосапфира и герметично установленные на ее противоположных концах электроды. Этот источник ИК излучения позволяет получить оптическое излучение, основные характеристики которого (спектральный состав, частота модуляции, пиковая сила излучения, глубина модуляции) соответствуют требованиям к помеховому излучению, необходимому для оптикоэлектронного противодействия ИК ГСН УР.
Следует отметить, что, как показано в работе [3], отличительная особенность газоразрядного источника излучения на основе электрического разряда в парах цезия состоит в том, что генерируемое им излучение, спектральный диапазон которого соответствует диапазону спектральной чувствительности ИК ГСН (3,5-5,0 мкм), исходит только из приповерхностных слоев разряда и его интенсивность (пиковая сила излучения) определяется величиной рабочей поверхности разрядного канала.
Одна из основных проблем при конструировании устройств оптикоэлектронного противодействия УР с ИК ГСН состоит в необходимости обеспечения существенного, не менее чем в 10 раз, превышения пиковой силы излучения источника над собственным тепловым излучением защищаемого ЛА при условии формирования помехового сигнала со структурой произвольной сложности. В работе [4] показано, что только такое превышение позволяет уменьшить время воздействия помехи до срыва самонаведения ГСН даже при значительной величине рассогласования частоты модуляции помехового излучения относительно частоты модуляции излучения от цели (ЛА), принятой в ГСН атакующей ракеты. Таким образом проблема повышения пиковой силы излучения газоразрядного источника ИК излучения в составе устройства оптикоэлектронного противодействия является одной из самых важных.
В соответствии с [3] наиболее эффективным средством увеличения пиковой силы излучения газоразрядного источника с плазмообразующей средой на основе цезия является увеличение площади его излучающей поверхности, что в свою очередь требует соответствующего увеличения энергопотребления, необходимого для формирования разряда.
Таким образом, недостаток конструкции газоразрядного источника ИК излучения (с учетом его аппаратурного применения), выбранного в качестве прототипа, состоит в том, что повышение пиковой силы излучения лимитировано (ограничено) возможностями установленного на борту ЛА источника энергопотребления.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении пиковой силы излучения газоразрядного источника ИК излучения в составе бортового устройства оптикоэлектронного противодействия УР с ИК ГСН без увеличения энергопотребления.
Заявляемый источник ИК излучения для устройства оптикоэлектронного противодействия УР с ИК ГСН, как и источник излучения, выбранный в качестве прототипа, содержит газоразрядную горелку в составе заполненной плазмообразующим веществом на основе цезия цилиндрической оболочки из лейкосапфира и электродов, герметично установленных на ее противоположных концах.
Заявляемый источник ИК излучения отличается от прототипа тем, что в межэлектродном промежутке установлен цилиндрический вкладыш из лейкосапфира, образуя со стенками оболочки кольцевую (а не цилиндрическую, как у прототипа) разрядную полость. Вкладыш может быть выполнен в виде монолитного стержня или в виде трубки, на противоположных концах которой герметично установлены заглушки, а внутренняя полость заполнена газом с низкой теплопроводностью, например, ксеноном.
На фиг.1 приведено схематическое изображение варианта конкретного исполнения горелки газоразрядного источника ИК излучения для устройства оптикоэлектронного противодействия УР с ИК ГСН. Разрядная горелка заявляемого источника ИК излучения состоит из оболочки 1, электродов 2 и 3, установленных на ее противоположных концах, и вкладыша 4, установленного в межэлектродном промежутке внутри оболочки 1. Цилиндрическая оболочка 1 и цилиндрический вкладыш 4 выполнены из лейкосапфира. Электроды 2 и 3 выполнены из молибдена и герметично установлены на противоположных концах оболочки 1 одним из известных способов. У каждого из электродов со стороны рабочей поверхности (в ее центральной зоне) выполнены глухие отверстия для фиксации вкладыша 4. Кольцевая полость, образованная колбой 1 и соосным с ней вкладышем 4, ограничена с торцов периферийными зонами рабочих поверхностей электродов 2 и 3 и выполняют роль разрядной камеры, которая заполнена плазмообразующим веществом на основе цезия. Равенство коэффициентов линейного расширения материалов оболочки 1 и вкладыша 4 обеспечивают его свободное расширение в процессе функционирования источника ИК излучения.
Выполнение вкладыша 4 в виде заполненной ксеноном трубки препятствует уменьшению глубины модуляции излучения источника за счет немодулированной составляющей излучения от вкладыша 4.
Между электродами 2 и 3 в плазмообразующем веществе осуществляется электрический разряд, который равномерно заполняет кольцевой зазор и образует цилиндрическую излучающую поверхность. Предлагаемая конструкция обеспечивает уменьшение толщины излучающей плазмы и, следовательно, увеличение поверхности излучения при сохранении объема плазмообразующего вещества и, соответственно, увеличение пиковой силы излучения в спектральном диапазоне 3,5-5,0 мкм без увеличения потребляемой источником излучения электрической мощности.
Анализ литературных источников показал, что попытка получить разряд полостного типа в плазмообразующей среде на основе цезия ранее не проводилась.
Сравнительные испытания показали, что предлагаемый источник по сравнению со штатным (СП2-1500) обеспечивает 30% рост пиковой силы ИК излучения при мощности 1,5 кВт и толщине зазора 4 мм.
Газоразрядный источник ИК излучения в соответствии с заявляемым решением разработан для серийного производства с использованием типовых технологий и стандартного оборудования.
Литература:
1. Лампа СП2-1500, ТУ-6343-005-07616187-02
2. Изделие Л370-5, КПАШ. 6767766.001ТУ
3. Гавриш C.B. разработка и исследование импульсного источника ИК излучения с разрядом в парах цезия: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 2005
4. Самодергин В.А. Исследование и разработка энергоизлучающих систем активных помех инфракрасным головкам самонаведения с оптимальными энергетическими характеристиками: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 1988