Алгоритм работы датчика панорамного обнаружения цели и уничтожения противника по модулированному лазерному лучу в 3D-пространстве "Ладога-1М"

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

АО НПП «Полёт»

Алгоритм работы датчика панорамного обнаружения цели и уничтожения противника по модулированному лазерному лучу в 3D-пространстве «Ладога-1М»

Григорьев-Фридман С.Н.

Введение

В специальной технике и технической литературе [1-3, 7-12] существует значительное число аналогов, содержащих разнообразные типы и виды лазерных систем постоянного, круглосуточного, всепогодного слежения за спутниками и специальными целями потенциального противника как в открытом космосе, так и в плотных слоях атмосферы Земли, густом тумане, дожде, снеге, различных газах, озоне и т.п. Все эти аналоги имеют общие недостатки, состоящие в очень большой сложности, громоздкости, излишних массе и внешних габаритах, некорректной работе при интенсивной облачности из-за применения очень мощных лазерных установок, которые для того чтобы “пробить” толстые и оптически плотные слои земной атмосферы, озона и других сред, вынуждены уменьшать частоту, т.е. увеличивать длину поперечной электромагнитной волны при индуцированном когерентном излучении фотонов в лазерах. Тем самым выдаются точные координаты местонахождения, длина и частота электромагнитной волны лазерных систем наведения и удержания обнаруженной цели и облучения потенциального противника телескопическим лучом, на которых работают современные аппараты пеленгации, обнаружения цели и уничтожения потенциального противника по модулированному лазерному лучу наведения.

В статье развивается идея российских учёных в области прикладного применения специальной лазерной техники в авиации и на флоте, предложенная впервые в мире, в работах [4-6]. Актуальность данной идеи состоит в том, что сама система лазерной связи, пеленгации, обнаружения и уничтожении потенциального противника применяется в открытом космическом пространстве относительно давно и успешно, но её применение в плотных слоях земной атмосферы представляла существенные технологические трудности, а также было мало изучено в своей теоретической основе.

При этом способе лазерного обнаружения, слежения и уничтожения цели для нанесения превентивного удара по потенциальному противнику или агрессору расходуется огромное количество потребляемой электроэнергии, в силу чего себестоимость такого радиопеленга на порядок выше, чем при использовании классической антенно-фидерной формы пеленгации. Поэтому такой тип пеленгации цели и обнаружения потенциального противника весьма не эффективен и не экономичен.

Анализ и рекомендации решения проблемы

лазерный датчик пеленгация авиация флот

Для наведения ракеты на цель, самолёт-нарушитель или БЛА-разведчик, в современных средствах ПВО и ПРО используется особое устройство - лазерный целеуказатель. К таким устройствам относится и предлагаемый датчик панорамного обнаружения цели и уничтожения противника по модулированному лазерному лучу наведения в 3Б-пространстве “Ладога-1М”, излучающий модулированный лазерный луч, состоящий из узкого когерентного потока фотонов. Принцип наведения ракеты или артиллерийского снаряда очень прост: на объект направляется лазерный луч, который, отражаясь от обнаруженной цели, улавливается фотодатчиками их головки самонаведения (ГСН). Модулированный луч - “удерживает” ракету или снаряд в нужном направлении и обеспечивает точное попадание в обнаруженную цель. Лазерный луч принимается ГСН ракеты, которая отправляет сигнал системе управления ракетой.

Для эффективного применения упреждающей ракеты цель должна быть в течение нескольких секунд подсвечена лазерным лучом, чтобы ГСН захватила его отражение. После выпуска упреждающей ракеты цель по-прежнему должна подсвечиваться для обеспечения точного попадания. Необходимо помнить, что предполагаемая цель чаще всего является подвижной. Ограниченная мощность систем подсветки цели приводит к ограничениям использования лазерного оружия по дальности до 30 км и высоте до 10 км. Лазерный целеуказатель обычно находится на самолёте - носителе оружия или на самолёте-корректировщике. В обоих случаях самолёт целеуказания оказывается ограниченным в манёвре и уязвимым для средств ПВО и систем ПРО потенциального противника.

Боевое маневрирование и последующее пикирование самолёта ведут к срыву захвата цели и промаху системы поражения цели [1-3, 7-12].

Основной отличительной особенностью предлагаемой конструкции датчика “Ладога-1М”, в отличие от российских и зарубежных аналогов является возможность успешно использовать монохроматическое когерентное излучение модулированного лазерного луча узконаправленного действия. Он выполнен на основе полупроводникового лазерного диода или твёрдотельного лазера с накачкой лазерным диодом вместо обычной, плоской, электромагнитной волны ТЕМ-типа в воздушном пространстве, излучаемой обычной авиационной или иной армейской антенной в современных РЛС ближнего и дальнего обнаружения противника.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является «Устройство лучевого наведения управляемого объекта», защищённое патентом [7], принятое за ближайший аналог (прототип). Недостатком этого устройства является технологическая сложность, большие масса и габариты, относительно большое потребление электроэнергии, высокая себестоимость сеансов лазерного пеленга, обнаружения цели и удержания противника в телескопическом углу в момент его облучения модулированным лазерным лучом, существенные трудности при работе в условиях интенсивной облачности, различных осадков, задымлённости, плотных слоёв атмосферы Земли и др. При создании датчика “Ладога-1М” на базе полупроводникового лазерного диода или твёрдотельного лазера с накачкой лазерным диодом устранены указанные недостатки.

На рис. 1 и 2 представлен алгоритм работы датчика “Ладога-1М”. Циркуляционно-круговая, лазерная ГСН постоянно удерживает обнаруженную цель в зоне полного, всеохватывающего (360°), телескопического угла и следит за поведением выявленной цели. Из программного комплекса «Ладога», через блок АЦП-ЦАП, на лазерную ГСН поступает сигнал об уменьшении ровно в 2 раза телескопического угла охвата обнаруженной цели (180°). Далее через многочисленные итерации по случаю дробления угла охвата выявленной цели ровно на половину, в итоге получают точные координаты цели. Время пеленга цели и удержания в телескопическом угле равно 750 н/сек.

Конструкция датчика “Ладога-1М” предполагает эффективную эксплуатацию как минимум двух модулированных лазерных лучей, двигающихся синхронно друг относительно друга, один по часовой, а другой против часовой стрелки, что обеспечивает эффективный и быстрый радиопеленг для обнаружения и уничтожения цели [4-6].

Литература

1. Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники: Юев: Выща школа, 1988. 383 с.

2. Федоров Б.Ф. Лазеры. Основы устройства и применение. М.:ДОСААФ,1988. 192 с.

3. Орлов В.А. Лазеры в военной технике. М.: Воениздат, 1976. 174 с.

4. Григорьев-Фридман С.Н. Переговорное устройство “Луч” в оптическом диапазоне, в режиме “радиомолчания” // Машиностроитель / М.: “Вираж-Центр”, №3, 2016, С. 29-40.

5. Григорьев-Фридман С.Н. Мобильное переговорное устройство на базе лазерного диода. // Машиностроитель / М.:“Вираж-Центр”, 4, 2017, С. 39-48.

6. Григорьев-Фридман С.Н. Мобильное переговорное устройство на базе твёрдотельного лазера с накачкой лазерным диодом. // Машиностроитель / М.: “Вираж-Центр”, №5, 2017, С.26-34.

7. Коршунов А.И., Сторощук О.Б. Устройство лучевого наведения управляемого объекта. Патент России на изобретение №2267733, М.: ФИПС. Бюл. № 1. 2006.

8. Ефремов А., Омельянчук А. Хранители неба. // Воздушно-космическая сфера, №3/4(88/89), 2016, М.: “Вневедомственный экспертный совет по вопросам воздушно-космической сферы”, С. 64-68.

9. Ольгин С. Проблемы оптоэлектронного противодействия. // Зарубежное военное обозрение, М.: “Красная звезда”, № 9, 2002, С. 3541.

10. Семёнов А. Защита гражданских самолётов от зенитных ракет. // Зарубежное военное обозрение, М.: “Красная звезда”, №12, 2002, С. 35.

11. Спасский Н., Иванов С. Оптикоэлектронные системы и лазерная техника: Энциклопедия XXI век. Том 11, М.: Издат. дом “Оружие и технологии”, 2005, 720 с.

12. Щербак Н. Противодействие зенитным управляемым ракетам с инфракрасным наведением (современные бортовые средства). // Электроника: Наука. Технология. Бизнес, №5, 2000, С. 52-55

Размещено на allbest.ru