Способ функционального подавления беспилотного летательного аппарата
Владельцы патента RU 2700207:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") (RU)
Изобретение относится к способу функционального подавления беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Для реализации способа определяют координаты местоположения БПЛА, доставляют при помощи пускового устройство в область расположения БПЛА контейнер с элементами функционального подавления, осуществляют генерацию серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов для нарушения работоспособности радиоэлектронных элементов БПЛА, после полного разряда источника электропитания осуществляют подрыв заряда самоликвидации контейнера для образования облака красителя в целях образования непрозрачной пленки на поверхности элементов БПЛА и в целях образования поля поражающих элементов, которые приводят к физическому повреждению БПЛА. Обеспечивается увеличение вероятности подавления и поражения БПЛА. 2 ил.
Способ относится к области функционального подавления (ФП) беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), предназначен для функционального подавления беспилотного летательного аппарата и может быть использован в военной технике.
Технология функционального подавления предусматривает последовательное использование нескольких поражающих факторов - это электромагнитное излучение (ЭМИ) малой длительности (от долей до десятков наносекунд), распыление красителя на поверхность оптических устройств беспилотного летательного аппарата и облако поражающих элементов, приводящее к физическому повреждению элементов конструкции беспилотного летательного аппарата.
Существующие способы и устройства имеют общий недостаток – использование одного поражающего фактора, что негативно сказывается на вероятности поражения беспилотного летательного аппарата.
Известен способ поражения беспилотного летательного аппарата, сущностью является включающий подачу на траекторию его движения красителя, образующего стойкое сцепление с внешними приборами наблюдения и/или остекленными проемами визуального управления, отличающийся тем, что краситель подают непрерывно под давлением с перекрытием по ширине зоны пересечения траектории движения летательного аппарата (патент №2162997).
Недостатками являются: сложность конструкции, большие размеры, большая мощность компрессора для непрерывной подачи давления, необходимость создания территории «отчуждения» для падения неиспользованного красителя, невозможность использования на больших высотах траектории движения летательного аппарата, низкая эффективность при использовании по назначению известного технического решения, вызванная использованием одного поражающего фактора .
Известно устройство, представляющее собой истребитель для уничтожения дистанционно пилотируемых (беспилотных) летательных аппаратов, состоящее из дистанционно пилотируемого летательного аппарата, системы наведения с земли в виде радиолокатора, отличающееся тем, что на дистанционно пилотируемом летательном аппарате установлены видеокамеры обзора и до четырех датчиков перемещения, а также взаимосвязанные с ними до четырех контейнеров для поражающих элементов, выполненных в виде кассет с патронами, имеющих в качестве поражающего элемента иглы, имеющие ленточные парашюты, причем патрон выстреливается из кассеты вместе с гильзой, в которой имеется инерционный взрыватель для отделения гильзы от иглы и освобождения ленточного парашюта, а также датчики перемещения, при этом кассеты расположены на правом, левом, нижнем и верхнем боках фюзеляжа (патент №2490585).
Недостатками устройства являются: использование радиолокатора для наведения средства к цели при ведении радиоэлектронной борьбы, что может привести к полной потере управления ДПЛА на этапе выхода устройства в рабочий режим видеокамер и датчиков, отсутствие камер кругового обзора, сложность конструкции, непредсказуемое влияние инерционных взрывателей на направленность полета игл, что может повлиять на их попадание в малогабаритный беспилотный летательный аппарат (МБЛА), имеющий малые размеры, приводящая в целом к низкой эффективности при использовании по назначению известного технического решения, вызванная использованием одного поражающего фактора.
Известен способ борьбы с беспилотными летательными аппаратами ближнего и малого радиуса действия с помощью электромагнитного излучения дециметрового диапазона длин волн (RU 2551821). Способ заключается в выводе из строя бортовой системы управления БПЛА путем наведения токов на его паразитных антеннах. Достижение технического результата в данном способе состоит в обнаружении беспилотного летательного аппарата, в определении расстояния до него, ориентации в его сторону излучающей антенны, расчете мощности излучения и генерации электромагнитного излучения. Длины волн электромагнитного излучения выбирают в диапазоне 10-20 см, а мощность излучения антенны задают достаточную для наведения токов на паразитных антеннах беспилотного летательного аппарата и вывода из строя бортовой системы управления.
Недостатками известного способа является сверхбольшую мощность излучения, требующуюся для функционального подавления, необходимость проведения расчета мощности излучения и осуществления ориентации излучающей антенны в сторону обнаруженного БПЛА 11, выполняемая перед поражающим воздействием с помощью электромагнитного излучения дециметрового диапазона длин волн, в следствие чего известное техническое решение обладает низкой эффективностью при использовании по назначению в целом в следствие наличий только одного поражающего фактора.
Известно устройство подавления МБЛА, которое состоит из МБЛА, автоматической системы управления с элементами искусственного интеллекта, парашютом, детонатором. На МБЛА установлены камеры кругового обзора, позволяющие с помощью бортового процессора определять в пассивном режиме пространственные координаты МБЛА противника в оптическом диапазоне электромагнитных волн, выбирая определенную дальность и высоту полета для точного сброса устройства подавления. Устройство подавления состоит из нескольких отсеков, размещенных в нижней части фюзеляжа и служащих для размещения устройств подавления, имеющих строго секционную направленность элементов подавления в виде красителя, образующего непроницаемую пленку на средствах наблюдения и разведки МБЛА противника. Достигается возможность подавления МБЛА противника на любой высоте траектории его полета (патент № 2565860).
Недостатками устройства являются сложность конструкции МБЛА, необходимость в создании, эксплуатации и поддержании в рабочем режиме бортового радиоэлектронного оборудования, обеспечивающего точность наведения на цель. Применяется всего один поражающий фактор, что при неточном наведении на цель, не обеспечивает требуемую вероятность её поражения, что в целом снижает его эффективность при использовании по назначению.
Техническим результатом заявленного способа является увеличение вероятности поражения БПЛА, достигаемое за счет последовательного применения трех поражающих факторов, совокупность применения которых повышает вероятность функционального подавления БПЛА до 97%.
Это достигается тем, что в область полета БПЛА на расстоянии 50 – 100 метров от него доставляется при помощи пускового устройства контейнер функционального подавления, который при подлете к цели осуществляет генерацию серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов в диапазоне частот 0,5 – 10 ГГц в сторону БПЛА для его функционального подавления вплоть до полного разряда источника электропитания(первый поражающий фактор), при этом, в контейнер входит заряд самоликвидации, который, после воздействия первого поражающего фактора производит самоподрыв системы на расстоянии 50 – 80 метров от поражаемого БПЛА, в результате чего образуется облако красителя (второй поражающий фактор) и поле поражающих механических элементов источника электропитания и СВЧ генератора (третий поражающий фактор), которые при воздействии в совокупности приводят либо к физическому повреждению и\или уничтожению БПЛА (первый поражающий фактор), при этом, в контейнер функционального подавления входит резервуар, содержащий краситель, который при подрыве заряда самоликвидации образует облако (второй поражающий фактор), оказывающее дополнительное функциональное подавление оптических систем БПЛА, в случае физического сближения с целью, до окончания генерации серии сверхкоротких СВЧ импульсов, при этом, подрыв заряда самоликвидации происходит по команде радиовзрывателя, следующей после первого поражающего фактора.
В заявленном способе благодаря малому расстоянию 50 – 100 метров между источником излучения и БПЛА значительно снижена требуемая для уничтожения мощность излучения.
Таким образом, при воздействии трех следующих друг за другом поражающих факторов, непосредственная вероятность поражения цели, которая в свою очередь зависит как от условий запуска, соблюдения требований в части высоты, видимости и дальности до БПЛА обеспечивает более эффективную возможность поражения БПЛА. Основываясь на изложенном, при условии соблюдении всех требований представленных выше в заявленной последовательности вероятность поражения БПЛА составляет максимально возможное значение составляющее 0,97.
Сущность заявленного способа в более детальном изложении заключается в следующем (см. фиг.1, 2):
- на основе данных визуального наблюдения определяется координаты местоположения БПЛА 11;
- за счет энергии боевого заряда 2 «контейнер» с элементами функционального подавления, радиовзрывателем 6 и зарядом самоликвидации 4 доставляются в область расположения БПЛА при помощи пускового устройства 10;
- при максимальном сближении с БПЛА 11 (50 – 100 метров) осуществляется следующпая последовательность действий;
- производится генерация серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов в диапазоне частот 0,5 – 10 ГГц до полного разряда источника электропитания 5, с помощью фазированной антенной решетки радиоимпульсы излучаются в сторону БПЛА 11, при этом происходит облучение электронной компонентной базы БПЛА, приводящее к нарушению работоспособности (функциональному подавлению БПЛА),
- далее происходит подрыв заряда самоликвидации 6 в точке 12 (на расстоянии 50 – 80 метров от поражаемого БПЛА), в результате чего образуются облако красителя 14, который попадая на оптические элементы БПЛА образует на их поверхности непрозрачную пленку, что выводит из строя оптические системы БПЛА,
при этом параллельно со вторым действием на БПЛА оказывается третье поражающее действие посредством поля поражающих элементов 13, приводящее к максимально возможному (в дополнение к ранее выполненным действиям) физическому повреждению БПЛА.
Вследствие выполнения указанной выше последовательности действий в соответствии с заявленным способом обеспечивается возможность с максимально возможным коэфициентом 0,97% уничтожению БПЛА 11.
Функциональное подавление БПЛА посредством излучения серий сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов обеспечивается за счет обратимых и необратимых отказов электронной компонентной базы БПЛА (полевых транзисторов с затвором Шоттки, транзисторов с высокой электронной подвижностью, МОП-транзисторов, гетеробиполярных транзисторов (ГБИС), а также интегральных схем (первый поражающий фактор), возникающих под действием серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов. Также функциональное подавление БПЛА 11 приводит к деградации наиболее чувствительных к энергетическим перегрузкам или к полевому пробою радиоэлектронных элементов, в результате чего возникает необратимый выход из строя (при полной потере работоспособности) электронной компонентной базы БПЛА 11 (например, модуляторов, устройств автоматической регулировки усиления, смесителей, фильтров и др.), а также процессоров и оперативных запоминающих элементов, управляющих спецвычислителей или бортовых ПЭВМ (первый поражающий фактор).
Далее после воздействия первого поражающего фактора идёт последовательное воздействие второго и третьего поражающих факторов соответственно, в результате выполнения указанных выше воздействий вероятность поражения БПЛА достигает максимально возможного коэфициента эффективности поражения БПЛА равного 0,97.
Таким образом, предлагаемый способ за счет воздействия заявленной совокупности действий на БПЛА, а именно за счёт:
- доставки заряда в зону нахождения БПЛА, и выполнения изложенной выше последовательности действий (генерация серии свкрхкоротких СВЧ радиоимпульсов, подрыв заряда самоликвидации с распылением красителя и поля поражающих механических элементов) позволяют осуществить функциональное поражение БПЛА с требуемой плотностью мощности не более 0,5-27 Вт/см2, что существенно снижает энергетические затраты на СВЧ излучение, а также за счет создания комбинированного электромагнитного, взрывного воздействий и применения красителя, в совокупности, чем и обеспечивается максимально возможная эффективность воздействия на БПЛА трех фактора подавления, и тем самым достигается максимально эффективная вероятность поражения БПЛА.
Технический результат заключается в последовательном применении трех факторов функционального подавления БПЛА, что обеспечивает увеличение вероятности функционального и\или физического поражения беспилотного летательного аппарата.
К достоинствам заявляемого способа следует отнести:
1. Увеличение вероятности функционального подавления БПЛА.
2. Расширение круга решаемых задач, в том числе выведение из строя пассивных элементов РЭС, не излучающих в пространство.
3. Эффективное воздействие на РЭС, обладающих высокой помехозащищённостью, а также имеющих специальные устройства защиты от энергетических перегрузок.
4. Снижение требований к качеству и точности необходимой исходной информации о РЭС при реализации внеполосного ФП (о рабочих диапазонах частот, параметрах сигналов и др.).
5. Минимум разрушительных последствий для окружающей среды и, в ряде случаев, а также сохранение жизни обслуживающего персонала, поражаемого РЭС, особенно наземного и надводного базирований в следствие использования заявленной совокупности признаков приведенных в независимом пункте формулы заявленного технического решения.
6. При этом заявленное техническое решение обеспечивает возможность отсутствия отрицательного влияния на цели вне зоны поражения.
Способ функционального подавления беспилотного летательного аппарата, включающий определение координат местоположения БПЛА, отличающийся тем, что на основе данных визуального наблюдения за счет энергии боевого заряда (2) «контейнер» с элементами функционального подавления, радиовзрывателем (6) и зарядом самоликвидации (4) доставляют в область расположения БПЛА при помощи пускового устройства (10), при максимальном сближении с БПЛА 11 (50 – 100 метров) осуществляют генерацию серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов в диапазоне частот 0,5 – 10 ГГц до полного разряда источника электропитания (5), с помощью фазированной антенной решетки радиоимпульсы излучаются в сторону БПЛА (11), при этом происходит облучение электронной компонентной базы БПЛА, приводящее к нарушению работоспособности (функциональному подавлению БПЛА), далее осуществляют подрыв заряда самоликвидации (6) в точке (12) (на расстоянии 50 – 80 метров от поражаемого БПЛА), в результате чего образуется облако красителя (14), который попадая на оптические элементы БПЛА образует на их поверхности непрозрачную пленку, что выводит из строя оптические системы БПЛА, при этом, параллельно со вторым действием на БПЛА оказывают третье поражающее действие посредством поля поражающих элементов (13), приводящее к максимально возможному физическому повреждению БПЛА.
