Способ наведения самонаводящегося боеприпаса в условиях лазерного воздействия
Владельцы патента RU 2790053:
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к системам огневого поражения объектов управляемыми боеприпасами. Способ наведения самонаводящегося боеприпаса (СНБП) в условиях лазерного воздействия, дополнительно к известному способу, включает использование двух матричных фотоприемников (МФП) поражающего лазерного излучения (ПЛИ), включающих по одной линейке координатно-привязанных фоточувствительных элементов (ФЧЭ), размещенных перпендикулярно друг другу в плоскости, перпендикулярной оптической оси оптико-электронного координатора (ОЭК), на максимальном расстоянии от оптической оси ОЭК и на минимальном удалении от фокусной плоскости ОЭК, поля зрения ориентируются на оптическую ось ОЭК. Принимают МФП рассеянного вбок газовой средой ОЭК излучения источника ПЛИ и определяют координаты ФЧЭ МФП, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение и параметры углового рассогласования направления полета СНБП и направления на источник ПЛИ. В случае неработоспособности фотоприемника осуществляют корректировку траектории полета СНБП на источник ПЛИ по значениям параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на источник ПЛИ, полученным с использованием дополнительных МФП. Технический результат - повышение эффективности применения СНБП. 2 ил.
Изобретение относится к вооружению, в частности, к системам огневого поражения объектов управляемыми боеприпасами.
Известен способ наведения самонаводящегося боеприпаса (СНБП) [см, например, 2, стр. 165-169], основанный на приеме оптического излучения цели оптико-электронным координатором (ОЭК) СНБП, измерении выходных сигналов фотоприемника оптического излучения цели ОЭК СНБП, определении по их значениям параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на цель, корректировке по их значениям траектории полета СНБП на цель. Недостатком способа является высокая вероятность срыва наведения СНБП при воздействии поражающего лазерного излучения (ПЛИ), приводящего в потере работоспособности ОЭК.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности применения СНБП.
Технический результат достигается тем, что в известном способе наведения СНБП в условиях лазерного воздействия, основанном на приеме оптического излучения цели ОЭК СНБП, измерении выходных сигналов фотоприемника (ФП) оптического излучения цели ОЭК СНБП, определении по их значениям параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на цель, корректировке по их значениям траектории полета СНБП, дополнительно используют два матричных фотоприемника (МФП) ПЛИ, включающих по одной линейке координатно-привязанных фоточувствительных элементов, при этом дополнительные МФП размещают перпендикулярно друг другу в плоскости перпендикулярной оптической оси ОЭК на максимально возможном расстоянии от оптической оси ОЭК и на минимально возможном удалении от фокусной плоскости ОЭК, определяемыми конструктивными ограничениями их размещения в ОЭК, а их поля зрения ориентируют на оптическую ось ОЭК, осуществляют прием дополнительными МФП рассеянного вбок газовой средой ОЭК излучения источника ПЛИ, при обнаружении рассеянного вбок излучения источника ПЛИ определяют координаты фоточувствительных элементов дополнительных МФП, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение, определяют по значениям координат фоточувствительных элементов дополнительных МФП, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение, параметры углового рассогласования направления полета СНБП и направления на источник ПЛИ, контролируют работоспособность ФП оптического излучения цели, и в случае его неработоспособности осуществляют корректировку траектории полета СНБП на источник ПЛИ по значениям параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на источник ПЛИ, полученных с использованием дополнительных МФП.
Сущность способа заключается в обеспечении наведения СНБП в условиях применения объектом для своей защиты источников ПЛИ за счет осуществления координатного анализа распространения ПЛИ путем приема его рассеянного вбок излучения газовой средой в структуре ОЭК.
Поражение объектов может осуществляться СНБП, использующими для наведения отраженное лазерное излучение подсвета объекта или оптическое излучение самого объекта [см, например, 1, стр. 165-169]. Для защиты от СНБП в состав объекта включают различные комплексы обороны, в том числе, использующие ПЛИ для воздействия на ОЭК СНБП [см, например, 2, стр. 36-37, 3]. Требование точного пространственного согласования направления распространения ПЛИ и поля зрения ОЭК определяет размещение комплекса лазерного воздействия (КЛВ) на самом объекте защиты [см, например, 2, стр. 39, 4]. Размещение КЛВ на самом объекте защиты может обеспечить наведение СНБП на цель путем использования пространственных параметров ПЛИ. В силу конструктивных особенностей в ОЭК наиболее уязвимыми элементом к воздействию ПЛИ является ФП. Как правило, ФП расположен вблизи фокальной плоскости объектива ОЭК, что и определяет «концентрацию» энергии ПЛИ, приводящую к потере его работоспособности [см, например, 2, стр. 37]. При этом геометрия формирования объективом ОЭК облученности ФП позволяет выделить на траектории распространения ПЛИ вблизи фокальной плоскости локальный источник лазерного излучения. Прием рассеянного вбок излучения локального источник лазерного излучения в структуре ОЭК дает возможность определения направления на источник ПЛИ и, в условиях неработоспособности (ограниченной работоспособности) ФП, осуществить наведение СНБП на цель [см, например, 5, 6, 7]. Поэтому, в интересах обеспечения наведения СНБП в условиях применения объектом для защиты КЛВ, предлагается осуществить координатный анализ ПЛИ, путем приема его рассеянного вбок излучения газовой средой в структуре ОЭК. При этом прием рассеянного вбок излучения обеспечивает защищенность дополнительного приемника от воздействия ПЛИ.
На фигуре 1 представлена схема, поясняющая существо способа (где приняты следующие обозначения: 1 - цель-объект поражения; 2 - КЛВ, 3 -СНБП; 4 - ОЭК СНБП; 5 - объектив ОЭК; 6, 7 - основной ФП и дополнительные МФП ОЭК; 8 - блок обработки ОЭК; 9 - модулятор ОЭК; 10 - рулевая система СНБП; 11 - участок ПЛИ, ограниченный полем зрения МФП; 12 - область воздействия ПЛИ на основной ФП ОЭК; 13 - ПЛИ; 14 - поле зрения дополнительного МФП; 15 - фокусная плоскость объектива ОЭК; 16 - ФЧЭ дополнительных МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение; 
- координаты ФЧЭ дополнительных МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение; ƒ - фокусное расстояние объектива; ω - угол поля зрения дополнительных МФП).
В соответствии со схемой порядок действий, в предлагаемом способе, следующий. СНБП 3, используя ОЭК 4, принимает оптическое излучение цели-объекта поражения 1. В состав объекта поражения 1 включен КЛВ 2. КЛВ 2 по оптическому излучению двигателя или корпуса СНБП 3 обнаруживает его 3, осуществляет локационным модулем уточнение пространственных координат СНБП 3, наводит поражающий модуль и излучает в направление СНБП 3 ПЛИ 13. ПЛИ 13 объективом 5 фокусируется через модулятор 9 на ФП 6, формируя область освещенности 12, приводящую к потере работоспособности ФП 6. Дополнительные МФП 7 включают по одной линейке координатно-привязанных фоточувствительных элементов. А также размещены перпендикулярно друг другу в плоскости перпендикулярной оси ОЭК 4 на максимально возможном расстоянии от оптической оси ОЭК 4 и на минимально возможном удалении от фокусной плоскости ОЭК 15, определяемыми конструктивными ограничениями их размещения в ОЭК 4. Поля зрения 14 дополнительных МФП 7 ориентированы на оптическую ось ОЭК 4 и ограничивают ПЛИ 13 на траектории распространения до участка 11, позволяющего координатно его 11 локализовать по рассеянной вбок составляющей. Дополнительные МФП 7 осуществляют прием рассеянного вбок газовой средой ОЭК 4 ПЛИ 13. При обнаружении рассеянного вбок ПЛИ 13, определяют координаты фоточувствительных элементов 16 дополнительных МФП 7, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение 
А также определяют по значениям координат фоточувствительных элементов 16 дополнительных МФП 7 
параметры углового рассогласования направления полета СНБП 3 и направления на источник ПЛИ 13. ОЭК 4 контролирует работоспособность основного ФП 6. В случае потери работоспособности основного ФП 6 СНБП 3 осуществляет с использованием рулевой системы 10 корректировку траектории своего полета на источник ПЛИ 13 по значениям параметров углового рассогласования, полученных по сигналам дополнительных МФП 7.
На фигуре 2 представлена блок - схема устройства, с помощь которого может быть реализован способ. Блок - схема устройства содержит: основной ФП 6, дополнительные МФП 7, блок обработки 8, датчик неработоспособности основного ФП 17 (часть обозначений соответствуют фигуре 1).
Устройство работает следующим образом. Блок обработки 8 осуществляет контроль выходных сигналов ФП 6, датчика неработоспособности основного ФП 17 и дополнительных МФП 7. При одновременном не поступлении сигналов от ФП 6, поступлении сигналов от датчика неработоспособности основного ФП 17 и поступлении сигналов от дополнительных МФП 7, блок обработки 8 считает ФП 6 неработоспособным и осуществляет формирование и передачу сигналов управления по значения выходных сигналов дополнительных МФП 7.
Таким образом, за счет осуществления координатного анализа распространения ПЛИ путем приема его рассеянного изучения вбок газовой средой в структуре ОЭК, у заявляемого способа появляются свойства повышения эффективности применения СНБП, обеспечивающих его наведение в условиях применения объектом для своей защиты источников ПЛИ. Тем самым, предлагаемый авторами способ, устраняет недостатки прототипа.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ наведения самонаводящегося боеприпаса в условиях лазерного воздействия, основанный на приеме оптического излучения цели ОЭК СНБП, измерении выходных сигналов ФП оптического излучения цели ОЭК СНБП, определении по их значениям параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на цель, корректировке по их значениям траектории полета СНБП, дополнительном использовании двух МФП ПЛИ, включающих по одной линейке координатно-привязанных фоточувствительных элементов, размещении при этом дополнительных МФП перпендикулярно друг другу в плоскости перпендикулярной оптической оси ОЭК на максимально возможном расстоянии от оптической оси ОЭК и на минимально возможном удалении от фокусной плоскости ОЭК, определяемыми конструктивными ограничениями их размещения в ОЭК, и ориентировке их полей зрения на оптическую ось ОЭК, осуществлении приема дополнительными МФП рассеянного вбок газовой средой ОЭК излучения источника ПЛИ, при обнаружении рассеянного вбок излучения источника ПЛИ определении координат фоточувствительных элементов дополнительных МФП, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение, определении по значениям координат фоточувствительных элементов дополнительных МФП, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение, параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на источник ПЛИ, контроле работоспособности ФП оптического излучения цели, и в случае его неработоспособности осуществлении корректировки траектории полета СНБП на источник ПЛИ по значениям параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на источник ПЛИ, полученных с использованием дополнительных МФП.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые электротехнические узлы и устройства. В качестве датчика неработоспособности основного ФП могут быть использованы термодатчики, осуществляющие измерение текущего значения температуры ФП ОЭК.
1 Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения. М.: Машиностроения, 1989. 512 с.
2 Балоев В.А., Ильин Г.И., Овсянников В.А. и др. Эффективность, помехозащищенность и помехоустойчивость видовых оптико-электронных систем. Казань: КГТУ, 2015. 424 с.
3 Шенцев Н.И., Ютилов Е.Н. О возможности использования лазерного оружия для решения задач ПВО / Н.И. Шенцев, Е.Н. Ютилов // Стратегическая стабильность. - 2010. - №1 (50). - С. 31 - 39.
4 Пат. 2593522 RU, МПК G01S 17/66. Способ противодействия управляемым боеприпасам / Козирацкий Ю.Л., Кулешов П.Е., Донцов А.А. и др.; заявитель и патентообладатель ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж). №2015110384; заявл. 23.03.2015; опубл. 10.08.2016, Бюл. №22.
5 Пат. 2285275 RU, МПК G01S 17/06. Способ определения направления на источник оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей и устройство его реализации / Голубев СВ., Дунец В.П., Козирацкий А.Ю., Козирацкий Ю.Л., Кулешов П.Е. и др.; заявитель и патентообладатель ВИРЭ. №2005106700; заявл. 09.03.2005; опубл. 10.10.2006, Бюл. №28.
6 Пат. 2357272 RU, МПК G01S 17/06. Способ определения направлений на источники оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей / Козирацкий Ю.Л., Козирацкий А.Ю., Кулешов П.Е. и др.; заявитель и патентообладатель ВВВИАУ (ВИ). №2007105646; заявл. 14.02.2007; опубл. 27.05.2009, Бюл. №15.
7 Пат. 2439615 RU, МПК G01S 17/02. Устройство определения угловых координат оптического излучения / Козирацкий Ю.Л., Козирацкий А.Ю., Кулешов П.Е. и др.; заявитель и патентообладатель ВИАУ (г. Воронеж). №2009113067; заявл. 07.04.2009; опубл. 10.01.2012, Бюл. №1.
Способ наведения самонаводящегося боеприпаса в условиях лазерного воздействия, заключающийся в приеме оптического излучения цели оптико-электронным координатором самонаводящегося боеприпаса, измерении выходных сигналов фотоприемника оптического излучения цели оптико-электронного координатора самонаводящегося боеприпаса, определении по их значениям параметров углового рассогласования направления полета самонаводящегося боеприпаса и направления на цель, корректировке по их значениям траектории полета самонаводящегося боеприпаса на цель, отличающийся тем, что дополнительно используют два матричных фотоприемника поражающего лазерного излучения, включающих по одной линейке координатно-привязанных фоточувствительных элементов, при этом дополнительные матричные фотоприемники размещают перпендикулярно друг другу в плоскости, перпендикулярной оптической оси оптико-электронного координатора, на максимально возможном расстоянии от оптической оси оптико-электронного координатора и на минимально возможном удалении от фокусной плоскости оптико-электронного координатора, определяемыми конструктивными ограничениями их размещения в оптико-электронном координаторе, а их поля зрения ориентируют на оптическую ось оптико-электронного координатора, осуществляют прием дополнительными матричными фотоприемниками рассеянного вбок газовой средой оптико-электронного координатора излучения источника поражающего лазерного излучения, при обнаружении рассеянного вбок излучения источника поражающего лазерного излучения определяют координаты фоточувствительных элементов дополнительных матричных фотоприемников, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение, определяют по значениям координат фоточувствительных элементов дополнительных матричных фотоприемников, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение, параметры углового рассогласования направления полета самонаводящегося боеприпаса и направления на источник поражающего лазерного излучения, контролируют работоспособность фотоприемника оптического излучения цели, и в случае его неработоспособности осуществляют корректировку траектории полета самонаводящегося боеприпаса на источник поражающего лазерного излучения по значениям параметров углового рассогласования направления полета самонаводящегося боеприпаса и направления на источник поражающего лазерного излучения, полученным с использованием дополнительных матричных фотоприемников.
