RU62451U1 - ACTIVE INTERFERENCE DEVICE FOR INDIVIDUAL PROTECTION OF AIRCRAFT AGAINST HAZARDOUS INFLUENCE OF MOBILE WEAPON SYSTEMS OF GROUND BASING - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам индивидуальной защиты летательных аппаратов от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования путем постановки активных помех оптико-визуальным средствам прицеливания непосредственно с борта защищаемого летательного аппарата.The utility model relates to devices for individual protection of aircraft from the damaging effects of mobile ground-based weapons systems by setting active interference to optical-visual means of aiming directly from the side of the protected aircraft.

Особенность конструкции предполагаемого устройства состоит в том, что блок формирования некогерентного оптического излучения дополнительно снабжен направленным в нижнюю полусферу зоны защиты летательного аппарата излучателем повторяющихся во времени и постоянных по интенсивности импульсов излучения видимого диапазона, длительность которых составляет 0,05 с, а частота повторения соответствует частоте α-ритма головного мозга человека.The design feature of the proposed device is that the incoherent optical radiation generation unit is additionally equipped with an emitter of visible and constant radiation pulses of a visible range, the duration of which is 0.05 s, and the repetition frequency corresponds to the frequency, directed to the lower hemisphere of the aircraft protection zone α-rhythm of the human brain.

Description

Полезная модель относится к устройствам индивидуальной защиты боевых, военно-транспортных и гражданских летательных аппаратов от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования путем постановки активных помех средствам наведения и(или) прицеливания непосредственно с борта защищаемого летательного аппарата.The utility model relates to personal protective devices for combat, military transport and civil aircraft from the damaging effects of land-based mobile weapon systems by placing active interference to guidance and (or) aiming devices directly from the side of the protected aircraft.

Высокая подверженность летательных аппаратов (ЛА), действующих в дневных условиях на малых и предельно малых высотах, поражающему воздействию со стороны переносных зенитно-ракетных комплексов (ПЗРК), оснащенных управляемыми ракетами с инфракрасными головками самонаведения (УР с ИКГСН), стрелкового оружия и ручных противотанковых гранатометов (РПГ) выдвигает в ряд актуальных проблем индивидуальной защиты ЛА задачу создания устройств подавления оптико-электронных средств наведения и оптико-визуальных средств прицеливания оружия наземного базирования вероятного противника.High susceptibility of aircraft operating in daylight conditions at low and extremely low altitudes to the damaging effects of man-portable air defense systems (MANPADS) equipped with guided missiles with infrared homing (SD with ICGS), small arms and hand-held anti-tank grenade launchers (RPGs) puts forward a number of urgent problems of personal protection of aircraft to create suppression devices for optoelectronic guidance and opto-visual means of aiming weapons on the ground th basing potential enemy.

Подавляющее воздействие подобных устройств индивидуальной защиты ЛА основана на формировании в атакоопасной зоне окружающего ЛА пространства активной помехи в виде повторяющегося во времени оптического сигнала определенной структуры и интенсивности, искажающего управляющие сигналы средств наведения или прицеливания (т.н. имитирующие сигналы) и, соответственно, препятствующего процессу наведения или прицеливания.The overwhelming effect of such personal protective equipment for aircraft is based on the formation of active interference in the danger zone of the surrounding aircraft in the form of an optical signal repeating over time of a certain structure and intensity, distorting the control signals of the guidance or aiming devices (the so-called mimicking signals) and, accordingly, preventing pointing or aiming process.

Известно устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от УР с ИКГСН [1], содержащие в составе установленного на борту ЛА блока формирования некогерентного оптического излучения излучатель модулированного ИК излучения и блок управления.A device for active interference is known for individual protection of an aircraft from a UR with IKGSN [1], comprising, as a part of the unit for generating incoherent optical radiation mounted on board the aircraft, a modulated infrared emitter and control unit.

Конструкция этого устройства, выбранного в качестве прототипа, обеспечивает срыв наведения УР с ИКГСН за счет оптико-электронного подавления ИКГСН.The design of this device, selected as a prototype, provides a disruption of guidance of SD with IKGSN due to optoelectronic suppression of IKGSN.

Недостаток устройства индивидуальной защиты ЛА, выбранного в качестве прототипа, состоит в принципиальной невозможности противодействия оружию с оптико-визуальными средствами прицеливания (стрелковое оружие и РПГ). Единственное, известное из литературы, средство защиты от такого оружия - дополнительная броневая защита летательного аппарата. Однако, следует отметить, эта система защиты так сильно перегружает ЛА, что используется только в исключительных случаях.The disadvantage of the device for personal protection of the aircraft, selected as a prototype, is the fundamental impossibility of counteracting weapons with optical-visual aiming devices (small arms and RPGs). The only means of protection against such weapons known from literature is the additional armor protection of the aircraft. However, it should be noted that this protection system overloads the aircraft so much that it is used only in exceptional cases.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в снижении вероятности поражения ЛА мобильными системами вооружения наземного базирования путем снижения (подавления) зрительной функции оператора оружия с оптико-визуальными средствами прицеливания.The problem to which the claimed utility model is directed is to reduce the likelihood of aircraft being struck by mobile ground-based weapons systems by reducing (suppressing) the visual function of the weapon operator with optical-visual aiming devices.

Заявляемое устройство активных помех для индивидуальной защиты летательного аппарата от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования, как и устройство, выбранное в качестве прототипа, содержит в составе установленного на борту летательного аппарата блока формирования некогерентного оптического излучения излучатель модулированного ИК излучения и блок управления. Отличие от прототипа состоит в том, что блок формирования некогерентного оптического излучения дополнительно снабжен излучателем повторяющихся во времени и постоянных по интенсивности импульсов излучения видимого диапазона (собственно света). В состав этого излучателя входят излучающий элемент и оптическая система, формирующая индикатрису излучения, причем длительность генерируемых излучающим элементом импульсов света составляет 0,05 с, а фиксированная частота их повторения составляет от 8 до 13 Гц. Яркость излучающего элемента составляет от 0,4 10⁵ до 1,6 10⁵ кд/м². Оптическая система формирует индикатрису излучения круговую по азимуту и с углом излучения 176° по углу места. Блок управления выполнен с возможностью автоматического сканирования частоты повторения импульсов излучения света в диапазоне от 8 до 13 Гц.The inventive device of active interference for the individual protection of the aircraft from the damaging effects of mobile land-based weapon systems, as well as the device selected as a prototype, comprises, on board the aircraft, an incoherent optical radiation generating unit, a modulated IR radiation emitter and a control unit. The difference from the prototype is that the unit for generating incoherent optical radiation is additionally equipped with an emitter of repetitive in time and constant in intensity pulses of radiation of the visible range (the actual light). The composition of this emitter includes a radiating element and an optical system that forms the indicatrix of radiation, and the duration of the light pulses generated by the radiating element is 0.05 s, and a fixed frequency of their repetition is from 8 to 13 Hz. The brightness of the radiating element is from 0.4 10 ⁵ to 1.6 10 ⁵ cd / m ² . The optical system forms the radiation indicatrix circular in azimuth and with a radiation angle of 176 ° in elevation. The control unit is configured to automatically scan the pulse repetition rate of the light emission in the range from 8 to 13 Hz.

На фиг.1 приведена блок-схема варианта конкретного исполнения заявляемого устройства. В данном конкретном случае устройство активных помех для индивидуальной защиты ЛА от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования содержит блок управления 1 и блок формирования некогерентного оптического излучения 2 в составе излучателя 3 модулированного ИК излучения и излучателя 4 повторяющихся во времени импульсов излучения видимого диапазона. Излучатель 4 содержит излучающий элемент 5 и оптическую систему 6, формирующую индикатрису излучения излучателя 4. В данном конкретном случае излучающий элемент 5 выполнен в виде импульсной газоразрядной лампы, обеспечивающей генерацию излучения в диапазоне 760-400 нм (видимый диапазон оптического спектра излучения). Оптическая система 6 установлена на нижней поверхности фюзеляжа летательного аппарата и выполнена, в данном конкретном случае, зеркально-отражающей. Конструкция оптических систем подобного типа хорошо известна и не требует специальных пояснений. Блок управления 1 выполнен по обычной схеме, применяемых для импульсных газоразрядных ламп.Figure 1 shows a block diagram of a variant of a specific implementation of the inventive device. In this particular case, the active interference device for the individual protection of the aircraft from the damaging effects of land-based mobile weapon systems includes a control unit 1 and an incoherent optical radiation generation unit 2 consisting of a modulated infrared emitter 3 and an emitter 4 of visible-time repeating pulses. The emitter 4 contains a radiating element 5 and an optical system 6, forming an indicatrix of radiation of the emitter 4. In this particular case, the radiating element 5 is made in the form of a pulsed gas-discharge lamp, which generates radiation in the range of 760-400 nm (visible range of the optical spectrum of radiation). The optical system 6 is mounted on the lower surface of the fuselage of the aircraft and is made, in this particular case, mirror-reflective. The design of optical systems of this type is well known and does not require special explanations. The control unit 1 is made in the usual way, used for pulsed discharge lamps.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При заходе ЛА в атакоопасную зону под воздействием управляющих сигналов с блока 1 The inventive device operates as follows. When the aircraft enters the attack zone under the influence of control signals from block 1

осуществляется запуск и генерация излучающими элементами излучателей 3 и 4 (элемент 5) блока 2 импульсных сигналов некогерентного оптического излучения определенной структуры (ИК и видимого диапазона, соответственно). В результате излучатель 3 формирует в зоне защиты летательного аппарата активную помеху, подавляющую ИКГСН УР, а излучатель 4 -активную помеху, структура которой определяется особенностями человеческого зрения и восприятия человеком видиоинформации.the emitting elements 3 and 4 (element 5) of the block 2 of pulsed signals of incoherent optical radiation of a certain structure (IR and visible range, respectively) are launched and generated by the radiating elements. As a result, the emitter 3 forms in the protection zone of the aircraft an active noise that suppresses the IKGN SD, and the emitter 4 forms an active noise, the structure of which is determined by the characteristics of human vision and human perception of video information.

Функция зрения человека является многофакторным психофизиологическим процессом преобразования первичного светового возбуждения (раздражения) в зрительное ощущение (т.е. в факт осознания) и осуществляется т.н. зрительным анализатором, который состоит из трех отделов - периферийного (собственно глаз), проводящего и центрального (кора больших полушарий головного мозга, преимущественно затылочных долей). Видимое излучение (свет) воспринимается глазом и преобразуется в первичные импульсы соответствующей структуры, которые через проводниковую часть зрительного анализатора поступают в центральный отдел, трансформируясь в зрительные образы.The human vision function is a multifactorial psychophysiological process of converting primary light excitation (irritation) into a visual sensation (i.e., into the fact of awareness) and is carried out by the so-called visual analyzer, which consists of three departments - the peripheral (the eye itself), the conductive and the central (cerebral cortex, mainly the occipital lobes). Visible radiation (light) is perceived by the eye and is converted into primary impulses of the corresponding structure, which through the conductor part of the visual analyzer enter the central section, transforming into visual images.

Известно [2, 3, 4], что, во-первых, зрительные образы в сознании человека возникают и исчезают не мгновенно, а с некоторым запозданием относительно момента возникновения или окончания светового раздражения на сетчатку глаза (время инерции составляет 0,05-0,2 с), а, во-вторых, электрическая активность головного мозга человека, находящегося в состоянии покоя, характеризуется так называемым α-ритмом (колебаниями с частотой 8-13 Гц), который исчезает при воздействии зрительных и (или) звуковых раздражителей.It is known [2, 3, 4] that, firstly, visual images in the human mind do not appear and disappear instantly, but with some delay relative to the moment of the appearance or end of light stimulation on the retina (inertia time is 0.05-0, 2 s), and, secondly, the electrical activity of the brain of a person at rest is characterized by the so-called α-rhythm (oscillations with a frequency of 8-13 Hz), which disappears when exposed to visual and (or) sound stimuli.

Зрительная работоспособность, т.е. способность выполнять зрительную работу и поддерживать высокую степень мобилизации зрительных функций, сохраняется при условии последовательного решения зрительных задач всеми тремя отделами зрительного анализатора, причем нормальное функционирование периферического отдела определяется в основном энергетическим аспектом воспринимаемого светового сигнала, а нормальное функционирование центрального отдела зрительного анализатора его информационной составляющей.Visual performance, i.e. the ability to perform visual work and maintain a high degree of mobilization of visual functions is maintained provided that the visual tasks are consistently solved by all three departments of the visual analyzer, and the normal functioning of the peripheral department is determined mainly by the energy aspect of the perceived light signal, and the normal functioning of the central department of the visual analyzer is its information component.

Следовательно световая стимуляция зрительного анализатора пульсирующим световым потоком, частота пульсаций которого соответствует α-ритму, приведет к нарушению нормального соотношения между процессами возбуждения и торможения центрального отдела анализатора, нарушению восприятия или узнавания зрительных образов в сознании человека и, соответственно, приводит к снижению эффективности применения оружия с оптико-визуальными средствами прицеливания за счет ухудшения видимости цели (в данном случае летательного аппарата) оператором, потери им пространственной ориентации, а в ряде случаев (в зависимости от Consequently, the light stimulation of the visual analyzer by a pulsating light flux, the pulsation frequency of which corresponds to the α-rhythm, will lead to a violation of the normal relationship between the processes of excitation and inhibition of the central part of the analyzer, impaired perception or recognition of visual images in the human mind and, accordingly, will reduce the effectiveness of the use of weapons with optical-visual means of aiming due to the deterioration of the visibility of the target (in this case, the aircraft) by the operator, loss of spatial orientation, and in some cases (depending on

индивидуальной чувствительности) впадания в состояние «ауры», которое предшествует эпилептическому припадку [5]. Следует отметить, что подобное состояние является обратимым и исчезает через некоторое время после прекращения световой стимуляции органов зрения оператора.individual sensitivity) falling into a state of "aura", which precedes an epileptic seizure [5]. It should be noted that this condition is reversible and disappears some time after the cessation of light stimulation of the operator’s organs of vision.

Принято считать, что α-ритм среднестатистического зрительного анализатора составляет порядка 10 Гц, но с учетом индивидуальных особенностей оператора диапазон частот светового воздействия в боевых условиях должен составлять от 8 до 13 Гц. Именно поэтому в соответствии с программой, заложенной в блок управления 1, излучение активной помехи излучателя 4 может представлять собой либо следующие друг за другом пачки световых импульсов, фиксированная частота следования которых составляет от 8 до 13 Гц, либо последовательность световых импульсов, частота повторения которых автоматически сканирует в диапазоне от 8 до 13 Гц.It is generally accepted that the α-rhythm of the average visual analyzer is about 10 Hz, but taking into account the individual characteristics of the operator, the frequency range of light exposure in combat conditions should be from 8 to 13 Hz. That is why, in accordance with the program embedded in the control unit 1, the radiation of the active interference of the emitter 4 can be either successive bursts of light pulses, the fixed repetition rate of which is from 8 to 13 Hz, or a sequence of light pulses, the repetition frequency of which is automatically scans in the range from 8 to 13 Hz.

При визуальном наблюдении источника света периферический отдел зрительного анализатора (глаз) реагирует непосредственно на яркость (фотометрическую яркость) источника в достаточно широком диапазоне [3] - от 2 10^-6 до 2 10⁵ кд/м² (слепящая яркость), а контрастная чувствительность человеческого глаза по яркости (К) определяется соотношением:By visual observation light source separated peripheral visual analyzer (eye) is reacted directly with the brightness (photometric brightness) of the source in a sufficiently wide range of [3] - 2 10 ^-6 to 2 May ¹⁰ cd / m ² (blinding brightness) and contrast sensitivity the human eye in brightness (K) is determined by the ratio:

К=(В-В_ф)/В_ф,K = (B-B _f ) / B _f ,

где В - яркость наблюдаемого источника света, а В_ф - яркость фона, на котором виден источник света.where B is the brightness of the observed light source, and B _f is the brightness of the background on which the light source is visible.

В данном конкретном случае источник света (светоизлучающий элемент 5 излучателя 4), установленный на борту ЛА наблюдается на фоне ясного неба (в дневное время), яркость которого составляет 1,5·10³ кд/м² [6]. Поскольку в отечественной литературе отсутствуют систематизированные сведения о величине яркостного контраста К, необходимого для нормального восприятия объекта в дневных условиях, воспользуемся сведениями из источника [7], в соответствии с которым приемлемый яркостный контраст должен составлять не менее 10 единиц. Таким образом величина яркости (В) излучающего элемента 5 излучателя 4 с учетом превышения порога яркости не меньше, чем на 30%, но не более, чем 80% слепящей яркости, должна составлятьIn this particular case, a light source (light emitting element 5 of emitter 4) installed on board the aircraft is observed against a clear sky (in the daytime), the brightness of which is 1.5 · 10 ³ cd / m ² [6]. Since there is no systematized information in the Russian literature on the magnitude of the brightness contrast K necessary for normal perception of the object in daytime conditions, we use information from the source [7], according to which the acceptable brightness contrast should be at least 10 units. Thus, the brightness value (B) of the radiating element 5 of the emitter 4, taking into account the excess of the brightness threshold, is not less than 30%, but not more than 80% of the dazzling brightness, should be

0,21·10⁵ кд/м² ≤ В ≤ 1,6·10⁵ кд/м² 0.21 · 10 ⁵ cd / m ² ≤ V ≤ 1.6 · 10 ⁵ cd / m ²

Следует, однако, учесть, что, во-первых, величина фотометрической яркости, воспринимаемой человеческим глазом, зависит от угла наблюдения источника света (5), который в данном конкретном случае уменьшается от 0° до 88° (поскольку минимальная высота полета составляет 15 м, а придельная дальность действия РПГ составляет [8] до 1000 м), а, во-вторых, яркость мигающего источника субъективно воспринимается меньшей, чем пиковая яркость этого источника (закон Тальбота [3]). На основании вышеизложенного However, it should be noted that, firstly, the value of the photometric brightness perceived by the human eye depends on the angle of observation of the light source (5), which in this particular case decreases from 0 ° to 88 ° (since the minimum flight height is 15 m , and the maximum range of the RPG is [8] up to 1000 m), and, secondly, the brightness of a blinking source is subjectively perceived to be less than the peak brightness of this source (Talbot's law [3]). Based on the foregoing

с учетом корректировки величины пороговой яркости, необходимой для нормального функционирования периферического отдела зрительного анализатора, величина яркости (В) излучающего элемента 5 излучателя 4 блока 2 должна составлять:taking into account the adjustment of the threshold brightness value necessary for the normal functioning of the peripheral department of the visual analyzer, the brightness value (B) of the emitting element 5 of the emitter 4 of block 2 should be:

0,4·10⁵ д/м ≤ В≤ 1,6·10⁵ кд/м² 0.4 · 10 ⁵ d / m ≤ B≤ 1.6 · 10 ⁵ cd / m ²

Угол излучения активной помехи излучателем 4 заявляемого устройства определяется из условия необходимости засветки помеховым излучением участка земной поверхности, с которой может быть осуществлено поражение ЛА, а поскольку, как уже было сказано выше, минимальная высота полета ЛА составляет 15 м, а максимальная прицельная дальность действия орудия с оптико-визуальным средством прицеливания - 1000 м, то угол излучения оптической системы 6 излучателя 4 должен составлять 176° по углу места и 360° по азимуту.The angle of emission of active interference by the emitter 4 of the claimed device is determined from the condition of the need for exposure to interference of a portion of the earth’s surface from which the aircraft can be damaged, and since, as mentioned above, the minimum flight altitude of the aircraft is 15 m and the maximum impact range of the gun with an optical-visual aiming device of 1000 m, the radiation angle of the optical system 6 of the emitter 4 should be 176 ° in elevation and 360 ° in azimuth.

Заявляемое устройство обеспечивает защиту летательного аппарата от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования с оптико-визуальными средствами прицеливания в течение всего времени нахождения в полете со всех атакоопасных направлений без сопряжения с информационными средствами оптико-визуальной разведки, совместимо с другими бортовыми средствами индивидуальной защиты ЛА и обеспечивает повышение живучести ЛА в условиях применения противником средств поражения различного типа.The inventive device protects the aircraft from the damaging effects of mobile land-based weapon systems with opto-visual aiming devices for the entire time they are in flight from all attack hazardous areas without interfacing with optic-visual reconnaissance information devices, is compatible with other onboard personal protective equipment of the aircraft and provides increased survivability of aircraft in the conditions of the enemy using various types of weapons.

Промышленная применимость заявляемого устройства определяется возможностью ею многократного воспроизведения в процессе производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.The industrial applicability of the claimed device is determined by the possibility of multiple reproduction in the production process using standard equipment, modern materials and technology.

ЛитератураLiterature

1. Изделие AN/ALQ - 157, проспект фирмы LORAS EOS, 1984.1. Product AN / ALQ - 157, prospectus of the company LORAS EOS, 1984.

2. Д.Хьюбел «Глаз, мозг, зрение», М.: Мир, 1990.2. D. Hubel "Eye, brain, vision", M .: Mir, 1990.

3. Н.П.Гвоздева, К.И.Коркина «Теория оптических систем и оптических измерений», М.: Мир, 1990.3. NP Gvozdeva, KI Korkin "Theory of optical systems and optical measurements", M .: Mir, 1990.

4. А.В.Луизов «Инерция зрения», М.: Оборонгиз, 1961.4. A.V. Luizov “Inertia of Vision”, Moscow: Oborongiz, 1961.

5. Зарубежное военное обозрение, 2002, №9.5. Foreign Military Review, 2002, No. 9.

6. X.Кухлинг «Справочник по физике», М.: Мир, 1982.6. X. Kuchling "Handbook of Physics", M .: Mir, 1982.

7. Стандарт ФРГ: DI №5037.7. The standard of Germany: DI No. 5037.

8. Зарубежное военное обозрение, 1995, №8.8. Foreign Military Review, 1995, No. 8.

Claims (2)

1. Устройство активных помех для индивидуальной защиты летательного аппарата от поражающего воздействия мобильных систем вооружения наземного базирования, содержащее в составе установленного на борту летательного аппарата блока формирования некогерентного оптического излучения излучатель модулированного инфракрасного излучения и блок управления, отличающееся тем, что блок формирования некогерентного оптического излучения дополнительно снабжен направленным в нижнюю полусферу зоны защиты летательного аппарата излучателем повторяющихся во времени и постоянных по интенсивности импульсов излучения видимого диапазона в составе излучающего элемента, яркость которого составляет от 0,4·10⁵ до 1,6·10⁵ кд/м², и оптической системы, формирующей индикатрису излучения круговую по азимуту и с углом излучения 176° по углу места, а блок управления выполнен с возможностью генерации излучающим элементом импульсов излучения длительностью 0,05 с фиксированной частотой повторения от 8 до 13 Гц.1. An active interference device for individual protection of an aircraft from the damaging effects of land-based mobile weapon systems, comprising, as part of an incoherent optical radiation generating unit installed on board the aircraft, a modulated infrared radiation emitter and a control unit, characterized in that the incoherent optical radiation generating unit is further equipped with a repeat emitter directed to the lower hemisphere of the aircraft protection zone yayuschihsya time and constant intensity pulses of radiation in the visible range as a part of the radiating element whose brightness is 0.4 × 10 ⁵ to 1.6 × 10 ⁵ cd / m ^2, and an optical system which forms the radiation indicatrix circular azimuth and the radiation angle of 176 ° in elevation, and the control unit is configured to generate radiation pulses of 0.05 duration with a fixed repetition rate of 8 to 13 Hz by the radiating element. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью автоматического сканирования частоты повторения импульсов излучения в диапазоне от 8 до 13 Гц.

2. The device according to claim 1, characterized in that the control unit is configured to automatically scan the repetition frequency of the radiation pulses in the range from 8 to 13 Hz.