Некоторые предварительные результаты натурных испытаний оптико-электронной аппаратуры специального назначения для ультрафиолетового диапазона спектра

Марков А.В.; Рафаилович А.С.; Шлишевский В.Б.; Чиков К.Н.; Гулидов С.С.

УДК 681.785 А.В. Марков

НИЦ-2 4 ЦНИИ MО РФ, Санкт-Петербург А.С. Рафаилович, В.Б. Шлишевский КТИ HM СО РАН, Новосибирск К.Н. Чиков

СПбГУИТMО, Санкт-Петербург С.С. Гулидов

ФГУП «BHЦ «ГОИ им. СИ. Bавилова»», Санкт-Петербург

НЕКОТОРЫЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ДИАПАЗОНА СПЕКТРА

Основной целью выполненного в августе 2005 г. цикла натурных испытаний являлась экспериментальная оценка возможностей применения ряда специально разработанных разнотипных оптико-электронных модулей (ОЭM) для исследования пространственных и спектрально-энергетических характеристик элементов фоноцелевой обстановки (ФЦО) в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне спектра. B соответствии с этим задачами испытаний ставилось:

- Проведение аэросъемки тестовой мишенной обстановки и необходимых синхронных наземных измерений в интересах определения технических характеристик ОЭM в авиационном варианте эксплуатации и оценки соответствия тактико-технических характеристик ОЭM поставленным требованиям;

- Проведение аэросъемки и наземных измерений типовых наземных и морских военных объектов в интересах получения разноспектральной информации, необходимой для оценки возможностей применения ОЭM в задачах исследования характеристик ФЦО в УФ диапазоне спектра.

Для решения поставленных задач использовалась бортовая и наземная аппаратура в следующем составе:

1. Авианоситель - комплексная самолетная лаборатория (КСЛ) «Фотон» (самолет Ан-30) НИЦ-2 4 ЦНИИ MО РФ.

2. Испытуемые оптико-электронные модули УФ диапазона -спектральный модуль ^M) разработки Конструкторско-технологического института прикладной микроэлектроники (КТИ ПИ) СО РАН; телевизионный модуль (TBM) разработки КТИ HM СО РАН; видеоспектральный модуль (BСM) разработки Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, состоящий из телевизионного (TBБ) и видеоспектрального ^СБ) блоков; малогабаритный бортовой спектральный модуль (MБСM) разработки ФГУП к^НЦ «Государственный оптический институт им. СИЗавилова»».

3. Вспомогательная бортовая аппаратура - цифровая цветная фотокамера CANON EOS 1D Mark II; оптико-электронный сканер <^езувий-

ЭК» видимого и инфракрасного диапазонов спектра; видеоспектрометр «Фрегат» видимого диапазона спектра; комплекс навигационных спутниковых приемников; комплекс контроля ориентации самолета в пространстве на базе гировертикали ЦГВ-5, радиовысотомера и доплеровского измерителя скорости и угла сноса.

4. Наземные средства измерений и калибровки - объекты мишенного комплекса (специально созданные калибровочные радиальные миры; элементы подстилающей поверхности с известными геометрическими и/или спектроэнергетическими характеристиками); полевой многоканальный фотометр ПМКФ со спектральным каналом, работающим в диапазоне 290 -380 нм; стандартная метеорологическая и актинометрическая аппаратура (аспирационный психрометр, анемометр, люксметр, актинометр, пиранометр и др.).

В процессе испытаний исследовались следующие объекты ФЦО:

1. Авиационная техника, автомобили аэродромного обслуживания и типовые элементы инфраструктуры аэродрома - фронтовой бомбардировщик

Су-24, в различных режимах функционирования: «холодный» на стоянке и с запущенными двигателями; военно-транспортный самолет Ан-30; многоцелевой вертолет Ми-8; аэродромный передвижной агрегат АПА-80; защищенные железобетонные капониры; аэродромные покрытия: взлетнопосадочная полоса, рулежные дорожки, стоянки; характерные фоны в районе аэродрома (поле, лес).

2. Военно-морская техника и элементы инфраструктуры военноморской базы - дизельная подводная лодка; большие учебные корабли; сторожевые корабли; транспортные и вспомогательные суда; гидротехнические сооружения: молы, причалы, доки; морская поверхность.

3. Бронетанковая техника - танки Т-80 в различных режимах функционирования (стоянка, пробег, прогрев); многоцелевые тягачи МТ-ЛБВ в различных режимах функционирования, в том числе, укрытые маскировочными сетями.

Анализ результатов, полученных в ходе летных и наземных испытаний ОЭМ, позволяет сделать следующие предварительные выводы (окончательное заключение будет сформулировано после полной обработки экспериментальных материалов и дополнительного тестирования аппаратуры в лабораторных условиях):

1. Установлена работоспособность всех испытывавшихся ОЭМ в наземных условиях эксплуатации.

2. В условиях полета:

- Модули СМ и ТВМ функционировали без замечаний;

- Блок ТВБ формировал малоконтрастные зашумленные изображения с рядом темных пятен по полю, природа возникновения которых связана, по предварительным оценкам, с осыпанием фотокатода приемника излучения;

- Блок ВСБ не обеспечил регистрации полезных сигналов (превышающих шумы) либо по причине низкой чувствительности приемника излучения, либо из-за возможных технических неисправностей (периодически проявлявшихся сбоев синхронизации, нарушений контактов в электронной части прибора);

- Модуль МБСМ функционировал с многочисленными отказами, связанными с недоработанностью системы регистрации и программного обеспечения.

3. В целом, практически подтверждена возможность использования испытывавшихся экспериментальных образцов ОЭМ в задачах исследования пространственных и спектрально-энергетических характеристик элементов ФЦО в УФ диапазоне спектра. При этом ТВМ уже в реализованном варианте обеспечивает на высотах до 1 500 м получение изображений с качеством, достаточным для их распознавания до типа объектов военной техники, в том числе, малоразмерных и малоконтрастных.

4. Результаты обработки экспериментальных материалов свидетельствуют, что такие технические характеристики ОЭМ, как пространственное разрешение, поле зрения, время записи спектра, соответствуют поставленным требованиям. В то же время, анализ чувствительности приборов показывает ее недостаточный уровень для ТВБ и ВСБ, использующих приемник УПЗС-023 разработки ЦНИИ «Электрон».

5. Получен уникальный набор экспериментальных изображений и спектральных характеристик объектов военной техники в УФ диапазоне спектра, которые были занесены в базы данных по характеристикам ФЦО, разрабатываемые в НИЦ-2 4 ЦНИИ МО РФ в интересах информационного обеспечения перспективных систем наблюдения и наведения.

6. В качестве рекомендаций по направлениям дальнейшего развития оптико-электронной аппаратуры УФ диапазона спектра и применения ее для исследования характеристик ФЦО предлагается:

- Продолжить работы по получению новых экспериментальных данных с целью выявления направлений оптимизации параметров перспективных УФ систем и определения фоноцелевых сцен и условий наблюдения, для которых они являются более эффективными по сравнению со средствами наблюдения, работающими в других спектральных диапазонах;

- Предусмотреть проведение цикла экспериментальных работ по исследованию характеристик ФЦО с задействованием ОЭМ, подтвердивших свои высокие информационные возможности в ходе испытаний, а именно -модуля ТВМ в авиационном варианте применения (например, в составе специального оборудования КСЛ «Фотон», регулярно привлекаемой к работам по исследованию характеристик ФЦО в интересах Минобороны РФ), предусмотрев увеличение поля обзора (как минимум, до 30°), а также калибровку регистрируемых изображений по встроенному эталону, и модуля СМ в наземном варианте применения или в варианте установки на

низкоскоростной авианоситель (вертолет), предусмотрев конструктивные решения, облегчающие наведение (прицеливание) прибора на исследуемый объект;

- Исходя из потенциально наибольшей информативности гиперспектральной видовой информации выполнить доработку модуля ВСМ за счет установки в нем приемника излучения нового поколения (например, разработки КТИ ПМ СО РАН, аналогичного использовавшемуся в модуле ТВМ).