Способ защиты объекта от управляемых ракет

Способ защиты объекта от управляемых ракет

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к военной технике, а именно к защите объектов военной техники от высокоточного оружия (ВТО), и может быть использовано в системах защиты объектов от ВТО с лазерно-лучевыми системами наведения (ЛЛСН) ракет, которые в настоящее время находят все большее применение в боевых действиях.

Основными объектами защиты являются объекты бронетанковой техники.

Принцип действия ВТО с лазерно-лучевыми системами наведения ракет заключается в формировании поля управления ракетой модулированным, в частности по времени, лазерным излучением, приеме аппаратурой управления (бортовым фотоприемным устройством) ракеты этого излучения и преобразованием его в электрические сигналы для подачи команд управления ракетой. После пуска ракета встреливается в поле управления (модулированный лазерный луч или растр, образованный в результате сканирования луча в поле управления ракетой), и осуществляет полет к цели в этом луче (растре).

Значительный интерес к лазерно-лучевым системам наведения ракет связан с их высокой помехозащищенностью в сложной помеховой обстановке. Основными мерами, обеспечивающими высокую помехозащищенность ЛЛСН, являются:

- размещение фотоприемного устройства (ФПУ) для приема и обработки сигналов управления на ракете и ориентация поля зрения ФПУ в направлении источника лазерного излучения;

- использование лазерной линии для передачи команд управления ракетой;

- применение спектральной фильтрации сигналов за счет использования в ФПУ ракеты узкополостных фильтров с полосой пропускания несколько десятков ангстрем;

- временное стробирование сигналов управления ракетой.

Широко известен способ защиты объектов от управляемых ракет с помощью аэрозольной завесы, заключающийся в обнаружении лазерного излучения подсвета защищаемого объекта лазерным лучом, определении направления на лазерный источник подсвета, отстреле аэрозольного боеприпаса в этом направлении и создании аэрозольной завесы, маскирующей защищаемый объект [Труды 8-й Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности», т.3, - 2005, С.-Пб., с.108-112].

Однако постановка аэрозольной завесы вблизи защищаемого объекта не позволяет воздействовать на лазерную линию передачи команд управления ракетой в течение времени, необходимого для эффективной защиты [см. журнал «Боеприпасы», 2002, №5, С.31...33], резко уменьшает маневренность бронетехники и более эффективен в момент отступления, т.к. аэрозольная завеса закрывает от оператора вооружения не только атакующую бронетехнику, но и их вероятные цели и пути движения. Кроме того, дымовая завеса носит не только кратковременный характер, но и нестабильна в зависимости от силы и направления ветра.

Известен способ активной защиты объектов от ракет с оптической или тепловой головкой самонаведения, заключающийся в отстреле от объекта защиты тепловых ложных целей. Из-за большого оптического и теплового контраста головка самонаведения атакующей ракеты уводит ее на ложную цель [патент США №4082041, F42B 4/28, 1978 г., патент Франции №2343989, F42B 13/50, 1977 г., патент Великобритании №1534134, F42B 9/08, 1978 г.].

Этот способ не может быть применен для защиты объекта от управляемых ракет с ЛЛСН из-за невозможности попадания оптического излучения тепловой ложной цели в поле зрения ФПУ ракеты, а также спектральной фильтрации и временного стробирования сигналов управления ракеты с помощью лазерно-лучевой системы наведения.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ защиты объектов от управляемых ракет [патент РФ №2129288, G01S 17/06, 1999 г.].

Способ заключается в обнаружении лазерного излучения, определении координат источника этого излучения, ориентации частотно-импульсного помехового лазера в направлении источника лазерного излучения и излучении помеховых лазерных импульсов в этом направлении.

Недостатком прототипа является невозможность обеспечения защиты объектов от управляемых ракет с лазерно-лучевыми системами наведения из-за несовпадения моментов поступления помеховых импульсов с моментами формирования сигнальных импульсов управления ракетой (временных стробов бортового ФПУ ракеты).

Технической задачей заявляемого способа является обеспечение защиты объекта от управляемых ракет с лазерно-лучевыми системами наведения.

Поставленная задача достигается за счет того, что в известном способе защиты объекта от управляемых ракет, заключающемся в обнаружении лазерного излучения, определении координат источника этого излучения, ориентации частотно-импульсного помехового лазера в направлении источника лазерного излучения и излучении помеховых лазерных импульсов в этом направлении, предварительно измеряют частоту повторения сигнальных импульсов управления ракетой и на частоте повторения, равной или кратной частоте повторения сигнальных импульсов управления ракетой, излучают помеховые лазерные импульсы.

Для эффективного воздействия помех на ЛЛСН ретроотраженное от элементов формирующей оптики лазерно-лучевой системы наведения ракеты помеховое излучение частотно-импульсного лазера должно попадать на вход бортового фотоприемного устройства ракеты в моменты формирования временных стробов и превышать пороговую чувствительность этого устройства. Соблюдение этих условий будет приводить к появлению ложных сигналов управления ракетой и, как следствие, ее отклонению от линии прицеливания. При этом количество ложных импульсов управления ракетой за время ее полета к цели определяется частотами и длительностями стробирующих и помеховых импульсов.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что предложенный способ отличается от известного наличием, во-первых, новых действий над сигналом: по результатам обнаружения лазерного излучения ЛЛСН предварительно измеряют частоту повторения сигнальных импульсов управления ракетой, и, во-вторых, новых условий выполнения действий: после измерения частоты повторения сигнальных импульсов управления ракетой излучают помеховые лазерные импульсы в направлении источника лазерного излучения с частотой повторения, равной или кратной частоте повторения сигнальных импульсов управления ракетой.

Таким образом, использование особенностей части операций, выполняемых над сигналами в известном способе, учет информации о частоте повторения сигнальных импульсов управления ракетой в ЛЛСН в соответствии с предложенными новыми действиями и условиями их выполнения позволяют сделать вывод о наличии существенных отличий предлагаемого способа, которые обеспечивают защиту объекта от управляемых ракет с лазерно-лучевыми системами наведения.

Предварительный анализ уровня техники позволяет установить, что технические решения, характеризующиеся совокупностью признаков, идентичных всем признакам, содержавшимся в предложенной заявителем формуле изобретения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявляемого способа критерию охраноспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого способа, показали, что в общедоступных источниках информации не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками. Из уровня техники также не подтверждена известность влияния отличительных признаков заявляемого изобретения на указанный заявителем технический результат. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «изобретательный уровень».

Предлагаемое техническое решение «промышленно применимо», т.к. совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его осуществления, работоспособность и воспроизводимость, поскольку для реализации способа могут быть использованы известные материалы и оборудование. Так, например, для измерения частоты повторения сигнальных импульсов управления ракетой могут быть использованы известные устройства [см., например, журнал «Приборы и техника эксперимента», 1976, №2 С.137...139], а для управления частотой помеховых лазерных импульсов: генераторы серий этих импульсов [см., например, журнал «Приборы и техника эксперимента», 1979, №5 С.243...244].

На фиг.1 приведена схема, поясняющая предложенный способ защиты объекта от управляемых ракет с ЛЛСН, а на фиг.2 - зависимости вероятности попадания управляемой ракеты в защищаемый объект Р от частоты повторения помеховых лазерных импульсов f при различных значениях длительности этих импульсов τ. На фиг.1 и фиг.2 обозначено: 1 - ЛЛСН, состоящая из лазера 2 и формирующей оптики (ФО) 3 и формирующая информационное поле 4 управления ракетой 5 с фотоприемным устройством (ФПУ) 6, поле зрения которого направлено на ЛЛСН 1, а также последовательно соединенные фотоприемное устройство (ФПУ) 7 с объективом 8 для обнаружения лазерного излучения и определения координат источника этого излучения - ЛЛСН 1, блок определения частоты (БОЧ) 9 и частотно-импульсный помеховый лазер (ЧИЛ) 10 с системой его ориентации в направлении источника лазерного излучения, 11 - помеховые δ-импульсы, 12 - длительность помеховых импульсов τ совпадает с длительностями стробирующих импульсов в ФПУ 6, 13 - длительность помеховых импульсов в два раза превышает длительность стробирующих импульсов в ФПУ 6.

Принцип функционирования системы состоит в следующем.

Лазерное излучение ЛЛСН 1 лазера 2 через формирующую оптику 3, модулированное с частотой f_C повторения сигнальных импульсов управления ракетой 5 в информационном поле 4, попадает на ФПУ 6 ракеты 5. Одновременно это же излучение собирается объективом 8 и регистрируется ФПУ 7. С выхода ФПУ 7 электрические импульсы, соответствующие моментам приема сигнальных импульсов управления ракетой, поступают на вход БОЧ 9, в котором определяется частота f_C и формируются импульсы управления ЧИЛ 10. Частотно-импульсный помеховый лазер 10 генерирует помеховые импульсы на частотах f_П=kf_С, равных или кратных k=1, 2, ...n частоте f_C, которые поступают на ФО 3 лазерно-лучевой системы наведения ракеты 1, переотражаются ФО 3 в направлении на управляемую ракету 5, принимаются ее бортовым ФПУ 6 и формируют ложные сигналы управления ракетой.

Эффективность изобретения выражается в обеспечении защиты объекта от управляемых ракет с лазерно-лучевыми системами наведения. Обеспечение защиты объекта от управляемых ракет с ЛЛСН подтверждается данными моделирования процесса наведения ракеты на защищаемый объект в условиях применения предлагаемого способа. В качестве основного показателя, определяемого по результатам моделирования, использовалась вероятность попадания Р управляемой с помощью ЛЛСН ракеты в защищаемый объект. Результаты получены для следующих основных исходных данных: мощность ЧИЛ составляет 50 Вт, длительность помеховых лазерных импульсов равна 10^-6 c, длина волны лазерного излучения ЧИЛ равна 10,6 мкм, частота повторения сигнальных импульсов управления ракетой составляет 25 кГц.

Анализ представленных на фиг.2 кривых позволяет сделать следующие выводы. Существуют оптимальные частоты повторения помеховых импульсов f_opt, при которых вероятность попадания управляемой с помощью ЛЛСН ракеты в цель P_min минимальна. Это достигается на частотах f_opt, равных или кратных частоте повторения сигнальных импульсов управления ракетой (в нашем случае f_C=25 кГц). Общей тенденцией снижения вероятности Р является увеличение частоты повторения и длительности помеховых импульсов. Так, например, в случае совпадения частот повторения сигнальных и помеховых импульсов (f_c=f_opt=25 кГц) вероятность попадания управляемой с помощью ЛЛСН ракеты в цель снижается в 2,5...3 раза.

Способ защиты объекта от управляемых ракет, включающий обнаружение лазерного излучения, определение координат источника этого излучения, ориентацию частотно-импульсного помехового лазера в направлении на источник лазерного излучения и излучение помеховых лазерных импульсов в этом направлении, отличающийся тем, что перед излучением помеховых лазерных импульсов предварительно измеряют частоту повторения сигнальных импульсов управления ракетой, излучают помеховые лазерные импульсы на частоте повторения, равной или кратной частоте повторения сигнальных импульсов управления ракетой, причем мощность помеховых импульсов превышает пороговую чувствительность бортового фотоприемного устройства ракеты.