Systemy zbiornikowe do rejestracji promieniowania laserowego

Systemy zbiornikowe do rejestracji promieniowania laserowego
Systemy zbiornikowe do rejestracji promieniowania laserowego

Wideo: Systemy zbiornikowe do rejestracji promieniowania laserowego

Wideo: Systemy zbiornikowe do rejestracji promieniowania laserowego
Wideo: „Ewakuacja szkoły” – film edukacyjny 2024, Listopad
Anonim

Wpływ interferencji na systemy naprowadzania broni kierowanej pojawił się po raz pierwszy w wyposażeniu czołgów w latach 80. i otrzymał nazwę kompleksu optyczno-elektronicznych środków zaradczych (KOEP). Na czele stanęli izraelski ARPAM, sowiecka „Sztora” i polska (!) „Bobrawka”. Technika pierwszej generacji rejestrowała pojedynczy impuls laserowy jako znak odległości, ale postrzegała serię impulsów jako działanie wskaźnika celu do naprowadzania półaktywnej głowicy naprowadzającej pocisku atakującego. Jako czujniki zastosowano krzemowe fotodiody o zakresie spektralnym 0,6–1,1 µm, a selekcję dostrojono tak, aby wybierać impulsy krótsze niż 200 µs. Taki sprzęt był stosunkowo prosty i tani, dlatego był szeroko stosowany w światowej technologii czołgów. Najbardziej zaawansowane modele, RL1 firmy TRT i R111 firmy Marconi, miały dodatkowy kanał nocny do rejestrowania ciągłego promieniowania podczerwonego z aktywnych noktowizorów wroga. Z biegiem czasu taka zaawansowana technologia została porzucona - było wiele fałszywych alarmów, wpłynęło to również na pojawienie się pasywnego noktowizora i kamer termowizyjnych. Inżynierowie próbowali wykonać systemy detekcji pod każdym kątem do oświetlenia laserowego - Fotona zaproponowała jedno urządzenie LIRD z sektorem odbiorczym 3600 w azymucie.

Systemy zbiornikowe do rejestracji promieniowania laserowego
Systemy zbiornikowe do rejestracji promieniowania laserowego

Urządzenie FOTONA LIRD-4. Źródło: „Wiadomości Rosyjskiej Akademii Nauk o Rakietach i Artylerii”

Podobną technikę opracowano w biurach Marconi i Goodrich Corporation pod oznaczeniami odpowiednio Type 453 i AN / VVR-3. Schemat ten nie zakorzenił się z powodu nieuniknionego uderzenia wystających części czołgu w sektor odbiorczy sprzętu, co doprowadziło albo do pojawienia się „ślepych” stref, albo do ponownego odbicia wiązki i zniekształcenia sygnału. Dlatego czujniki zostały po prostu umieszczone wzdłuż obwodu pojazdów opancerzonych, zapewniając w ten sposób widok dookoła. Taki schemat wdrożyły seryjnie angielskie HELIO z kompletem głowic czujników LWD-2, Izraelczycy z LWS-2 w systemie ARPAM, radzieccy inżynierowie z TShU-1-11 i TSHU-1-1 w słynny „Sztora” i Szwedzi z Saab Electronic Defence Systems z czujnikami LWS300 w aktywnej ochronie LEDS-100.

Obraz
Obraz

Zestaw wyposażenia LWS-300 kompleksu LEDS-100. Źródło: „Wiadomości Rosyjskiej Akademii Nauk o Rakietach i Artylerii”

Wspólnymi cechami wskazanej techniki są sektory odbiorcze każdej z głowic w zakresie od 450 do 900 w azymucie i 30…600 na rogu tego miejsca. Tę konfigurację badania wyjaśniają taktyczne metody użycia przeciwpancernej broni kierowanej. Uderzenia można spodziewać się zarówno od celów naziemnych, jak i od sprzętu latającego, który obawia się obrony przeciwlotniczej czołgów. Dlatego samoloty szturmowe i śmigłowce zwykle oświetlają czołgi z niskich wysokości w sektorze 0…200 w elewacji z późniejszym wystrzeleniem rakiety. Konstruktorzy wzięli pod uwagę możliwe wahania nadwozia pojazdu opancerzonego i pole widzenia czujników w elewacji stało się nieco większe niż kąt natarcia. Dlaczego nie umieścić czujnika o szerokim kącie widzenia? Faktem jest, że lasery zapalników zbliżeniowych pocisków artyleryjskich i min pracują na szczycie czołgu, który w zasadzie jest za późno i jest bezużyteczny, aby się zaciąć. Problemem jest również Słońce, którego promieniowanie jest w stanie oświetlić urządzenie odbiorcze ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami. Nowoczesne dalmierze i oznaczniki celu w większości wykorzystują lasery o długościach fali 1, 06 i 1,54 mikrona - to dla takich parametrów wyostrza się czułość głowic odbiorczych systemów rejestracji.

Kolejnym krokiem w rozwoju sprzętu było rozszerzenie jego funkcjonalności o możliwość określenia nie tylko faktu napromieniowania, ale również kierunku do źródła promieniowania laserowego. Systemy pierwszej generacji mogły jedynie z grubsza wskazywać oświetlenie wroga – wszystko dzięki ograniczonej liczbie czujników o szerokim azymutalnym polu widzenia. Dla dokładniejszego pozycjonowania przeciwnika konieczne byłoby zważenie czołgu kilkudziesięcioma fotodetektorami. Dlatego na scenie pojawiły się czujniki matrycowe, takie jak fotodioda FD-246 urządzenia TShU-1-11 systemu Sztora-1. Światłoczułe pole tego fotodetektora podzielone jest na 12 sektorów w postaci pasków, na które rzutowane jest promieniowanie laserowe przepuszczane przez cylindryczną soczewkę. Mówiąc prościej, sektor fotodetektora, który zarejestrował najintensywniejsze oświetlenie laserowe, określi kierunek do źródła promieniowania. Nieco później pojawił się laserowy czujnik germanowy FD-246AM, zaprojektowany do wykrywania lasera o zakresie spektralnym 1,6 mikrona. Ta technika pozwala osiągnąć wystarczająco wysoką rozdzielczość 2 … 30 w sektorze widzianym przez głowicę odbiorczą do 900… Istnieje inny sposób określenia kierunku do źródła lasera. W tym celu sygnały z kilku czujników są wspólnie przetwarzane, których źrenice wejściowe są umieszczone pod kątem. Współrzędna kątowa znajduje się na podstawie stosunku sygnałów z tych odbiorników laserowych.

Wymagania dotyczące rozdzielczości sprzętu do rejestracji promieniowania laserowego zależą od przeznaczenia kompleksów. Jeśli konieczne jest dokładne wycelowanie emitera lasera mocy w celu wywołania interferencji (chiński JD-3 na czołgu Object 99 i amerykańskim kompleksie Stingray), wymagana jest zgoda rzędu jednej lub dwóch minut kątowych. Mniej rygorystyczne co do rozdzielczości (do 3 … 40) nadają się do systemów, gdy konieczne jest obrócenie broni w kierunku oświetlenia laserowego - jest to realizowane w KOEP "Sztora", "Varta", LEDS-100. I już bardzo niska rozdzielczość jest dopuszczalna do ustawiania zasłon dymnych przed sektorem proponowanego startu rakiety - do 200 (polska Bobrawka i angielski Cerberus). W tej chwili rejestracja promieniowania laserowego stała się obowiązkowym wymogiem dla wszystkich COEC stosowanych w czołgach, ale broń kierowana przeszła na jakościowo inną zasadę prowadzenia, co stawiało nowe pytania inżynierom.

System teleorientacji pocisków za pomocą wiązek laserowych stał się bardzo powszechnym „bonusem” przeciwpancernej broni kierowanej. Został opracowany w ZSRR w latach 60-tych i wdrożony na wielu systemach przeciwpancernych: Bastion, Sheksna, Svir, Reflex i Kornet, a także w obozie potencjalnego wroga - MAPATS firmy Rafael, koncern Trigat MBDA, LNGWE z Denel Dynamics, a także Stugna, ALTA z ukraińskiego „Artemu”. Wiązka laserowa w tym przypadku wysyła sygnał sterujący do ogona rakiety, a dokładniej do pokładowego fotodetektora. I robi to niezwykle sprytnie – zakodowana wiązka lasera to ciągła sekwencja impulsów o częstotliwościach w zakresie kiloherców. Czy czujesz, o co w tym chodzi? Każdy impuls laserowy uderzający w okno odbiorcze COEC jest poniżej ich progowego poziomu odpowiedzi. Oznacza to, że wszystkie systemy okazały się ślepe przed systemem naprowadzania amunicji z wiązką dowodzenia. Paliwo dodawano do ognia za pomocą systemu pankratycznego emitera, zgodnie z którym szerokość wiązki laserowej odpowiada płaszczyźnie obrazu fotodetektora rakiety, a wraz z usuwaniem amunicji kąt rozbieżności wiązki generalnie maleje! Oznacza to, że w nowoczesnych ppk laser może w ogóle nie trafić w czołg - skupi się wyłącznie na ogonie latającej rakiety. To oczywiście stało się wyzwaniem - obecnie trwają intensywne prace nad stworzeniem głowicy odbiorczej o podwyższonej czułości, zdolnej do wykrywania złożonego sygnału laserowego wiązki poleceń.

Obraz
Obraz

Prototyp urządzenia do rejestracji promieniowania systemów kierowania wiązką dowodzenia. Źródło: „Wiadomości Rosyjskiej Akademii Nauk o Rakietach i Artylerii”

Obraz
Obraz

Odbiorczy szef AN / VVR3. Źródło: „Wiadomości Rosyjskiej Akademii Nauk o Rakietach i Artylerii”

Powinna to być stacja zagłuszania laserowego BRILLIANT (Beamrider Laser Localization Imaging and Neutralization Tracker), opracowana w Kanadzie przez DRDS Valcartier Institute, a także opracowania Marconi i BAE Systema Avionics. Ale są już próbki seryjne - uniwersalne wskaźniki 300Mg i AN / VVR3 są wyposażone w osobny kanał do określania systemów wiązki poleceń. To prawda, na razie to tylko zapewnienia deweloperów.

Obraz
Obraz

Zestaw urządzeń do rejestracji promieniowania SSC-1 Obra. Źródło: „Wiadomości Rosyjskiej Akademii Nauk o Rakietach i Artylerii”

Prawdziwym zagrożeniem jest program modernizacji czołgów Abrams SEP i SEP2, zgodnie z którym pojazdy opancerzone wyposażone są w celownik termowizyjny GPS, w którym dalmierz posiada laser na dwutlenku węgla o długości fali „podczerwonej” 10,6 mikrona. Oznacza to, że w tej chwili absolutnie większość czołgów na świecie nie będzie w stanie rozpoznać napromieniowania przez dalmierz tego czołgu, ponieważ są one „wyostrzone” dla długości fali lasera 1, 06 i 1,54 mikrona. A w USA w ten sposób zmodernizowano już ponad 2 tys. Abramów. Wkrótce na laser dwutlenkowy przejdą też desygnatory celów! Niespodziewanie Polacy wyróżnili się zamontowaniem na głowicy odbiorczej PT-91 SSC-1 Obra firmy PCO, zdolnej do rozróżniania promieniowania laserowego w zakresie 0,6…11 mikronów. Wszyscy inni będą teraz musieli wrócić do swoich fotodetektorów na podczerwień zbroi (tak jak wcześniej Marconi i Goodrich Corporation) opartych na trójskładnikowych związkach kadmu, rtęci i telluru, zdolnych do wykrywania laserów na podczerwień. W tym celu zbudowane zostaną systemy ich chłodzenia elektrycznego, aw przyszłości prawdopodobnie wszystkie kanały podczerwieni KOEP zostaną przeniesione do niechłodzonych mikrobolometrów. A wszystko to przy zachowaniu widoczności we wszystkich kierunkach, a także tradycyjnych kanałów dla laserów o długości fali 1, 06 i 1,54 mikrona. W każdym razie inżynierowie z przemysłu obronnego nie będą siedzieć bezczynnie.

Zalecana: