Способ защиты объекта от средств поражения с оптико-электронными и радиолокационными системами наведения и подрыва

Способ защиты объекта от средств поражения с оптико-электронными и радиолокационными системами наведения и подрыва

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области радиоэлектронной борьбы и может быть использовано для защиты объектов от средств поражения с оптико-электронными и радиолокационными системами наведения и подрыва. В качестве средства поражения рассматриваются ракеты, снаряды, авиабомбы, кассетные боеприпасы, относящиеся к высокоточному оружию (далее по тексту - атакующий элемент высокоточного оружия (АЭ ВТО)).

Уровень техники

Известен способ защиты объекта, реализованный, например, при работе устройства защиты объектов (патент RU №2403586, G01S 7/38, 2008 г.) и предусматривающий определение траектории средства поражения, доставку средства защиты объекта в расчетную точку траектории атакующего средства поражения и приведение средства защиты объекта в рабочее состояние. Известный способ применяется в радиодиапазоне электромагнитных волн.

Недостатком данного способа является малая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ защиты объекта от средств поражения, предусматривающий определение траектории средства поражения, доставку средства защиты объекта в расчетную точку траектории атакующего средства поражения и приведение средства защиты объекта в рабочее состояние (патент RU №2502082, G01 7/38, 2011 г.).

Согласно известному способу на траектории атакующего средства поражения создается аэрозольное облако, отражающее излучение (оптическое, инфракрасное или радиоизлучение) неконтактного дистанционного взрывателя средства поражения и вызывающее его преждевременное срабатывание и последующий преждевременный подрыв боевой части, не приносящий вреда защищаемому объекту.

Недостатком известного способа является невысокая надежность защиты объекта из-за малой вероятности факта преждевременного срабатывания неконтактного дистанционного взрывателя средства поражения, приводящего к подрыву боевой части и самоликвидации средства поражения.

Этот недостаток обусловлен тем, что при взаимодействии излучения с аэрозольным облаком, представляющим собой дисперсную физическую среду, происходит рассеивание падающего излучения в разных направлениях, при этом в обратном направлении (т.е. в направлении на атакующее средство поражения) рассеивается незначительная часть энергии, излученная неконтактным дистанционным взрывателем атакующего средства поражения. По этой причине уровень сигнала на приемнике неконтактного дистанционного взрывателя невелик и, следовательно, вероятность его срабатывания невелика.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение защиты объектов от поражения снарядами, ракетами, бомбами, кассетными боеприпасами и другими видами высокоточного оружия с радиолокационными и оптико-электронными системами наведения и подрыва.

Технический результат от применения предложенного способа заключается в повышении надежности защиты объекта от атакующих элементов ВТО с оптико-электронными и радиолокационными системами наведения и подрыва за счет увеличения уровня отраженного сигнала и повышения вероятности срабатывания неконтактного дистанционного взрывателя средства поражения, а также расширение области применения способа.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты объекта от средств поражения с оптико-электронными и радиолокационными системами наведения и подрыва, предусматривающем определение траектории средства поражения, доставку средства защиты объекта (боеприпасов плазменно-оптического действия (БПОД)) в расчетную точку траектории атакующего элемента ВТО и приведение средства защиты объекта в рабочее состояние, защиту объекта осуществляют с помощью плазменно-вихревого образования, сформированного при подрыве БПОД в виде корпуса с полым цилиндрическим зарядом бризантного взрывчатого вещества и алюминиевой трубки в полости цилиндрического заряда в качестве плазмообразующего вещества.

Осуществление изобретения

Для реализации предложенного способа необходимы следующие технические средства:

1) Станция разведки, обеспечивающая обнаружение атакующего средства поражения, определение его координат и траектории движения.

2) Вычислительный блок на базе микропроцессоров, осуществляющий обработку данных станции разведки в режиме реального времени и выдачу команд целеуказания.

3) Средство доставки БПОД в расчетную точку траектории атакующего элемента высокоточного оружия.

Таким средством могут быть, например, артиллерийские снаряды различного калибра, выстреливаемые из пушки, в том числе из скорострельных пушек, или ракеты (неуправляемые или управляемые), запускаемые с помощью соответствующих пусковых установок.

Темп стрельбы современной 30 мм автоматической пушки - 6000 выстр./мин (соответственно, частота стрельбы 100 Гц), скорость 30-мм снаряда при выходе из ствола составляет ν₀ ≈ 500…1000 м/с, т.е. снаряды следуют друг за другом на расстоянии 5…10 м. Пушка имеет устройство передачи времени срабатывания взрывателя снаряду внутри ствола индуктивным методом. Пушка снабжена программно-регулируемыми приводами, обеспечивающими перемещение ствола по азимуту и углу возвышения с заданной скоростью.

4) Средство защиты в виде корпуса с полым цилиндрическим зарядом бризантного взрывчатого вещества и алюминиевой трубки в полости цилиндрического заряда в качестве плазмообразующего вещества (такие боеприпасы могут быть выполнены, например, на основе взрывного плазменно-вихревого источника излучения, описанного в «Журнале технической физики», 2010 г., том 80, №11, с. 87-94).

Реализация предложенного способа будет понятна из примера, описанного ниже и приведенного на чертеже.

Станция разведки 1 обнаруживает и отслеживает перемещение атакующего элемента ВТО 2 в сторону защищаемого объекта 3. Угловые координаты АЭ ВТО 2, направление и скорость его движения, текущее расстояние до него непрерывно поступают в вычислительный блок 4. Эти данные обрабатываются вычислительным блоком 4 с учетом координат места позиционирования пусковой установки 5 средства доставки средства защиты объекта. Результаты вычислений в виде команд целеуказания по азимуту и углу возвышения, по времени подрыва и угловым скоростям поворота ствола поступают на приводы пусковой установки (скорострельной артиллерийской установки) 5. В расчетный момент времени осуществляется пуск (выстрел, серия выстрелов) и средство защиты доставляется в расчетную точку траектории атакующего элемента ВТО 2, в которой осуществляется подрыв цилиндрического заряда взрывчатого вещества.

В результате подрыва средства защиты на траектории перед атакующим элементом высокоточного оружия 2 формируется долгоживущее плазменно-вихревое образование 6 (несколько таких образований при стрельбе очередью) в виде сфероида с характерным диаметром порядка нескольких метров (в зависимости от массы заряда взрывчатого вещества). В быстрой фазе процесса срабатывания БПОД - фазе ударного торможения высокоскоростной струи в воздухе - более 50% излучаемой энергии приходится на ультрафиолетовую область спектра, коротковолновые кванты которой вызывают фотоионизацию окружающего воздуха. В процессе дальнейшего торможения струи в воздухе (медленная фаза) формируется плазменный тороидальный вихрь с характерными температурами плазмы 3000…5000 K. Время жизни плазменного вихря в воздухе - десятки и сотни миллисекунд (до 0,1 с). В течение этого времени в плазменном вихре сохраняются достаточно высокие концентрации электронов - 10¹²…10¹⁴ см³.

Неконтактный дистанционный взрыватель боеприпаса 2 посылает зондирующий сигнал в направлении цели, сигнал попадает на плазменно-вихревое образование 6, отражается от него и вызывает срабатывание взрывателя и ликвидацию боеприпаса 2 на безопасном для защищаемого объекта 3 удалении.

Отражающие свойства плазменно-вихревого образования 6 за счет присутствия в нем диоксида алюминия в капельной фазе значительно превосходят аналогичные характеристики аэрозольного облака прототипа, поскольку физическое явление отражения излучения в направлении на атакующий боеприпас 2 значительно более эффективно, чем рассеяние в аэрозольной дисперсной среде. В результате уровень отраженного сигнала, поступающего на приемник дистанционного неконтактного взрывателя, существенно увеличивается по отношению к прототипу и, тем самым, обеспечивается повышение вероятности преждевременного подрыва боеприпаса 2, т.е. повышение надежности защиты объекта 3.

Эти преимущества предложенного способа реализуются для широкого диапазона средств поражения с неконтактными дистанционными взрывателями, работающими в радио- и оптическом диапазонах длин волн.

Кроме того, технический результат от применения предложенного способа обусловлен еще и тем, что воздействие средства защиты в виде плазменно-вихревого образования 6 на средство поражения осуществляется не только в отношении неконтактного дистанционного взрывателя, но и в отношении головки самонаведения (ГСН) АЭ ВТО. Такое воздействие обусловлено тем, что при подрыве полого цилиндрического заряда бризантного взрывчатого вещества и алюминиевой трубки за счет ударного торможения плазменной струи на атмосферном воздухе генерируется мощный высокоэнергетичный импульс широкополосного электромагнитного излучения оптического диапазона спектра (0,19…14 мкм). Яркость такого излучения многократно превышает яркость солнечного излучения и соответствует радиационным температурам 15000…20000 K, фронт нарастания интенсивности излучения приходится на микросекундный диапазон длительностей.

Воздействие на ГСН заключается, во-первых, в мощном импульсе излучения (вспышка) при подрыве БПОД в атмосферном воздухе (оптико-электронные ГСН всех существующих и перспективных спектральных диапазонов работы) и, во-вторых, в экранирующем действии долгоживущего плазменно-вихревого образования 6 (ГСН радио- и оптического диапазонов), которое приводит к потере цели ГСН средства поражения.

Таким образом, при реализации предложенного способа осуществляется многоканальное воздействие на системы наведения и подрыва средства поражения, что обуславливает повышение надежности защиты объектов и расширение области применения способа.

Расширение возможностей по применению предложенного способа заключается в том, что способ может быть использован для защиты объектов от средств поражения, не оснащенных неконтактным дистанционным взрывателем. В этом случае воздействие осуществляется только на головку самонаведения.

Способ защиты объекта от средств поражения с оптико-электронными и радиолокационными системами наведения и подрыва, предусматривающий определение траектории средства поражения, доставку средства защиты объекта в расчетную точку траектории атакующего средства поражения и приведение средства защиты объекта в рабочее состояние, отличающийся тем, что защиту объекта осуществляют с помощью плазменно-вихревого образования, сформированного при подрыве средства защиты в виде корпуса с полым цилиндрическим зарядом бризантного взрывчатого вещества и алюминиевой трубкой в полости цилиндрического заряда в качестве плазмообразующего вещества.