Способ защиты подвижного наземного объекта от обнаружения и поражения высокоточным оружием с инфракрасными головками самонаведения и экранирующее устройство для его реализации

Способ защиты подвижного наземного объекта от обнаружения и поражения высокоточным оружием с инфракрасными головками самонаведения и экранирующее устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области маскировки и имитации и может быть использовано для снижения вероятности обнаружения подвижного наземного объекта, например боевой, специальной и других видов техники, в инфракрасном (ИК) диапазоне длин волн и повышения уровня его защищенности в боевых условиях от боеприпасов точного наведения (прицеливания), оснащенных инфракрасными головками самонаведения (ГСН).

Известны способы снижения заметности и повышения уровня защищенности наземных объектов, в т.ч. и подвижных объектов, от обнаружения ИК системами разведки и наведения высокоточного оружия (ВТО) за счет использования на объектах защиты экранирующих устройств (теплоотражающих экранов, козырьков, экранно-эжекторных устройств и т.п.), применения теплоотражающих, теплорассеивающих или широкодиапазонных маскировочных комплектов (покрытий) и лакокрасочных материалов, установки рефлекторов-отражателей и изменения конструкции систем выпуска отработавших газов объекта защиты, применения дымовых средств защиты, а также использования различных устройств для формирования (имитации) ложных тепловых целей.

Указанные способы и устройства, их реализующие, достаточно подробно описаны в различных источниках информации (см., например, Б.Курков «Повышение живучести танков», журнал «Техника и вооружение», 1990, с.3-5; Палий А.И. «Радиоэлектронная борьба». - М.: Воениздат, 1974, с.216-219; патент РФ №2107250 «Система защиты объекта», МПК 7 F 41 Н 3/00, 1998; патент РФ 2171442, МПК 7 А 41 Р 3/00, Н 01 Q 17/00, 2000 и др.).

Все отмеченные выше способы защиты обладают теми или иными определенными недостатками, снижающими эффективность их применения в боевых условиях для противодействия системам разведки и обнаружения в ИК диапазоне длин волн.

Они характеризуются, в частности, либо усложнением конструкции подвижного наземного объекта, либо существенными затратами на их использование (эксплуатацию) или высокой стоимостью в производстве, либо ограниченными условиями применения, либо различными другими негативными факторами.

Наиболее близким по сущности к заявляемому способу защиты является способ создания ИК ловушек на поверхности грунта за счет подачи на нее нагретых отработавших газов от двигателя транспортного средства, описанный и реализованный в патенте РФ №2096722, МПК 7 F 41 Н 3/00, 7/02, 1997 (прототип).

Недостатком указанного способа является то, что за счет отвода потока нагретых отработавших газов в сторону от объекта защиты дополнительно создается только одна ложная тепловая цель (на грунте). Как показывают исследования, зачастую этого недостаточно для существенного снижения вероятности обнаружения защищаемого объекта информационными компонентами ВТО, оснащенного ИК ГСН и обеспечения требуемой живучести объекта защиты. При идентичных тепловых характеристиках реального объекта защиты и ложной цели вероятность обнаружения объекта защиты составит Р_обн=0,5, а при превышении радиационной температуры локальной зоны объекта над температурой ложной цели (грунта) - >0,5. Т.е. более вероятен «захват» и поражение реального объекта.

Устранение указанного недостатка может быть достигнуто за счет увеличения числа ложных тепловых целей и одновременного экранирования машинно-трансмиссионного отделения (МТО) подвижного наземного объекта с помощью устройства предлагаемой конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому экранирующему устройству является гибкое маскировочное устройство для всех спектров излучения отработавших газов военной машины по заявке Франции №2776766, МПК 7 F Н 3/00, F 41 Н 7/00, F 41 N 7/08, 1999, которое применяется для снижения тепловой заметности подвижного наземного объекта. Данное устройство является наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявляемому экранирующему устройству, реализующему заявляемый способ защиты (прототипом).

Устройство выполнено в виде короба, состоящего из жесткой армированной конструкции защитного элемента с верхней и двумя боковыми стенками и гибкого элемента задней стенки, выполненной из пеноматериала, покрытого с обеих сторон огнеупорной теплоотражающей тканью. Гибкий элемент задней стенки крепится к жесткой конструкции защитного элемента.

Недостатком конструкции данного устройства является то, что она позволяет обеспечить только экранирование нагретого моторно-трансмиссионного отделения подвижного наземного объекта, но не дает возможности на определенном безопасном удалении от самого объекта сформировать ложные тепловые цели для более надежной защиты объекта от ВТО с ИК ГСН путем срыва наведения или перенацеливания оружия на ложные цели.

Технический результат предлагаемого изобретения направлен на снижение вероятности обнаружения подвижного наземного объекта, например боевой, специальной и других видов техники, в инфракрасном (ИК) диапазоне длин волн и повышения уровня его защищенности в боевых условиях от боеприпасов точного наведения (прицеливания), оснащенных инфракрасными головками самонаведения (ГСН).

Технический результат достигается тем, что способ защиты подвижного наземного объекта от обнаружения и поражения высокоточным оружием с инфракрасными головками самонаведения, заключающийся в отводе от моторно-трансмиссионного отделения подвижного наземного объекта через выпускные окна системы выпуска теплового потока отработавших газов с помощью дополнительного экранирующего устройства, установленного в кормовой части подвижного наземного объекта, затем тепловой поток отработавших газов направляют вдоль внутренней поверхности экранирующего устройства по касательной к ней таким образом, чтобы максимум температурного контраста с окружающей средой находился на удалении не менее 1,0 м от кормовой части объекта, а затем меняют направление продольного движения теплового потока на угол в 90...120° относительно его первоначального направления движения в сторону грунтовой поверхности.

Экранирующее устройство для реализации способа, содержащее защитный теплоотражающий элемент в виде кожуха с плоскими верхними и боковыми стенками, выполненными из огнестойкого теплоотражающего материала, плоский переотражающий элемент в виде металлического козырька-направляющей двугранной формы с углом раскрыва между гранями, составляющим 120...150°, монтируемого одной гранью с торца защитного теплоотражающего элемента параллельно его верхней стенке.

Теплоотражающий экран может быть выполнен из нержавеющей стали толщиной 1,5...3,0 мм.

На фиг.1 показан общий вид конструкции экранирующего устройства, на фиг.2 - принцип действия (реализации способа) при формировании ложных тепловых целей (на поверхностях экранирующего устройства и грунте), на фиг.3 - вариант реализации экранирующего устройства, на фиг.4 и 5 - снимки подвижного объекта, оснащенного экранирующим устройством, реализующим заявляемый способ защиты, в ИК-диапазоне длин волн (соответственно, вид на объект защиты сбоку и вид сзади из верхней полусферы обзора).

На чертежах (фотографиях) цифрами обозначены:

1 - подвижный наземный объект;

2 - моторно-трансмиссионное отделение;

3 - экранирующее устройство;

4 - теплоотражающий элемент;

5 - верхняя стенка;

6 - боковые стенки;

7 - переотражающий элемент (козырек-направляющая двугранной формы)

8 - плоская металлическая грань;

9 - тепловой поток отработавших газов;

10 - кормовая часть подвижного наземного объекта;

11 - система выпуска отработавших газов;

12 - поверхность грунта;

13 - ложная тепловая цель, формируемая на поверхности экранирующего устройства;

14 - ложная тепловая цель, формируемая на поверхности грунта.

Конструкция экранирующего устройства 3 для реализации описанного способа монтируется над моторно-трансмиссионным отделением 2 объекта 1 защиты и содержит защитный теплоотражающий элемент 4, который выполнен в виде кожуха с плоскими верхней 5 и боковыми 6 стенками, выполненными из огнестойкого теплоотражающего материала, а также плоский переотражающий элемент 7.

Плоский переотражающий элемент 7 выполнен в виде металлического козырька-направляющей двугранной формы. Угол раскрыва между гранями 8 составляет 120...150°. Указанный переотражающий элемент монтируется в кормовой части 10 подвижного объекта одной гранью с торца защитного теплоотражающего элемента 4 параллельно его верхней стенке 5.

Козырек-направляющая 7 может быть изготовлена из обыкновенной стали, окрашенной эмалью типа ХВ-518, из нержавеющей стали (без окрашивания) или других аналогичных материалов. Оптимальная толщина козырька, как показывают результаты экспериментальных исследований, составляет 1,5...3,0 мм.

Способ и устройство реализуются следующим образом.

Поток 9 отработавших газов через систему 11 выпуска (выпускные окна) объекта 1 защиты (гусеничной машины) подается из моторно-трансмиссионного отделения 2 по касательной к внутренней поверхности первой (верхней) из граней 8 (под острым углом к ней, ориентировочно составляющим 10...30° к горизонтальной поверхности данной грани).

Вследствие воздействия теплового потока 9 отработавших газов, на внутренней поверхности козырька 7 происходит локальный нагрев определенной зоны поверхности до температуры, превышающей среднегабаритный контраст самого объекта защиты.

При этом максимум температурного контраста с окружающей средой находился на удалении не менее 1,0 м от кормовой части объекта.

Далее, переотразив от первой грани 8, поток 9 отработавших газов 11 направляют вдоль внутренней поверхности второй грани 8 в нижнюю полусферу в сторону грунтовой поверхности 12. Причем направление продольного движения теплового потока меняют на угол в 90...120° относительно его первоначального направления движения.

На поверхности экранирующего устройства 3 возникает первая ложная тепловая цель 13. А на поверхности грунта 12 создается дополнительная ложная тепловая цель 14, которая представляет собой высоконагретую зону, расположенную вне защищаемого объекта 1 на удалении не менее 1.0-1.2 м от его проекции (от кормовой части 10 объекта 1).

Таким образом, происходит не только экранирование моторно-трансмиссионного отделения объекта защиты, но и уменьшение температурного контраста «объект-фон» и одновременно формирование двух ложных тепловых целей, находящихся, по своей сути, вне объекта 1 защиты.

Результаты проведенных экспериментальных исследований на натурных образцах в различных эпизодах измерения радиационной температуры поверхности локальных зон объекта защиты представлены в таблице.

Таблица
Температурный контраст подвижного объекта и его основных элементов
Элементы	Температурный контраст, °С
	Номер эпизода
	1	2	3
Объект в целом (среднегабаритный контраст)	12.3	4.7	2.4
Ходовая часть	19.7	9.1	9.7
Корпус с левого/правого борта	24.1/20.0	11.8/8.7	9.6/8.1
МТО сверху	27.1	12.8	10.7
МТО сзади	31.1	19.7	15.3
Экранирующее устройство	45.2	21.6	15.3
Участок местности на расстоянии 1 м сзади от корпуса объекта	21.0	17.6	18.2

Измерения радиационной температуры поверхности локальных зон объекта производились в следующих условиях:

эпизод 1 - шасси подвижного объекта оснащено заявляемым экранирующим устройством, температура воздуха - +25°С, относительная влажность - 90%, скорость ветра - 3-5 м/с, метеоосадки - отсутствуют;

эпизод 2 - то же, что и по эпизоду 1, дополнительно на экранирующее устройство и МТО монтировано теплоотражающее покрытие, температура воздуха - 28°С, относительная влажность - 100%, скорость ветра - 3-5 м/с, метеоосадки - кратковременный дождь;

эпизод 3 - то же, что и по эпизоду 2, подвижный объект укрыт радиопоглощающим покрытием.

В результате экспериментальных исследований установлено, что радиационная температура (контраст «объект-фон») моторно-трансмиссионного отделения 2 и двух ложных тепловых целей 13 и 14 на поверхности экранирующего устройства 3 и поверхности грунта 12 практически одинакова и обеспечивает достаточно высокую вероятность перенацеливания ВТО с ИК ГСН на ложные цели.

Расчеты показывают, что при применении противником ВТО с ИК ГСН, имеющего заряд взрывчатого вещества в пределах 50...150 г тротила, при попадании боеприпаса в экранирующее устройство 3 или ложную цель 14 на поверхности грунта подвижный наземный объект 1 не получит существенных повреждений от осколков боеприпаса и останется боеспособным.

1. Способ защиты подвижного наземного объекта от обнаружения и поражения высокоточным оружием с инфракрасными головками самонаведения, включающий отвод от моторно-трансмиссионного отделения подвижного наземного объекта через выпускные окна системы выпуска теплового потока отработавших газов с помощью экранирующего устройства, установленного в кормовой части подвижного наземного объекта, отличающийся тем, что тепловой поток отработавших газов направляют вдоль внутренней поверхности экранирующего устройства с обеспечением максимума температурного контраста с окружающей средой на удалении не менее 1,0 м от кормовой части объекта, а затем меняют направление теплового потока на угол 90÷120° в сторону грунтовой поверхности относительно его первоначального направления.

2. Экранирующее устройство защиты подвижного наземного объекта от обнаружения и поражения высокоточным оружием с инфракрасными головками самонаведения, содержащее защитный теплоотражающий элемент в виде кожуха с плоскими верхней и боковыми стенками, выполненными из огнестойкого теплоотражающего материала, отличающееся тем, что оно снабжено отражающим элементом в виде металлического козырька - направляющей двугранной формы с углом между гранями, составляющим 120÷150°, смонтированного одной гранью с торца защитного теплоотражающего элемента параллельно его верхней стенке.

3. Экранирующее устройство по п.2, отличающееся тем, что теплоотражающий элемент выполнен из нержавеющей стали толщиной 1,5÷3,0 мм.