книги / Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах

Модулирующий диск устройства включает в себя четное число затворных лопаток (2), имеющих форму секторов, радиально монтируемых на неподвижной цен­ тральной направляющей (5), связанной кинематически (например, через редуктор, что на рис. 3.3 не показано) с приводом (I). Затворные лопатки, развернутые отно­ сительно друг друга на 180°, попарно жестко прикрепле­ ны к своим валам, (4), перпендикулярным продольной оси направляющей. Валы образуют радиальный ряд,, подобный спицам колеса, и закреплены в цапфах (5) на несущей неподвижной круговой подшипниковой опо­ ре (6), концентричной с осью направляющей. Ось каж­

дачу (7), которая синхронно вращает затворные лопат­ ки от общего привода, имеющего возможность изменять скорость вращения.

В процессе вращения затворы, прилегающие друг к другу, будут вращаться в противоположных направ­ лениях. Допустим, что источник излучает энергию в на­ правлении устройства модуляции. При одном полном обороте каждой затворной лопатки источник излучения поочередно нагревает каждую из ее сторон, причем цик­ лы регулярно повторяются в соответствии с частотой вращения. Излучение не пропускается при положении, показанном на рис. 3.3, и пропускается практически полностью, - когда затворные лопатки поворачиваются в положение, при котором их поверхности параллельны пучку лучей, идущих от источника.

61-

Так как стороны затворов нагреваются поочередно,

.за время их поворота на 180° возможно поочередное •охлаждение каждой стороны, что позволяет использо­ вать устройство для модуляции сигнала большой мощ­ ности.

В [70] дана конструкция источника модулированной помехи, в которой отсутствует специальное модулирую­ щее устройство. Источник излучения (рис. 3.4) пред­ ставляет собой головку (/) поршневого двигателя внут­ реннего сгорания, имеющего по крайней мере один ци­

линдр (2) с поршнем (5),

териала, имеющего высокий коэффициент пропускания в требуемой области оптиче­ ского спектра излучения (предлагается сапфир, имею­ щий высокий коэффициент пропускания в диапазоне 3 ... 5 мкм). Около окна может быть установлен отра­ жатель, обеспечивающий требуемую диаграмму излуче­ ния (на рис. 3.4 он не показан).

Сгорание газовой смеси в двигателе сопровождается излучением, аналогичным излучению черного тела с •температурой 2700 К, обладающего высокой излуча­ тельной способностью в диапазоне 1...5 мкм, и содержа­ щим селективные составляющие излучения в полосах поглощения СОг, Н20. В процессе всасывания новой порции газовой смеси поршень и стенки цилиндра охлаждаются до температуры 423 К, за счет чего и осу­ ществляется модуляция излучения.

Образующиеся в результате излучения импульсные сигналы могут изменяться по частоте, форме и скваж­ ности. Для изменения формы импульсов излучения ре­ гулируют время поджига смеси искрой от свечи; часто­

*62

та изменяется открытием и закрытием дросселя; скваж­ ность определяется числом цилиндров двигателя. Могуг быть использованы дизельные вращающиеся двигатели и двигатели с различным числом цилиндров. К двига­ телю необходимо прикладывать нагрузку, без которой всасывающее устройство уменьшает тягу, что создает внутри цилиндра температуру и давление, меньшие, чем требуется для оптимальной работы.

3.3. ЛОЖНЫЕ (ИСКУССТВЕННЫЕ) ОПТИЧЕСКИЕ ЦЕЛИ

Предположим, что в угловом поле ОЭП имеется неодин, а несколько объектов, характеризуемых конечным числом параметров (габариты, сила излучения, яркость,, спектр излучения, пространственные координаты и др.)>. причем по большинству параметров эти объекты иден­ тичны. В этом случае ОЭП, как правило, выбирает для последующего контроля объект, создающий больший: поток излучения [56, 116].

Естественно, что если рядом с защищаемым объек­ том поместить дополнительный (ложный) источник с большим, чем у объекта, потоком излучения, то ОЭП начнет следить за этим ложным источником. На выходе ОЭП будет иметь место искажение полезного сигнала*, (сигнала от защищаемого объекта), а в ряде случаев* сигнал на выходе ОЭП будет создаваться только излу­ чением ложного источника.

Зарубежные специалисты предлагают следующую* организацию воздействия на ОЭП ложной тепловой, цели (ЛТЦ) для случая системы самолет — ракета при наведении ракеты противника с помощью оптической (тепловой) головки самонаведения [54].

При обнаружении факта атаки самолета ракетой с оптической головкой самонаведения пилот включает устройство, обеспечивающее выбрасывание (выстрели­ вание) ЛТЦ, которая в момент выстреливания или сра­ зу после выстреливания возгорается. Соотношение меж­ ду скоростью возгорания и скоростью перемещения ЛТЦ относительно защищаемого самолета выбирается таким, чтобы после полного возгорания ЛТЦ самолет и ЛТЦ находились на расстоянии, меньшем разрешения оптической головки самонаведения или в некоторых слу­ чаях ее ужового поля. При дальнейшем полете самоле­ та оптичес *ая головка самонаведения может перейти

63*

в режим слежения за ЛТЦ, которая непрерывно уда­ ляется от самолета.

При выстреливании ЛТЦ для защиты объекта мож­ но выделить следующие этапы:

—определение факта обнаружения или автосопро­ вождения объекта ОЭП;

—выбрасывание (или выстреливание) помехи;

—возгорание помехи;

—перемещение помехи относительно объекта.

Из изложенного следует, что для эффективного воз­ действия ЛТЦ на ОЭП противниика необходимо выпол­ нение условия

главные функциональные задачи, поэтому выполняется неравенство

Для выполнения условия (3.1) при наличии неравенст­ ва (3.2) необходимо, чтобы М лтц'> Моб, а последнее для тепловых излучателей может быть достигнуто толь­

Голицына— Вина максимум излучения ЛТЦ должен на­ ходиться в более коротковолновой области, чем макси­ мум излучения защищаемого объекта. При этом в об­ ласти коротких волн Излучение ЛТЦ значительно боль­ ше излучения объекта.

Часто защищаемые объекты несимметричны и имеют вытянутую форму, что приводит к изменению их види­ мой площади в зависимости от ракурса визирования, а ЛТЦ в силу малости габаритов после возгорания можно представить в виде шара,- т. ё. площадь ЛТЦ, визируе­ мая ОЭП, не изменяется в зависимости от ракурса. От­ сюда следует, что различие между сигналами объекта и ЛТЦ должно меняться в зависимости от ракурса ви-

64

(6), обеспечивающий натяжение троса. В хвостовой ча­ сти самолета имеется распылительная головка (7), с помощью которой над ложной целью образуется искус­ ственное облако (5), обеспечивающее ин-^енсивное от­ ражение излучения ложной цели.

В работе [63] предложена конструкция комбиниро­ ванного электрохимического источника излучения для

ния. Спектральное распределение излучения такого ис­ кусственного источника приведено на рис. 3.6.

Химический блок источника состоит из баллона с воздухом, баллона с пропаном и горелки, соединенной с баллонами с помощью регуляторов, клапанов и рас­ ходомеров. Электрический блок состоит из карбидокрем­ ниевого резистора и подсоединенного к нему источника электрического питания. Карбидокремниевый резистор находится в пламени горелки химического блока.

На рис. 3.7 в качестве примера показан искусствен­ ный источник излучения многоразового применения на

честве окислителя может быть применен сжатый кисло­ род. В процессе работы через периферийные каналы

(3)отсека окислителя протекает окислитель, боковая

поверхность каналов является поверхностью горения, В днище отсека окислителя, где начинаются периферий­ ные каналы, имеются регулирующие клапаны (4), обес­

66

печивающие регулировку интенсивности горения топли­ ва (5). У выхода камеры сгорания установлен отража­ тель (5), который с помощью стержня (6), проходяще­ го через центральный канал (7), крепится к днищу от­ сека окислителя. Отражатель, выполненный из поли­ метилметакрилата или аналогичного материала с до­ бавками алюминия, магния, кремния, полиэтилена, те­ флона, полистирола, камфоры и других веществ, увели­ чивает излучательную способность источника, а его форма обеспечивает фокусировку излучения.

Рис. 3.7. Источник излучения на твердом топливе

На рис. 3.8 показано устройство высокотемператур­ ного стабильного источника излучения на основе экзо­ термического химического заряда [64]. В реакции уча­ ствуют железо, никель и окись кобальта с магнием. Компоненты (/) в виде смешанного и спрессованного под высоким давлением порошка помещаются в корпус (2), выполненный из графита. Толщина стенки корпуса существенно влияет на эффективность излучения поме­ хи, которая уменьшается из-за образующихся в стенке прогаров и утечки газов. Толщина стенки влияет также на излучающую способность и скорость нарастания тем­ пературы. Для зажигания заряда требуется высокая температура в течение нескольких секунд. Для этого

вустройстве имеется запал (5), к которому от разъема

(4)подводятся провода, уложенные в трубке (5).

67

Известны помехи, создаваемые при поджигании пиротехнических составов и воспламеняемого заряда — желеобразного горючего. В качестве источников помех могут использоваться устройства ударного действия и. с электрическим инициированием [116].

ЛТЦ может состоять из облака диполей и металли­ зированных лент [42, 83, 116]. Известна конструкция пиропатрона [72], обеспечивающего одновременное об­ разование облака дипольных отражателей и источника

Рис. 3 .8 . Высокотемпературный источник излучения на основе экзо­ термического химического заряда

инфракрасного излучения; такой патрон имеет набордипольных отражателей и набор инфракрасных излуча­ телей из гранул углекислого натрия или калия. Предла­ гают запуск патронов осуществлять с помощыо временного устройства противодействия путем одиноч­ ного либо одновременного массированного запуска иа всех пусковых установок. В вершине траектории или на заданной высоте каждый снаряд разделяется для обра­ зования дипольного отражающего облака и источника инфракрасного излучения [72].

3.4. ЛАЗЕРНЫЕ ПОМЕХИ

По механизму воздействия лазерные помехи работе ОЭП и оптических приборов зарубежные специалисты разделяют на поражающие (термические), засветочные и модулированные (имитирующие и маскирующие) [110. 114, 116].

68

Поражающие помехи производят разрушение одного или нескольких элементов приемной системы (оптичес­ кой системы, фильтра, модулятора, приемника излуче­ ния и т. д.) лучом лазера; засветочные помехи создают «перегрузки» в работе электронного тракта ОЭП.

При организации поражающей лазерной помехи в зону, где предполагается присутствие ОЭП противника, направляется излучение лазера и осуществляется по­ иск и определение координат ОЭП, после чего формиру­ ется лазерное излучение для поражающего воздействия. Излучение лазера на входе ОЭП может концентриро­ ваться оптической системой в фокальной плоскости объ­ ектива, в результате на приемнике создается поток из­ лучения высокой плотности, который и разрушает эле­ менты прибора [99, 104, 148, 150]. В табл. 3.3 приведены пороговые значения плотности лазерного излучения (об­ лученности) для длины волны 1,06 мкм, разрушающие передние £пер и задние £ 3 поверхности оптических дета­ лей [150].

Т а б л и ц а 3.3

Так, для самолета F-4 предназначалась система оп­ тического противодействия [ 116]» в которую входит де­ тектор вспышек (выстрелов), предупреждающий эки­ паж о зенитном огне и указывающий квадрант, откуда ведется стрельба. Лазер, установленный на платформе в кардановом подвесе, облучает цель для определения дальности. Другой лазер, размещенный на той же плат­ форме, вырабатывает мощные импульсы с длиной вол­ ны 0,532 мкм, приходящейся на середину видимого спек­ тра, к которой человеческий глаз особенно чувствите­ лен. Эти импульсы должны ослеплять оператора [149].

В зарубежных приемных системах при формировании рабочего диапазона оптических фильтров и просветле­ ния оптических деталей широко применяют многослой­ ные интерференционные покрытия, которые также

69

разрушаются при воздействии лазерного излучения, превышающего определенное пороговое значение. В табл. 3.4 сведены результаты исследований интерфе­ ренционных покрытий при воздействии лазерного излу­ чения на длине волны 1,06 мкм с энергией в импульсе

терференционное покрытие наносилось на каждой сто­ роне подложки. Фильтры облучались лучом лазера, па­ давшим на них под углом 17°. Сечение луча на перед­

Ма т е р и а л и н т е р ф е р е н ц и о н н о г о

по к р ы т и я

В связи с бурным развитием лазерной техники во­ просу разрушения оптических материалов под действи­ ем излучения за рубежом уделяется внимание [99, 104, 136, 148]. Особо следует отметить работу [136], в ко­ торой приведены данные по исследованию влияния ла­ зерного излучения на диэлектрические, органические и металлические поверхности и диэлектрические пленки.

Лазерные помехи в виде модулированного лазерного излучения по своему характеру аналогичны радиолока­ ционным [19, 104, 116]. При организации помех снача­ ла осуществляется анализ параметров ОЭП противни­ ка (например, несущих информацию о его пространст­ венных координатах), затем в направлении ОЭП посы­ лаются ложные сигналы для противодействия ОЭП.

За рубежом считают, что воздействию помех под­ вержены лазерные дальномеры [104]. Если в дальномере для защиты от помех’ вызванных отражением от облаков, используется логическая схема измерения дальности по последнему отраженному импульсу, то специальный от­

70