Фазотрон информационно-аналитический журнал №1-2 (10) 2007 Лазерные системы подавления Владимир Бутузов заместитель директора главный конструктор оэс фгуп «нии «Экран» Александр Кислецов заместитель директора фгуп «нии



жүктеу 106.52 Kb.
Дата06.03.2016
өлшемі106.52 Kb.
ФАЗОТРОН

Информационно-аналитический журнал №1-2 (10) 2007

Лазерные системы подавления

Владимир Бутузов - заместитель директора - главный конструктор ОЭС ФГУП «НИИ «Экран» Александр Кислецов - заместитель директора ФГУП «НИИ «Экран»











Владимир Васильевич Бутузов. Родился в 1955 г. В 1978 г. окончил Куйбышевский авиационный инсти­тут. С 1978 г. работал на КБАС (г. Са­мара). С 1991 по 2005 г. - замести­тель главного конструктора ФГУП КБАС (г.Самара). С 2005 г. по настоя­щее время - заместитель директора - главный конструктор по оптико-элек­тронным системам ФГУП «НИИ «Эк­ран» (г. Самара). Автор более 80 ста­тей и научно-технических отчетов.







Александр Васильевич Кислецов. Родился в 1945 г. В 1968 г. окончил МИФИ, аспирантуру ФИАН СССР. С 1971 по 1981 г. работал в ГосНИИАС. С 1982 по 2005 г. - генеральный ди­ректор - главный конструктор КБАС, заместитель генерального директора ФГУП КБАС. С 2005 г. - заместитель директора ФГУП «НИИ «Экран». Доктор технических наук, профессор. Автор 88 научных работ, 82 изобретений и па­тентов. Лауреат Ленинской и Государ­ственной премии СССР. Почетный авиастроитель.

Перспективы применения для защиты транспортных самолетов и гражданских воздушных судов от переносных зенитных ракетных комплексов.

В связи с общим возрастанием угрозы террористических актов особую опасность для воздушных судов представляют пере­носные зенитные ракетные комплексы (ПЗРК), которые благодаря высокой мо­бильности, простоте использования, на­дежности, а также уникальному сочетанию массогабаритных характеристик и эффек­тивности могут превратиться в руках тер­рористических групп в опасное оружие.

По оценкам различных официальных источников в мире было произведено свы­ше 500 000 ПЗРК, часть которых реализо­вана по каналам «черного рынка», осела в зонах вооруженных конфликтов и перешла под контроль негосударственных структур.

Согласно данным открытых зарубеж­ных источников за последние 25 лет более 90% потерь летательных аппаратов в воз духе явилось результатом применения уп­равляемых ракет с ИК головками самонаве­дения и, прежде всего ПЗРК.

Применение ПЗРК против гражданских воздушных судов в каком-либо из аэро­портов, может парализовать всю систему управления воздушным движением.

Для защиты боевых вертолетов наи­большее распространение получили вы­брасываемые с летательного аппарата «ложные тепловые цели» и постановщики некогерентных модулированных инфра­красных помех. Эти средства в ряде случа­ев решают поставленные задачи, но их ис­пользование для защиты тяжелой военно-транспортной авиации и гражданских воз­душных судов ограничено либо из-за не­возможности применения, либо из-за не­достаточной эффективности при исполь­зовании современных ПЗРК типа «Стин­гер». Это объясняется, прежде всего, тем, что более экономичные по стоимости реа­лизации средства постановки некогерент­ных модулированных инфракрасных по­мех для защиты вертолетов физически не могут обеспечить требуемое для гаранти­руемого противодействия ПЗРК 10-ти и более кратное превышение уровня тепло­вого излучения самолетных двигателей.

По заключениям специалистов раз­личных стран наиболее эффективным средством, способным защитить самолеты среднего и большого размеров от ПЗРК как предыдущих, так и новых поколений, являются высоконаправленные лазерные системы защиты, получающие команды от более сложных систем предупреждения о ракетном нападении, которые объявляют тревогу и обеспечивают информацию об угле прибытия угрозы. Такие лазерные си­стемы должны отслеживать угрозу и на­правлять энергию кодированного лазер­ного многополосного излучения непо­средственно на головку самонаведения, обеспечивая ее подавление, вызывая срыв наведения и промах ракеты. Кроме этого, должно быть предусмотрено использова­ние предварительного зондирующего ла­зерного сигнала с последующей селектив­ной регистрацией сигнала, отраженного от оптической системы головки самонаведе­ния ракеты ПЗРК, позволяющей сущест­венным образом увеличить надежность обнаружения факта ракетного нападения.

Таким образом, для создания реальной лазерной системы защиты необходимо решение следующих задач, совокупность которых квалифицируется как обеспечение противодействия по замкнутому циклу:


  • обнаружение с высокой степенью надежности факта пуска и определение с необходимой точностью угловых координат местонахождения атакующей ракеты;

  • сопровождение атакующей ракеты с инфракрасной головкой самонаведения на траектории с точностью, необходимой для наведения высоконаправленного лазерного излучения;

  • генерацию лазерного излучения, содержащего ряд длин волн, которые находятся в пределах спектральных диапазонов головок самонаведения ПЗРК как предыдущих, так и новых поколений;

  • обеспечение глубины модуляции энергии противодействия, равной 100 %, что позволяет получить наиболее эффективный результат;

  • обеспечение противодействия в течение времени, достаточного для того, чтобы внести помеху в систему управления самонаводящейся головки, воспрепятствовать выбору правильного направления полета и вывести самолет из поля зрения ракеты;

  • генерацию лазерного излучения подавления с мощностью значительно выше (на порядки), чем мощность излучения самолетов среднего и большого размеров для обеспечения удовлетворительного соотношения противодействие/сигнал для прохождения рассеянного излучения к датчику головки самонаведения;

  • генерацию лазерного излучения подавления с мощностью достаточной для получения отраженного излучения от головки самонаведения атакующей ракеты. Это дает возможности системе противодействия отличать ракеты с ИК наведением от других угроз, проводить оценку дальности до атакующей ракеты, а также осуществлять мониторинг успеха противодействия в случае увода ракеты. Информация, что головка самонаведения потеряла самолет из поля зрения, основывается на внезапной потере отраженного сигнала. В этом случае, возможно немедленно сконцентрироваться на другой ракете в случае многократных угроз;

  • генерацию лазерного излучения, направляемого на самонаводящуюся головку, содержащего групповой набор различных модулированных частот универсальный код противодейст­вия). Это позволяет преодолевать раз­личные стратегии фильтрования и из­менения в серийном производстве са­монаводящихся головок;

  • использование алгоритма выбора при­оритетов для определения порядка атак и порядка подавления целей при множественных угрозах.




С учетом этих требований в США раз­работана и принята на вооружение лазер­ная станция защиты «Nemesis» AAQ-24 (V). Этой системой оборудован ряд воен­но-транспортных самолетов и вертолетов вооруженных сил США. На базе использо­вания научно-технического задела минис­терства обороны США под контролем ми­нистерства национальной безопасности США реализуется программа оснащения гражданских авиалайнеров лазерной сис­темой противоракетной обороны.

Работы по созданию аналогичных сис­тем противодействия ПЗРК проводятся в Великобритании, Франции, ФРГ и Израиле.

В нашей стране работы по созданию бортовых лазерных систем защиты от ПЗРК ведутся более 15 лет. Головной разработчик - ФГУП «Научно-исследовательский ин­ститут «Экран» (г. Самара). Совместно с предприятиями различных отраслей про­мышленности создан значительный науч­но-технический потенциал и современная экспериментальная база, в том числе ком­плексы полунатурного моделирования. Разработаны и изготовлены демонстраци­онные и экспериментальные образцы, про­ведены их заводские испытания, подтвер­дившие высокую эффективность лазерной системы. В отличие от зарубежных моно­хромных аналогов в системе защиты ис­пользуется многоспектральный источник лазерного излучения, перекрывающий ра­бочий диапазон ИК головок самонаведения ракет ПЗРК всех известных типов.

При разработке отечественных модифи­каций лазерных систем защиты от ПЗРК с целью обеспечения противодействия по за­мкнутому циклу рассматривались различные варианты технического исполнения. Наи­большее внимание было уделено, прежде всего, выбору подсистемы обнаружения факта и угловых координат пуска атакующей ракеты, построению подсистемы сопровож­дения атакующей ракеты с инфракрасной головкой самонаведения на траектории с точностью, необходимой для наведения вы­соконаправленного лазерного излучения и выбору источника лазерного излучения.

Необходимо отметить, что одним из перспективных направлений построения подсистемы обнаружения факта и угловых координат пуска атакующей ракеты явля­ется использование бортовой радиолока­ционной станции «Арбалет-Д», разработки Корпорации «Фазотрон-НИИР», обеспе­чивающей в простых и сложных метеоус­ловиях обнаружение и измерение параме­тров движения атакующих ракет. Для практического использования БРЛС «Ар­балет-Д» в лазерных системах противо­действия по замкнутому циклу необходимо решить техническую задачу по сопряже­нию точности определения угловых коор­динат БРЛС «Арбалет-Д» с требованиями подсистемы сопровождения атакующей ракеты на траектории для наведения высо­конаправленного лазерного излучения.

Разработанная лазерная система за­щиты от ПЗРК, обеспечивающая противо­действие по замкнутому циклу, имеет зна­чительный экспортный потенциал. В на­стоящее время ФГУП «НИИ «Экран» сов­местно с ФГУП «НПО ГИПО» (г. Казань) и рядом других предприятий выполняется контракт ФГУП «Рособоронэкспорт» с компанией INDRA Systems S.A. (Испания) на разработку и изготовление опытных об­разцов бортовой лазерной станции помех ALJS. Совместный проект получил назва­ние: MANTA (MANPADS Threat Avoidance).

Основой системы защиты ALJS явля­ется бортовая полностью автоматическая лазерная станция постановки помех.

Для обеспечения защиты в зоне 360° по азимуту и 90° по углу места на воздуш­ном судне устанавливаются две станции. Это позволяет отражать атаки с двух на­правлений, при этом каждая станция обес­печивает последовательное подавление двух одновременно атакующих ракет внут­ри установленной зоны действия.


Основные характеристики лазерной системы

ALJS

Обнаружение и подавление ракет типа

«Стингер» (FIM-92 А,В)

в диапазоне дальностей их применения

Зоны работы лазерной станции помех:

- по азимуту, угловых градусов

- по углу места, угловых градусов
Потребляемая средняя мощность по сети переменного тока напряжением 115/200 В частотой 400 Гц:

- в дежурном режиме

- в рабочем режиме
Потребляемая мощность по сети постоянного тока напряжением 27 В
Масса 2-х станций, кг

0-360


от +30 до - 60

не более 0,1 кВт

не более 2,5 кВт
не более 1 кВт

не более 215



Все операции по обнаружению и со­провождению атакующей ракеты, наведе­нию кодированного лазерного излучения на цель и установлению срыва атаки лазерная станция производит самостоятельно без участия пилота или других членов экипажа. Лазерная станция оснащена встроенным устройством самоконтроля. Функциониро­вание станции происходит в дежурном и рабочем режимах. В дежурный режим станция переводится при включении борто­вого питания и обеспечивает обзор задан­ного пространства и поиск целей. В рабочий режим станция переводится по команде си­стемы управления при обнаружении цели и обеспечивает режим сопровождения и по­давления атакующей ракеты.

При воздействии кодированного ла­зерного излучения на ракету происходит засветка ИК-приемника головки самона­ведения и в тракте обработки формирует­ся ложный сигнал, приводящий к отклоне­нию рулей ракеты с последующим срывом слежения. Станция обеспечивает оценку факта подавления наведения ракеты по пропаданию отраженного излучения от ИК головки, свидетельствующем о потере це­ли головкой самонаведения.



В состав лазерной станции помех ALJS входят:

  • Система предупреждения о пуске ракет типа MWS, состоящая из двух датчиков и обеспечивающая обнаружение пусков ракет с выдачей информации о факте пуска и угловых координатах атакующих ракет.

  • Лазер, являющийся источником помехового лазерного излучения. В качестве источника лазерного излучения используется электроразрядный импульно-периодический HF- DFлазер с замкнутым циклом смены рабочей смеси. Данный тип лазера выбран последующим причинам:

  • лазер является мульти-диапазонным, т.е. его излучение находится в двух спектральных диапазонах, имитирующих диапазоны ИК излучения самолетов среднего и большого размеров и лежащих в диапазонах чувствительности ИК головок ПЗРК как предыдущих, так и новых поколений;

  • лазер является мульти-спектральным, т.е. в каждом из двух спектральных диапазонов происходит генерация многих спектральных линий, что исключает необходимость предварительной настройки лазера и делает невозможным использование фильтров для защиты ИК головок от лазерного излучения;

  • высокая степень научной обоснованности его работы, надежность и простота в техническом обслуживании, многостороннее и тщательное обоснование безопасности эксплуатации, как для обслуживающего персонала, так и для окружающей среды. Лазер работает в широком температурном диапазоне и не требует больших расходов при эксплуатации, а также позволяет получать стабильное излучение с высокой энергией в каждом импульсе и высокой средней мощностью, значительно превыша­ющей мощность излучения даже больших самолетов в соответствующих спектральных диапазонах. Это обстоятельство имеет решающее значение для обеспечения подавления ИК головок.

  • Оптико-механический блок, обеспечи­вающий обнаружение ракеты по пред­варительному целеуказанию от систе­мы обнаружения пусков ракет типа MWS и ее автоматическое сопровожде­ние, а также идентификацию и селек­цию ракет с ИК наведением от других угроз, ИК наведение на ракету помехового лазерного излучения и определе­ние факта подавления самонаводящей­ся ИК головки. В оптико-механическом блоке используются малоинерциальные элементы вместо массивных пово­ротных башен, Это позволяет значи­тельно сократить время реакции систе­мы и обеспечить минимальную дистан­цию для отражения атаки, что особенно важно для защиты самолетов среднего и большого размеров во время взлета и посадки. Лазерное излучение и канал слежения и наведения расположены на одной оптической оси, а прием ИК из­лучения от атакующей ракеты и отра­женного излучения от ИК головки са­монаведения, а также наведение лазер­ного излучения осуществляется через одно выходное зеркало. Это дает воз­можность наводить лазерный луч непо­средственно на головку самонаведения без использования дополнительных ус­тройств. Для обеспечения необходимой точности наведения и компенсации эволюции и вибраций самолета осуще­ствляется стабилизация только выход­ного зеркала

  • Блок управления и питания, обеспечи­вающий управление и контроль стан­ции в соответствии с заложенным ал­горитмом, информационный обмен с контроллером пилотажно-навигационной системы самолета, а также под­ключение к бортовой сети и распреде­ление электропитания от бортовой се­ти потребителям станции.

Электропитание станции осуществля­ется от бортовой системы энергоснабже­ния по сети постоянного тока напряжением 28В и сети трехфазного переменного тока 115/200В 400Гц. Для поддержания требуе­мого теплового режима аппаратуры на станцию подается воздух от бортовой сис­темы кондиционирования.

В заключение следует отметить, что со­временный уровень отечественных научно-технических разработок и выполнение экс­портного контракта позволяют создать в короткие сроки эффективную отечествен­ную сертифицированную систему защиты гражданских воздушных судов от ПЗРК. Создание такой системы позволит не толь­ко обеспечить техническую независимость отечественных авиаперевозчиков от вы­нужденных закупок зарубежных систем за­щиты для оснащения гражданских воздуш­ных судов, но и позволит российским пред­приятиям выйти на международный рынок с высокотехнологичной продукцией.


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет