УСТРОЙСТВО АКТИВНЫХ ПОМЕХ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ОТ ПОРАЖАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МОБИЛЬНЫХ СИСТЕМ ВООРУЖЕНИЯ НАЗЕМНОГО БАЗИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам индивидуальной защиты боевых, военно-транспортных и гражданских летательных аппаратов от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования путем постановки активных помех средствам наведения и(или) прицеливания непосредственно с борта защищаемого летательного аппарата.
Высокая подверженность летательных аппаратов (ЛА), действующих в дневных условиях на малых и предельно малых высотах, поражающему воздействию со стороны переносных зенитно-ракетных комплексов (ПЗРК), оснащенных управляемыми ракетами с инфракрасными головками самонаведения (УР с ИКГСН), стрелкового оружия и ручных противотанковых гранатометов (РПГ) выдвигает в ряд актуальных проблем индивидуальной защиты ЛА задачу создания устройств подавления оптико-электронных средств наведения и оптико-визуальных средств прицеливания оружия наземного базирования вероятного противника.
Подавляющее воздействие подобных устройств индивидуальной защиты ЛА основана на формировании в атакоопасной зоне окружающего ЛА пространства активной помехи в виде повторяющегося во времени оптического сигнала определенной структуры и интенсивности, искажающего управляющие сигналы средств наведения или прицеливания (т.н. имитирующие сигналы) и, соответственно, препятствующего процессу наведения или прицеливания.
Известно устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР с ИКГСН [1], содержащие в составе установленного на борту ЛА блока формирования некогерентного оптического излучения излучатель модулированного ИК излучения и блок управления.
Конструкция этого устройства, выбранного в качестве прототипа, обеспечивает срыв наведения УР с ИКГСН за счет оптико-электронного подавления ИКГСН.
Недостаток устройства индивидуальной защиты ЛА, выбранного в качестве прототипа, состоит в принципиальной невозможности противодействия оружию с оптико-визуальными средствами прицеливания (стрелковое оружие и РПГ). Единственное, известное из литературы, средство защиты от такого оружия - дополнительная броневая защита летательного аппарата. Однако, следует отметить, эта система защиты так сильно перегружает ЛА, что используется только в исключительных случаях.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в снижении вероятности поражения ЛА мобильными системами вооружения наземного базирования путем снижения (подавления) зрительной функции оператора оружия с оптико-визуальными средствами прицеливания.
5
5
2
Заявляемое устройство активных помех для индивидуальной защиты летательного аппарата от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования, как и устройство, выбранное в качестве прототипа, содержит в составе установленного на борту летательного аппарата блока формирования некогерентного оптического излучения излучатель модулированного ИК излучения и блок управления. Отличие от прототипа состоит в том, что блок формирования некогерентного оптического излучения дополнительно снабжен излучателем повторяющихся во времени и постоянных по интенсивности импульсов излучения видимого диапазона (собственно света). В состав этого излучателя входят излучающий элемент и оптическая система, формирующая индикатрису излучения, причем длительность генерируемых излучающим элементом импульсов света составляет 0,05 с, а фиксированная частота их повторения составляет от 8 до 13 Гц. Яркость излучающего элемента составляет от 0,4 10 до 1,6 10 кд/м. Оптическая система формирует индикатрису излучения круговую по азимуту и с углом излучения 176° по углу места. Блок управления выполнен с возможностью автоматического сканирования частоты повторения импульсов излучения света в диапазоне от 8 до 13 Гц.
На фиг.1 приведена блок-схема варианта конкретного исполнения заявляемого устройства. В данном конкретном случае устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования содержит блок управления 1 и блок формирования некогерентного оптического излучения 2 в составе излучателя 3 модулированного ИК излучения и излучателя 4 повторяющихся во времени импульсов излучения видимого диапазона. Излучатель 4 содержит излучающий элемент 5 и оптическую систему 6, формирующую индикатрису излучения излучателя 4. В данном конкретном случае излучающий элемент 5 выполнен в виде импульсной газоразрядной лампы, обеспечивающей генерацию излучения в диапазоне 760-400 нм (видимый диапазон оптического спектра излучения). Оптическая система 6 установлена на нижней поверхности фюзеляжа летательного аппарата и выполнена, в данном конкретном случае, зеркально-отражающей. Конструкция оптических систем подобного типа хорошо известна и не требует специальных пояснений. Блок управления 1 выполнен по обычной схеме, применяемых для импульсных газоразрядных ламп.
Заявляемое устройство работает следующим образом. При заходе ЛА в атакоопасную зону под воздействием управляющих сигналов с блока 1
осуществляется запуск и генерация излучающими элементами излучателей 3 и 4 (элемент 5) блока 2 импульсных сигналов некогерентного оптического излучения определенной структуры (ИК и видимого диапазона, соответственно). В результате излучатель 3 формирует в зоне защиты летательного аппарата активную помеху, подавляющую ИКГСН УР, а излучатель 4 -активную помеху, структура которой определяется особенностями человеческого зрения и восприятия человеком видиоинформации.
Функция зрения человека является многофакторным психофизиологическим процессом преобразования первичного светового возбуждения (раздражения) в зрительное ощущение (т.е. в факт осознания) и осуществляется т.н. зрительным анализатором, который состоит из трех отделов - периферийного (собственно глаз), проводящего и центрального (кора больших полушарий головного мозга, преимущественно затылочных долей). Видимое излучение (свет) воспринимается глазом и преобразуется в первичные импульсы соответствующей структуры, которые через проводниковую часть зрительного анализатора поступают в центральный отдел, трансформируясь в зрительные образы.
Известно [2, 3, 4], что, во-первых, зрительные образы в сознании человека возникают и исчезают не мгновенно, а с некоторым запозданием относительно момента возникновения или окончания светового раздражения на сетчатку глаза (время инерции составляет 0,05-0,2 с), а, во-вторых, электрическая активность головного мозга человека, находящегося в состоянии покоя, характеризуется так называемым α-ритмом (колебаниями с частотой 8-13 Гц), который исчезает при воздействии зрительных и (или) звуковых раздражителей.
Зрительная работоспособность, т.е. способность выполнять зрительную работу и поддерживать высокую степень мобилизации зрительных функций, сохраняется при условии последовательного решения зрительных задач всеми тремя отделами зрительного анализатора, причем нормальное функционирование периферического отдела определяется в основном энергетическим аспектом воспринимаемого светового сигнала, а нормальное функционирование центрального отдела зрительного анализатора его информационной составляющей.
Следовательно световая стимуляция зрительного анализатора пульсирующим световым потоком, частота пульсаций которого соответствует α-ритму, приведет к нарушению нормального соотношения между процессами возбуждения и торможения центрального отдела анализатора, нарушению восприятия или узнавания зрительных образов в сознании человека и, соответственно, приводит к снижению эффективности применения оружия с оптико-визуальными средствами прицеливания за счет ухудшения видимости цели (в данном случае летательного аппарата) оператором, потери им пространственной ориентации, а в ряде случаев (в зависимости от
индивидуальной чувствительности) впадания в состояние «ауры», которое предшествует эпилептическому припадку [5]. Следует отметить, что подобное состояние является обратимым и исчезает через некоторое время после прекращения световой стимуляции органов зрения оператора.
Принято считать, что α-ритм среднестатистического зрительного анализатора составляет порядка 10 Гц, но с учетом индивидуальных особенностей оператора диапазон частот светового воздействия в боевых условиях должен составлять от 8 до 13 Гц. Именно поэтому в соответствии с программой, заложенной в блок управления 1, излучение активной помехи излучателя 4 может представлять собой либо следующие друг за другом пачки световых импульсов, фиксированная частота следования которых составляет от 8 до 13 Гц, либо последовательность световых импульсов, частота повторения которых автоматически сканирует в диапазоне от 8 до 13 Гц.
-6
5
2
При визуальном наблюдении источника света периферический отдел зрительного анализатора (глаз) реагирует непосредственно на яркость (фотометрическую яркость) источника в достаточно широком диапазоне [3] - от 2 10 до 2 10 кд/м (слепящая яркость), а контрастная чувствительность человеческого глаза по яркости (К) определяется соотношением:
ф
ф
К=(В-В)/В,
ф
где В - яркость наблюдаемого источника света, а В - яркость фона, на котором виден источник света.
3
2
В данном конкретном случае источник света (светоизлучающий элемент 5 излучателя 4), установленный на борту ЛА наблюдается на фоне ясного неба (в дневное время), яркость которого составляет 1,5·10 кд/м [6]. Поскольку в отечественной литературе отсутствуют систематизированные сведения о величине яркостного контраста К, необходимого для нормального восприятия объекта в дневных условиях, воспользуемся сведениями из источника [7], в соответствии с которым приемлемый яркостный контраст должен составлять не менее 10 единиц. Таким образом величина яркости (В) излучающего элемента 5 излучателя 4 с учетом превышения порога яркости не меньше, чем на 30%, но не более, чем 80% слепящей яркости, должна составлять
5
2
5
2
0,21·10 кд/м≤ В ≤ 1,6·10 кд/м
Следует, однако, учесть, что, во-первых, величина фотометрической яркости, воспринимаемой человеческим глазом, зависит от угла наблюдения источника света (5), который в данном конкретном случае уменьшается от 0° до 88° (поскольку минимальная высота полета составляет 15 м, а придельная дальность действия РПГ составляет [8] до 1000 м), а, во-вторых, яркость мигающего источника субъективно воспринимается меньшей, чем пиковая яркость этого источника (закон Тальбота [3]). На основании вышеизложенного
с учетом корректировки величины пороговой яркости, необходимой для нормального функционирования периферического отдела зрительного анализатора, величина яркости (В) излучающего элемента 5 излучателя 4 блока 2 должна составлять:
5
5
2
0,4·10 д/м ≤ В≤ 1,6·10 кд/м
Угол излучения активной помехи излучателем 4 заявляемого устройства определяется из условия необходимости засветки помеховым излучением участка земной поверхности, с которой может быть осуществлено поражение ЛА, а поскольку, как уже было сказано выше, минимальная высота полета ЛА составляет 15 м, а максимальная прицельная дальность действия орудия с оптико-визуальным средством прицеливания - 1000 м, то угол излучения оптической системы 6 излучателя 4 должен составлять 176° по углу места и 360° по азимуту.
Заявляемое устройство обеспечивает защиту летательного аппарата от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования с оптико-визуальными средствами прицеливания в течение всего времени нахождения в полете со всех атакоопасных направлений без сопряжения с информационными средствами оптико-визуальной разведки, совместимо с другими бортовыми средствами индивидуальной защиты ЛА и обеспечивает повышение живучести ЛА в условиях применения противником средств поражения различного типа.
Промышленная применимость заявляемого устройства определяется возможностью ею многократного воспроизведения в процессе производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.
Литература
1. Изделие AN/ALQ - 157, проспект фирмы LORAS EOS, 1984.
2. Д.Хьюбел «Глаз, мозг, зрение», М.: Мир, 1990.
3. Н.П.Гвоздева, К.И.Коркина «Теория оптических систем и оптических измерений», М.: Мир, 1990.
4. А.В.Луизов «Инерция зрения», М.: Оборонгиз, 1961.
5. Зарубежное военное обозрение, 2002, №9.
6. X.Кухлинг «Справочник по физике», М.: Мир, 1982.
7. Стандарт ФРГ: DI №5037.
8. Зарубежное военное обозрение, 1995, №8.