Лазернi системи ПРО й ПКО
Як повiдомляє печатка, за рубежем розробляється рядстацiонарних лазерних локаторiв. Цi локатори призначенi для
спостереження за ракетами на початковому етапi польоту, а також для
спостереження за лiтаками й супутниками. Велике значення надається
лазерному локатору, включеному в систему ПРО й ПКО. По проектi
американськоï системи саме оптичний локатор забезпечує видачу
точних координат головноï частини або супутника в систему
лазерноï поразки мети. Локатор типу “ОПДАР” призначений
для спостереження за ракетами на активнiй дiлянцi ïхнього польоту.
Тактичнi вимоги визначають незначну дальнiсть дiï локатора, тому на
ньому встановлений газовий лазер, що працює на гелiй-неоновiй
сумiшi, що випромiнює електромагнiтну енергiю на хвилi 0.6328мкм
при вхiднiй потужностi всього 0.01Вт. Лазер працює в безперервному
режимi, але його випромiнювання модулюється iз частотою 100Мгц.
Передавальна оптична система зiбрана з оптичних елементiв за схемою
Кассагрена, що забезпечує дуже незначну ширину расходимости
лучачи. Локатор монтується на пiдставi, щодо якого вiн може за
допомогою системи, що стежить, установлюватися в потрiбному напрямку з
високою точнiстю. Ця система, що стежить, управляється сигналами,
якi надходять через пристрiй, що кодує. Розряднiсть коду становить
21 одиницю двiйковоï iнформацiï, що дозволяє
встановлювати локатор у потрiбному напрямку з точнiстю бiля
однiєï кутовоï секунди
Прийомна оптична система має дiаметр вхiдноï лiнзи 300мм. У
нiй установлений iнтерференцiйний фiльтр, призначений для придушення
фонових перешкод, а також пристрiй, що забезпечує фазове
детектирование вiдбитою ракетою сигналiв. У зв'язку з тим, що локатор
працює по своïх об'єктах, то з метою збiльшення
вiдбивноï здатностi ракети на неï встановлюється
дзеркальний уголковий вiдбивач, що являє собою систему з п'яти
рефлекторiв, що забезпечують розподiл упалоï на них свiтловоï
енергiï таким чином, що основнi ïï частини йде убiк
лазерного локатора. Це пiдвищує ефективнiсть здатностi, що
вiдбиває, ракети в тисячi раз
Локатор має три пристроï спостереження по кутах: точний i
грубий датчики по кутах i ще iнфрачервону систему, що стежить. Технiчнi
данi першого датчика визначаються в основному оптичними характеристиками
приймально-передавальноï системи. А тому що дiаметр вхiдноï
оптичноï системи дорiвнює 300мм i фокусна вiдстань
дорiвнює 2000м, те це забезпечує кутову розв'язну здатнiсть
80 кутових секунд. Сканирующее пристрiй має смугу пропущення
100Гц. Другий датчик має оптичну систему з дiаметром 150мм i менша
фокусна вiдстань. Це дає розв'язну здатнiсть по кутi всього 200
кутових секунд, тобто забезпечує меншу точнiсть, чим перший. Як
приймачi випромiнювання обидва канали оснащенi фотоумножителями, тобто
найбiльш чутливими елементами з наявних
Перед приймачем випромiнювання розташовується iнтерференцiйний
фiльтр зi смугою пропущення всього в 1.5 ангстрема. Це рiзко
знижує частку прихожого випромiнювання вiд тла. Смуга пропущення
погоджена з довжиною хвилi випромiнювання лазера, чим
забезпечується проходження на приймач тiльки свого лазерного
випромiнювання
Локатор дозволяє працювати в межах вiд 30 до 30000м. Гранична
висота польоту ракети 18000м. Повiдомляється, що цей локатор
звичайно розташовується вiд ракети на вiдстанi близько 1000м i на
лiнiï, що становить iз площиною польоту ракети 45 градусiв. Вимiр
параметрiв руху ракети з такою високою точнiстю на активнiй дiлянцi
польоту дає можливiсть точно розрахувати крапку ïï
падiння
Локатор для спостереження. Розглянемо локатор створений за замовленням
НАСА й призначений для спостереження за супутниками. Вiн призначався для
спостереження за власними супутниками й працював разом з радiолокатором,
що видавав координати супутника з низькою точнiстю. Цi координати
використовувалися для попереднього наведення лазерного локатора, що
видавав координати з високою точнiстю. Метою експерименту було
визначення того, наскiльки вiдхиляється щира траєкторiя
супутника вiд розрахунковоï, — щоб довiдатися розподiл поля
тяжiння Землi по всiй ïï сферi. Для цього на полярну орбiту
був запущений супутник “експлорер-22″.
Його орбiта була розрахована з високою точнiстю, але в якостi вихiднихданих вклали iнформацiю, що поле тяжiння визначається формою
Землi, тобто використовували спрощену модель. Якщо ж тепер у процесi
польоту супутника спостерiгалося зменшення висоти його щодо
розрахунковоï траєкторiï, то очевидно, що на цiй дiлянцi
є аномалiï в поле тяжiння
По супутнику “експлорер-22″ була, за повiдомленням НАСА,
проведена серiя експериментiв i частина цих даних була опублiкована. В
одному з повiдомлень говориться, що на вiдстанi 960 км. помилка в
дальностi становила 3м. Мiнiмальний кут, зчитувальний з кодируемого
пристрою, був дорiвнює всього п'яти кутовим секундам Цiкаво, що в
цей час з'явилося повiдомлення, що американцiв випередили в ïхнiй
роботi французькi iнженери й ученi. Спiвробiтники лабораторiï Сан-
Мiшель де Прованс провели серiю експериментiв за спостереженням за тим
же супутником, використовуючи лазерний локатор свого виробництва
1.3 БОРТОВI ЛАЗЕРНI СИСТЕМИ
Закордонна печатка повiдомляє, що у вiйськовiй авiацiï
краïн США й НАТО стали широко використовуватися лазернi далекомiри
й висотомiри, вони дають високу точнiсть вимiру дальностi або висоти,
мають невеликi габарити й легко вбудовуються в систему керування вогнем.
Крiм цих завдань на лазернi системи зараз покладений ряд iнших завдань.
До них ставляться наведення й цiлевказiвка. Лазернi системи наведення й
цiлевказiвки використовуються у вертольотах, лiтаках i безпiлотних
лiтальних апаратах. Ïх роздiляють на напiвактивнi й активнi.
Принцип побудови напiвактивноï системи наступний: цiль
опромiнюється випромiнюванням лазера або безупинно або импульсно,
але так, що б виключити втрату мети лазерноï системи самонаведення,
для чого пiдбирається вiдповiдна частота посилок. Висвiтлення мети
виробляється або з наземного, або з повiтряного спостережного
пункту; вiдбите вiд мети випромiнювання лазера сприймається
голiвкою самонаведення, установленоï на ракетi або бомбi, що
визначає помилку в неузгодженостi положення оптичноï осi
голiвки iз траєкторiєю польоту. Цi данi вводяться в систему
керування, що i забезпечує точне наведення ракети або бомби на
освiтлювану лазером цiлься
Лазернi системи охоплюють наступнi види боєприпасiв: бомби, ракети
класу ” повiтря-земля”, морськi торпеди. Бойове застосування
лазерних систем самонаведення визначається типом системи,
характером мети й умовами бойових дiй. Наприклад, для керованих бомб
целеуказатель i бомба з голiвкою самонаведення можуть перебувати на
одному носiï
Для боротьби з тактичними наземними цiлями в закордонних лазерних
системах цiлевказiвка може бути вироблятися з вертольотiв або за
допомогою наземних переносних целеуказателей, а поразка виконуватися з
вертольотiв або лiтакiв. Але вiдзначається й складнiсть
використання целеуказателей з повiтряних носiïв. Для цього потрiбна
доконана система стабiлiзацiï для втримання лазерноï плями на
метi
2.4 ЛАЗЕРНI СИСТЕМИ РОЗВIДКИ
Для розвiдки з повiтряних у закордонних армiях використовуються всiлякi
засоби: фотографiчнi, телевiзiйнi, iнфрачервонi, радiотехнiчнi й iн.
Повiдомляється, що найбiльшу ємнiсть корисноï
iнформацiï дають засобу фоторозвiдки. Але ïм властивi такi
недолiки, як неможливiсть ведення потайливоï розвiдки в нiчних
умовах, а також тривалi строки обробки передачi й надання матерiалiв, що
несуть iнформацiю. Передавати оперативно iнформацiю дозволяють
телевiзiйнi системи, але вони не дозволяють працювати вночi й у складнi
метеоусловиях.
Радiосистеми дозволяють працювати вночi й у поганих метеоусловиях, але
вони мають вiдносно невисоку розв'язну здатнiсть
Принцип дiï лазерноï системи повiтряноï розвiдки
полягає в наступному. Випромiнювання з бортового носiя
опромiнює разведуемий дiлянка мiсцевостi й розташованi на ньому
об'єкти по-рiзному вiдбивають упале на нього випромiнювання. Можна
помiтити, що той самий об'єкт, залежно вiд того, на якому тлi вiн
розташований має рiзний коефiцiєнт яскравостi, отже, вiн
має демаскуючi ознаки. Його легко видiлити на навколишнiм тлi.
Вiдбитий поверхнею, що пiдстилає, i об'єктами, на нiй
розташованими, лазерне випромiнювання збирається прийомною
оптичною системою й направляється на чутливий елемент. Приймач
перетворить вiдбите вiд поверхнi випромiнювання й електричний сигнал, що
буде промодулирован по амплiтудi залежно вiд розподiлу яскравостi
Оскiльки в лазерних системах розвiдки реалiзується, як правило,
строчнокадровая розгорнення, те така система близька до телевiзiйного.
Узконаправленний промiнь лазера розгортається перпендикулярно
напрямку польоту лiтака
Одночасно iз цим сканує й дiаграма спрямованостi прийомноï
системи. Це забезпечує формування рядка зображення. Розгорнення по
кадрi забезпечується рухом лiтака. Зображення
реєструється або на фотоплiвку, або може вироблятися на
екранi електронно-променевоï трубки
1.5 ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ IНДИКАТОРИ НА ЛОБОВОМУ СКЛI
Для використання в прицiльно-навiгацiйнiй системi нiчного бачення,
призначеноï для винищувача F-16 i штурмовика A-10 був розроблений
голографический iндикатор на лобовому склi. У зв'язку з тим, що габарити
кабiни лiтакiв невеликi, то з тим, що б одержати велике миттєве
поле зору iндикатора розроблювачами було вирiшено розмiстити
коллимирующий елемент пiд приладовою дошкою. Оптична система
включає три роздiльних елементи, кожний з яких має
властивостi дифракцiйних оптичних систем: центральний вигнутий елемент
виконує функцiï коллиматора, два iнших елементи служать для
змiни положення променiв. Розроблено метод вiдображення на одному екранi
об'єднаноï iнформацiï: у формi растра й у штриховiй
формi, що досягається завдяки використанню зворотного ходу лучачи
при формуваннi растра з iнтервалом часу 1.3мс, у плинi якого на Тв-
Екранi вiдтворюється iнформацiя в буквено-цифровiй формi й у
виглядi графiчних даних, формованих штриховим способом. Для екрана Тв-
Трубки iндикатора використовується узкополосний люмiнофор, завдяки
чому забезпечується гарна селективность голографической системи
при вiдтвореннi зображень i пропущення свiтла без рожевого вiдтiнку вiд
зовнiшньоï обстановки. У процесi цiєï роботи
вирiшувалася проблема приведення спостережуваного зображення у
вiдповiднiсть iз зображенням на iндикаторi при польотах на малих висотах
у нiчний час (система нiчного бачення давала трохи збiльшене зображення)
, яким льотчик не мiг користуватися, оскiльки при цьому трохи
спотворювалася картина, яку можна б було одержати при вiзуальному
оглядi. Дослiдження показали, що в цих випадках льотчик втрачає
впевненiсть, прагне летiти з меншою швидкiстю й на великiй висотi.
Необхiдно було створити систему, що забезпечує одержання дiйсного
зображення досить великого розмiру, щоб льотчик мiг пiлотувати лiтак
вiзуально вночi й у складних метеоусловиях, лише зрiдка звiряючись iз
приладами. Для цього треба було широке поле iндикатора, при якому
розширюються можливостi льотчика по пiлотуванню лiтака, виявленню цiлей
осторонь вiд маршруту й виробництву протизенiтного маршруту й маневру
атаки цiлей. Для забезпечення цих маневрiв необхiдно велике поле зору по
кутi мiсця й азимуту. Зi збiльшенням кута крену лiтака льотчик повинен
мати широке поле зору у вертикалi. Установка коллимирующего елемента
якнайвище й ближче до очей льотчика була досягнута за рахунок
застосування голографических елементiв як дзеркала для змiни напрямку
пучка променiв. Це хоча й ускладнило конструкцiю, однак дало можливiсть
використовувати простi й дешевi голографические елементи з високою
вiддачею У США розробляється голографический координатор для
розпiзнавання й супроводу цiлей. Основним призначенням такого
коррелятора є вироблення й контроль сигналiв керування наведення
ракети на середнiй i заключнiй дiлянках траєкторiï польоту.
Це досягається шляхом миттєвого порiвняння зображень
земноï поверхнi, що перебуває в поле зору системи в нижнiй i
переднiй пiвсферi, iз зображенням рiзних дiлянок земноï поверхнi по
заданiй траєкторiï, збереженим у запам'ятовувальному
пристроï системи. У такий спосiб забезпечується можливiсть
безперервного визначення мiсцезнаходження ракети на
траєкторiï з використанням близько лежачих дiлянок поверхнi,
що дозволяє проводити корекцiю курсу в умовах часткового
затемнення мiсцевостi хмарами. Висока точнiсть на заключному етапi
польоту досягається за допомогою сигналiв корекцiï iз
частотою менше 1 Гц. Для системи керування ракетою не потрiбно
инерциальная система координат i координати точного положення мети
Як повiдомляється, вихiднi данi для даноï системи повиннi
забезпечуватися преварительной аеро- або космiчною розвiдкою й
складатися iз серiï послiдовних кадрiв, що представляють собою Фур'є-
Спектр зображення або панорамних фотографiй мiсцевостi, як це робиться
при використаннi iснуючого майданного коррелятора мiсцевостi.
Застосування цiєï схеми, як затверджують фахiвцi, дозволить
робити пуски ракет з носiя, що перебуває поза зоною ПВО
супротивника, з будь-якоï висоти й крапки траєкторiï,
при будь-якому ракурсi, забезпечить високу завадостiйкiсть, наведення
керованоï зброï пiсля пуску по заздалегiдь обраним i добре
замаскованим стацiонарним цiлям. Зразок апаратури мiстить у собi вхiдний
об'єктив, пристрiй перетворення поточного зображення, що
працює в реальному масштабi часу, голографической лiнзовоï
матрицi, погодженоï з голографическим запам'ятовувальним
пристроєм, лазера, вхiдного фотодетектора й електронних блокiв.
Особливiстю даноï схеми є використання лiнзовоï матрицi
з 100 елементiв, що мають формат 10×10.
Кожна елементарна лiнза забезпечує огляд всiєï
вхiдноï апаратури й, отже, усього сигналу вiд вступника на вхiд
зображення мiсцевостi або мети. На заданiй фокальнiй площинi утвориться
вiдповiдно 100 Фур'є спектрiв цього вхiдного сигналу. Таким чином,
миттєвий вхiдний сигнал адресується одночасно до 100 позицiй
пам'ятi. У вiдповiдностi в лiнзовiй матрицi виготовляється
голографическая пам'ять великоï ємностi з використанням
погоджених фiльтрiв i облiком необхiдних умов застосування.
Повiдомляється, що на етапi випробування системи був виявлений ряд
ïï важливих характеристик
2. Висока обнаружительная здатнiсть як при низкою, так i при високiй
контрастностi зображення, здатнiсть правильно пiзнати вхiдну
iнформацiю, якщо навiть є тiльки частина ïï.
3. Можливiсть плавного автоматичного переходу сигналiв супроводу при
змiнi одного зображення мiсцевостi iншим, що втримується в
запам'ятовувальному пристроï
4. Можливiсть розширення зони пуску ракети шляхом запам'ятовування трохи
близько розташованих дiлянок мiсцевостi, з яких кожна має
вiдповiдну орiєнтацiю на мету. У процесi польоту ракета може
швидко переведена на задану траєкторiю, що залежить вiд
динамiки ракети
