CC BY
161О повышении эффективности скрытия наземных бронеобъектов в инфракрасном диапазоне
Подполковник Н.Н. ШАМШИН
АННОТАЦИЯ
Анализируется эффективность существующих и перспективных средств снижения заметности (ССЗ) наземных бронированных объектов (БО). Предлагаются новые способы и средства, позволяющие обеспечить их надежное скрытие от инфракрасных (ИК) оптико-электронных средств (ОЭС) разведки и наведения высокоточного оружия (ВТО) потенциального противника, установленных на беспилотных летательных аппаратах (Б Л А).
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Снижение заметности, имитация, оптико-электронные средства, инфракрасный диапазон.
ABSTRACT
The paper analyzes the efficiency of existing and prospective means of reducing visibility (VRM) for ground-based armored objects (AO). It proposes new methods and means helping ensure their secure concealment from the potential enemy's infrared (IR) opto-electronic means (OEM) of reconnaissance and aiming of precision-guided weapons (PGW) mounted on unmanned flying vehicles.
KEYWORDS
Reduction of noticeability, imitation, op-to-electronic means, infrared range.
В СОВРЕМЕННЫХ условиях особую актуальность приобретает задача скрытия наземных БО от видовой оптико-электронной разведки и средств наведения ВТО потенциального противника, установленных на БЛА. Отечественные военные аналитики отмечают, что количество поступающих на вооружение армий ведущих стран мира современных ОЭС, функционирующих в ИК диапазоне длин волн и предназначенных для ведения разведки, наблюдения и целеуказания, ежегодно увеличивается в среднем на 7 %. При этом их массогабаритные параметры и показатели электропотребления за последние несколько лет существенно снизились, а разрешающая способность возросла в среднем на 25—30 %. Данная динамика по всей видимости сохранится и к 2025 году приведет, на наш взгляд, к улучшению данных характеристик еще примерно на 10—15 %.
Как показывает опыт военных операций, проведенных НАТО против Югославии (1999) и на Ближнем Восто-
ке, на сегодняшний день современные разведывательные ИК ОЭС, установленные на БЛА, позволяют оперативно
обнаруживать наземные БО широкой номенклатуры, выполнять их описательную классификацию (65—70 %) и выявлять детальные признаки около трети из них. В качестве перспективного ИК ОЭС можно привести многоспектральный комплекс аппаратуры Raytheon AN/DAS- 2, устанавливаемый
Сравнительный анализ современного состояния и возможностей отечественных комплексов противовоздушной обороны (ПВО) и разведывательно-ударных БЛА потенциального противника как остроконфликтных систем позволяет утверждать, что даже при высокой эффективности первых защита прикрываемых наземных БО обеспечивается с вероятностью не выше 0,6.
Оценивая результативность применения БЛА в военных конфликтах последних десятилетий, военные специалисты отмечают, что процент обнаруженных целей разведывательной оптико-визуальной и ИК аппаратурой в дневное и ночное время примерно идентичен. В связи с этим очевидно, что проблемные вопросы надежного скрытия наземных БО от разведывательных ОЭС ИК диапазона, размещенных на БЛА, требуют незамедлительного решения.
Необходимо отметить, что важные шаги в этом направлении пред-
на разведывательно-ударные БЛА типа МС)-1 «Предатор» и МС?-9 «Ри-пер» ВС США (рис. 1). Он с высокой эффективностью применялся в качестве основного разведывательного средства в локальных военных конфликтах на территории Ирака, Афганистана и других стран1.
принимаются. Так, начальник Генерального штаба Вооруженных Сил РФ — первый заместитель Министра обороны РФ утвердил Концепцию развития системы маскировки ВС РФ до 2025 года, в которой определены основные меры противодействия разведывательно-ударным средствам и повышения скрытности войск и техники.
Решать указанные проблемные вопросы предполагается, в частности, путем применения придаваемых подразделениям Сухопутных войск современных средств скрытия и тепловой имитации БО, обеспечивающих дезинформацию разведывательных ОЭС ИК диапазона противника. Данные средства должны гарантировать успешное выполнение двух основных задач. Первая — сделать скрываемые объекты невидимыми на поле боя (скрытие), а также сформировать ложные пространственные и геометрические признаки, подобные реально существующему БО (имита-
М(}-1 «Предатор» М(}-9 «Рипер»
Рис. 1. Современные БЛА ВС США, на которые устанавливаются перспективные разведывательные ОЭС ИК диапазона
ция). Вторая задача, тесно связанная с первой, — вынудить авиационные средства разведки и наведения ВТО противника увеличить время на разведку (доразведку) целей и, следовательно, продолжительность нахождения в зоне ПВО, что значительно повысит их уязвимость. Создание и применение подобных средств скрытия и имитации позволит существенно снизить эффективность применения противником разведывательно-ударных средств воздушного базирования и в конечном итоге сорвать или затруднить выполнение задач разведки и поражения.
Достаточно успешно противодействовать ИК ОЭС противника можно путем применения пассивных и активных способов и средств скрытия и тепловой имитации БО. Скрытие объекта и его имитация — диаметрально противоположные задачи, но их следует рассматривать в общей взаимосвязанной системе повышения эффективности проти-
Скрываемые объекты ВТ
водействия разведывательным ОЭС. Скрытие бронеобъекта — ослабление или устранение его теплового контраста с фоном, что, в частности, достигается применением различных маскировочных средств: макетов, тепловых имитаторов, тепловых экранов, средств окрашивания. К имитационным средствам относятся макеты и ложные тепловые цели, позволяющие идентифицировать их как существующие БО. Отсюда четко прослеживается взаимосвязь данных способов в общей системе маскировки.
Под бронированным объектом понимается наземное самоходное средство с установленным на нем вооружением и специальным оборудованием, имеющее различные классы броневой защиты. Одиночные объекты наземной военной техники (ВТ), подлежащие скрытию, можно условно разделить на две группы: бронированные и легкобронированные (рис. 2).
Бронированные Танки
БТР
БМП, БМД
Легкобронированные САУ
СП
(гусеничная)
Инженерная техника
Примечание: БТР — бронетранспортер; БМП — боевая машина пехоты; БМД — боевая машина десанта; БРМ — боевая разведывательная машина; БМ ЗРК — боевая машина зенитного ракетного комплекса; САУ — самоходная артиллерийская установка; СП — станция помех.
Рис. 2. Типы бронеобъектов, подлежащие скрытию от разведывательных ОЭС противника
Как показывает анализ опыта военных операций, проведенных НАТО против Югославии (1999) и на Ближнем Востоке, современные разведывательные ИК ОЭСу установленные на БЛА, позволяют оперативно обнаруживать наземные БО широкой номенклатуры, выполнять их описательную классификацию (65—70 %) и выявлять детальные признаки около трети из них.
Основной энергетический признак данных БО — контрастная радиационная температура в диапазоне 1—40 °С. При этом в зависимости от времени суток знак теплового контраста может принимать и отрицательные значения.
К типовым групповым объектам ВТ, подлежащим скрытию от разведывательных ОЭС ИК диапазона противника, можно отнести командный пункт полка (дивизии); танковую (мотострелковую, разведывательную) роту; самоходную артиллерийскую (зенитную ракетную) батарею; инженерную роту, роту радиоэлектронной борьбы и другие аналогичные подразделения специальных войск.
Исходя из результатов анализа и обобщения данных о фирмах-производителях разведывательных ИК ОЭС и входящих в их состав при-
емников оптического излучения, функционирующих на основе приборов с зарядовой связью, мероприятия по скрытию и имитации БО необходимо осуществлять в средневолновой (3—5 мкм) и дальневолно-вой (7—14 мкм) области ИК спектра, что обусловлено окнами прозрачности атмосферы2.
Следовательно, для скрытия наземных БО в ИК диапазоне длин волн следует реализовать комплекс мероприятий по компенсации теплового контраста между объектом и окружающим его фоном, а для их имитации — по воспроизведению на поверхности ложной тепловой цели теплового контраста, соответствующего реально существующему образцу ВТ.
Пассивные способы и средства скрытия и имитации Б О хорошо известны, подробно описаны во многих источниках и широко применяются в армиях ведущих стран мира. В основном это использование разнотипных по конструкции и составу материалов, деформирующих и уменьшающих тепловую сигнатуру того или иного объекта (фальшборта из металла и резинокорда, дополнительные патрубки и фланцы системы выпуска отработанных газов, маски и маскировочные комплекты с различными вплетениями); эмалей и лаков для окрашивания техники, многие из которых отличаются химическим составом и коэффициентом отражения, лежащим в пределах 10—40 %; пенообразующих и пористых материалов, наносимых на поверхность БО (рис. 3).
В современной промышленности широко применяются различные полимерные соединения, характеристики которых, как правило, превосходят известные традиционные материалы, применяемые при производстве средств скрытия и имитации (табл.).
А. Фальшборта из металла Б. Маски
и резинокорда, деформирующие и маскировочные
краски комплекты
В. Материалы, уменьшающие Г. Твердеющие пористые
тепловое излучение покрытия
Рис. 3. Пассивные способы и средства скрытия бронеобъектов
Таблица
Характеристики и область применения полимерных материалов, составляющих основу средств снижения заметности
Материал Толщина, мкм Вид материала Область применения
Поликарбонат (полиуретан) 125 Нити, пластик Теплопоглощающие покрытия, адгезивные пены, масксети
Стекловолокно 500 Ткани, армированные ленты, пластик Защитно-маскировочные экраны
Люминофор 8 Порошок Светоотражающие покрытия
Акрил 125 Волокна, жидкость Лаки, краски
Графит 90 Порошок, кристаллы Масксети, пена
Полиуретан 1000 Вязкая жидкость, мягкая резина 3 Б камуфляж
Фторуглерод 5 Нити, ткани Поглощающие покрытия, пены
Каучук (резина) 3 Панели, плитки Фальшборта, экранирующие материалы
Полиэстер 5 Волокна, ткани Масксети, защитные экраны
Продолжение таблицы
Полихлорвинил 50 Пленка, панели, трубки Маскировочный комплект, защитные экраны
Фибергласе 25 Стеклоткань, стекломат, стеклоровинг Многослойные покрытия
Кроме того, на мировом рынке широко представлены различные теплорассеивающие и теплоотража-ющие покрытия и материалы, состоящие, как правило, из нескольких слоев. Например, разработанный в России комплекс скрытия «Накидка» представляет собой электро-
проводящий теплозащитный экран, в основе которого лежит металлизированная ткань с несколькими отражающими слоями и диэлектрическими прослойками. Комплект состоит из 8—10 деталей, которые размещаются на поверхности скрываемого объекта (рис. 4).
Рис. 4. Теплорассеивающие и теплоотражающие покрытия, снижающие заметность военной техники
Схожими свойствами обладает и защитный материал «Контраст», разработанный украинскими специалистами. Как правило, коэффициент отражения данных материалов лежит в пределах 15—17 дБ, что характеризует данные покрытия как
эффективные поглотители падающего излучения.
Российские разработчики заявляют, что применение данного комплекса позволяет уменьшить вывод из строя БО авиационными средствами поражения и разведывательно-
Для скрытия наземных БО в ИК диапазоне длин волн следует реализовать комплекс мероприятий по компенсации теплового контраста между объектом и окружающим его фоном, а для их имитации — по воспроизведению на поверхности ложной тепловой цели теплового контраста, соответствующего реально существующему образцу ВТ.
ударными комплексами противника на 50—80 % в зависимости от применяемых боеприпасов, что обеспечит общее снижение потерь танкового соединения до 80 %3.
Как показывают расчеты, в результате совместного использования «Накидки», навешиваемой на зоны с интенсивным тепловым излучением, маскировочного комплекта «Терновник» и бортовых экранирующих пластин можно уменьшить тепловой контраст БО типа танк до 10 раз в зависимости от типа фона.
Большой интерес у специалистов, эксплуатирующих наземную ВТ, вызывают современные нано-структурные материалы, в частности их свойство отражать минимально возможный свет (2—10 %) в интересующих нас областях ИК спектра в сочетании со своей низкой теплопроводностью. Например, поглотители электромагнитных волн, выполненные в виде оксидных полимерных (керамических) микросфер на основе свинца или мельчайших углеродных трубок, ориентированных вертикально, способны поглощать до 99 % падающей энергии, что обеспечивает разницу температур в 40 К (Кельвин) за время около 30 минут при толщине материала в один миллиметр4.
По заявлению авторов данных разработок, применением различных вариантов подобных ССЗ достигается сокращение дальности обнаружения БО в 2,7—3 раза и соответственно уменьшение потерь в два-три и более раз, что сравнимо с эффективностью многоуровневой системы бронезащиты, в том числе в сочетании с активной.
В связи с ростом возможностей разведывательных ИК ОЭС противника устройства скрытия и тепловой имитации должны удовлетворять следующим основным требованиям:
• применяемость в мультиспек-тральном диапазоне длин волн;
Большой интерес у специалистов, эксплуатирующих наземную ВТ, вызывают современные наноструктурные материалы, в частности их свойство отражать минимально возможный свет (2—10 %) в интересующих нас областях ИК спектра в сочетании со своей низкой теплопроводностью.
• соответствие условиям пространственной и энергетической разрешающей способности разведывательных ОЭС ИК диапазона;
• возможность управления источниками излучения в широком интервале температур, низкие энергозатраты;
• универсальность применения на любом из существующих БО.
Исходя из данных требований наиболее перспективным направлением дальнейшего развития средств скрытия и имитации БО в ИК диапазоне длин волн следует, на наш взгляд, считать создание и применение материалов и покрытий с управляемым тепловым излучением точечных нагревателей.
Передовые зарубежные фирмы и научные организации уже достаточно давно работают в этом направлении. К пятерке наиболее известных компаний, достигших значимых результатов, относятся израильский «Элтикс», разработавший маскировочную систему «Блэк Фокс»; шведская «Сааб Барракуда», создавшая одноименную мобильную камуфляжную систему; британская «БАЕ Системе», наладившая производство системы скрытия теплового излучения объектов «Адаптив»; американская «ААЕ и ТактиКАМ», разработавшая адаптивное покрытие и специальные маскировочные панели.
Наиболее перспективным направлением дальнейшего развития средств скрытия и имитации бронеобьектов в инфракрасном диапазоне длин волн
следует считать создание и применение материалов и покрытий с управляемым тепловым излучением точечных нагревателей.
В нашей стране также активно развиваются и реализуются подобные способы скрытия ВТ. Так, в 2018 году запатентовано устройство, предназначенное для имитации теплового излучения, соответствующего реальному БО. Оно удовлетворяет всем вышеперечисленным требованиям, предъявляемым к современным средствам скрытия и тепловой имитации5.
Принцип действия данного устройства основан на вычислении разницы тепловых контрастов, регистрируемых на поверхностях объекта ВТ и его теплового имитатора, сформированных под влиянием внешних условий окружающей среды. Затем производится управление источниками теплового излучения, выполненными на основе термоэлектрических модулей (ТЭМ), до величины, соответствующей их равенству. Данные модули объединяют в систему с общим питанием и располагают на поверхности гибкого металлизированного покрытия, что обеспечивает помеховое воздействие, в том числе на радиолокационные разведдатчики.
Важно отметить, что стандартные линейные размеры ТЭМ — около 40x40x4 мм, что полностью удовлетворяет требованиям по разрешающей способности современной тепловизионной аппаратуры. Под действием управляющего напряжения ТЭМ способны плавно изменять температуру на своей поверхности в широких пределах от отрицательных до положительных значений и обеспечивать разницу на «горячей» и «холодной» стороне модуля порядка 60 °С. В связи с тем что, как указывалось ранее, контрастная радиационная температура бронированных и легкобронированных объектов не превышает 40 °С, этого вполне достаточно для имитации тепловых зон известных БО. Устройство имеет низкие энергозатраты, а за счет гибкости покрытия может применяться для имитации широкой номенклатуры типовых БО независимо от их размеров и геометрии.
Разместив данное термоуправля-емое покрытие на поверхности ложной тепловой цели, можно добиться полного совпадения воспринимаемого тепловизионной аппаратурой теплового образа реального объекта ВТ и его теплового имитатора. Также с его помощью обеспечивается скрытие любого подлинного БО путем воспроизведения на поверхности покрытия теплового состояния окружающего фона, на котором он расположен, в том числе регистрируемого с отрицательными значениями температур.
Применение данных устройств неизбежно приведет к дезинформации разведывательных ИК ОЭС противника, срыву наведения его высокоточных средств поражения, а также к избыточному расходу дорогостоящих боеприпасов на ложные цели. Также увеличится время барражирования БЛА противника
в районе поиска, что повысит их уязвимость от средств ПВО и позволит сорвать выполнение ими разведывательных задач.
Оценить эффективность средств скрытия, применяемых для защиты БО от разведывательных ОЭС ИК диапазона, можно путем анали-
за зависимости влияния различных вариантов ССЗ на уменьшение дальности обнаружения (£>обн) объекта по сравнению с БО, не оборудованными ими (рис. 5).
В левой части графика показаны зависимости для случая регистрации БО с минимальной контрастной
Рис. 5. Снижение дальности обнаружения БО разведывательными ОЭС ИК диапазона в зависимости от применяемых средств снижения заметности
радиационной температурой по отношению к фону (imin)> в правой — с максимальной (t ).
4 max7
Однако более детальная проработка вопросов оценки эффективности способов и средств скрытия
и имитации наземных Б О при защите от средств разведки и поражения воздушного базирования требует разработки соответствующего более гибкого программно-методического аппарата.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Кошкин Р.П. Беспилотные авиационные системы. М.: Стратегические приоритеты, 2016. С. 128.
2 Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы «смотрящего» типа. М.: Логос, 2004. С 347—356.
3 Котов О. Шапка-невидимка для танка. Ориентир. 2013. №1. URL: http:// orientir.milportal.ru/shapka-nevidimka-dlya-tanka/ (дата обращения: 15.01.2019).
4 Белоусова И.М., Киселев В.М., Алешин И.Н.у Андрющенко М.С. Применение перспективных видов покрытий для снижения заметности бронетанковой техники в видимом и инфракрасном диапазонах // Вопросы оборонной техники. 2016. № 1—2. С. 87—91.
5 Шамшин Н.Н., Санин В.Н., Афанасьева Е.М. и др. Устройство имитации теплового контраста объекта. Патент 1Ш 2666296 С1, кл. Б41Н 3/00, опубл. 06.09.2018.
