CC BY
231
УДК 355/359
А.Г. Чириков, М.В. Мельников
ПРЕДПОСЫЛКИ ЭФФЕКТИВНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ МАСКИРОВКИ КРИТИЧЕСКИ
ВАЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
Существующие маскирующие пенные покрытия эффективны для маскировки КВО от ударов типовых средств высокоточного оружия - управляемых и крылатых ракет, управляемых и планирующих авиабомб. Для эффективной комплексной маскировки КВО от высокоточных средств глобального удара необходима разработка новых пенных покрытий, чтобы они обеспечивали максимальные значения вероятностей ложной тревоги и пропуска цели боеприпасов ВТО.
Ключевые слова: комплексная маскировка, критически важный объект, мгновенный глобальный удар, защищенность, вероятность поражения, пенные покрытия.
A. Chirikov, M. Melnikov
PREREQUISITES EFFICIENT AND COMPREHENSIVE MASKING OF CRITICAL
OBJECTS
Existing foam masking coating is effective for masking QUO from bumps typical means ofprecision weapons - managed and cruise missiles, managed and gliding bombs. For efficient and comprehensive masking QUO from high-precision tools global strike is necessary to develop new foam coating to ensure maximum probability offalse alarm and skip the goal of ammunition WTO.
Keywords: complex masking, critical facility, instant global strike protection, the likelihood of injury, foam coating.
Военно-политическая элита США в последнее время целеустремлённо осуществляет поиск средств, укрепляющих национальную безопасность и позволяющих в меньшей степени опираться на ядерное оружие. В качестве такого средства ими рассматривается новая оперативно-стратегическая концепция - «Мгновенный глобальный удар» (МГУ), применение которой в межгосударственном противоборстве может позволить одержать победу над противником с использованием только существующих и перспективных образцов обычного дальнобойного высокоточного оружия. При этом главными объектами поражения могут быть стационарные объекты: противоспутниковые системы и системы ПВО, стартовые позиции баллистических ракет, критически важные объекты (КВО). По оценкам американских специалистов, стратегическими средствами в неядерном оснащении может быть поражено от 10 до 30 % подобных целей [1].
При нанесении ударов по КВО первичные поражающие факторы современных высокоточных средств поражения могут быть инициаторами ряда разрушений или аварий, при которых сконцентрированный на объекте энергозапас либо токсический запас образует так называемые вторичные поражающие факторы. Эти вторичные поражающие факторы по своей объемности, масштабности и продолжительности действия существенно превосходят первичные поражающие факторы и обусловливают поражение не только рабочих и служащих объекта, но и населения, находящегося около объекта поражения [2].
Учитывая, что объемы аварийно-спасательных и других неотложных работ, обусловленные вторичными поражающими факторами, как утверждают авторы [2], существенно превышают объемы аварийно-спасательных и других неотложных работ от первичных поражающих факторов, напрашивается вывод о необходимости принятия мер, исключающих поражение объектов высокоточным оружием (ВТО).
Применение современных высокоточных средств поражения невозможно без детальной разведки, без информации о физических полях объекта поражения, его окружающего фона и точек коррекции в диапазонах работы технических средств разведки (ТСР) и координаторов цели (системы наведения) средств поражения ВТО [3].
В современном ВТО используются многоканальные и многоспектральные системы самонаведения, и противодействовать им приходится комплексно, практически во всех диапазонах. Известны комплексирование лазерной и тепловизионной, радиолокационной и инфракрасной головкой самонаведения и другие сочетания (двух- или трехступенчатые комбинированные системы наведения), позволяющие не только повысить эффективность наведения, но и обеспечить всепогодность и круглосуточность применения ВТО. При этом никогда заранее неизвестно, каким участкам спектра излучения и их комбинациям придется противостоять.
Вероятность поражения КВО высокоточным ударом из воздушного пространства без влияния помех на практике рассчитывают по следующей формуле:
^пор ^обнар ' ^расп ' ^поп ' ■■■ '
где Робнар - вероятность правильного обнаружения объекта при условии нахождения его в зоне обнаружения;
Ррасп - вероятность правильного распознавания объекта;
Рпоп - вероятность попадания боеприпаса в объект;
Р! - вероятность 1-го события боевого цикла применения ВТО.
Из формулы следует, что для достижения максимальных значений вероятности поражения КВО необходимы максимальные значения всех вероятностей: обнаружения, распознавания, попадания и т.д. Причем если одна из вероятностей, например Ррасп = 0, то вероятность поражения КВО так же будет равна нулю.
В высокоточном оружии, чувствительном к помеховому воздействию, является процесс поиска и обнаружения цели. В отличие от одноканальных систем ВТО, в которых процесс поиска и обнаружения протекает с участием человека, в многоспектральных системах этот процесс осуществляется координатором цели. Типичной задачей в этом случае является селекция заданных целей на фоне помех. Фоны, на которых должны обнаруживаться цели, как правило, неоднородны, они содержат множество разнообразных источников собственного и отраженного излучения.
Если предположить, что излучение КВО и фонов не коррелированы, а распределение случайных значений амплитуд сигналов от КВО и фонов подчиняется нормальному закону, то оба сигнала шумовые, и они имеют один закон распределения, но различные значения[4,5]. В этом случае, как видно из рисунка 1, решение о наличии цели - КВО в мгновенном поле зрения координатора принимается, если сигнал от КВО превышает некоторый порог Я, определяющий область фоновых помех от текущей области цели, - КВО. Положение решающей границы (порога) выбирается из условия сведения к минимуму рабочих характеристик координатора цели -вероятности ложной тревоги РЛТ и вероятности пропуска цели Рпц. Вероятность правильного обнаружения КВО вычисляется по формуле:
РПО=1-РПЦ
Графически вероятность ложной тревоги представляет собой площадь, ограниченную кривой плотности распределения и осью абсцисс и ограниченную справа решающей границей (порогом). На рисунке эта площадь заштрихована. Аналитически РЛТ определяется выражением:
Рлт= /^/(Х^Х .
Вероятность пропуска цели графически определяется площадью, расположенной левее решающей границы и выраженную аналитически как
Рпц= / /(хл/р^х ,
а вероятность правильного обнаружения соответственно: Рпа = 1- /0й/(хл/^х = !^тахГ(хА/Р)йх
Рассмотрим влияние искусственной помехи на рабочие характеристики координатора цели (КЦ). Будем считать, что помеха создана заблаговременно. Площадь помехи больше площади защищаемого объекта, но меньше зоны поиска боевого элемента. Помеха обладает ослабляющим действием в спектральном диапазоне работы КЦ и имеет собственную энергетическую яркость. Влияние помехи на положение и параметры законов распределения случайных амплитуд сигналов скажется двояким образом. Из рисунка 1 видно, что вследствие ослабляющего действия помехи сигнал от цели будет ослаблен пропорционально коэффициенту пропускания. Дифференциальный закон распределения случайных значений амплитуд сигнала от цели на фоне /(хА/Р) будет перемещаться из начальной области цели - КВО в область фонов. С другой стороны, помеха, имеющая собственную энергетическую яркость и воспринимаемая КЦ как часть фона, вызовет смещение закона /(хР) вправо. Если распознающая система неадаптивна, т.е. когда порог строго фиксирован, рабочие характеристики КЦ будут изменены. Увеличение сигналов от фона приведет к росту РЛТ, а ослабление сигналов от цели - к увеличению вероятности пропуска цели, что адекватно уменьшению вероятности правильного обнаружения КВО.
к* М*»)
«Х») Я 1ч)
/ Г 1 УА Рпо у '/УЛ ы
о 3 6 9 12 X
Рис.1. Влияние аэрозольной завесы или маскирующего пенного покрытия на положение законов распределения амплитуд сигналов в распознающей системе ВТО
Однако координаторы цели боевых элементов ВТО относятся к адаптивным распознающим системам. В этом случае порог устанавливается таким, чтобы, в соответствии с критерием Неймана-Пирсона [6], вероятность правильного обнаружения была максимальной при заданной вероятности ложной тревоги. Но если в силу своих характеристик для маскировки КВО используется аэрозольное или пенное противодействие ВТО и РЛТ будет поддерживаться на заданном уровне, то вероятность пропуска цели значительно увеличится, а вероятность правильного обнаружения будет мала. При минимизации Рпц будет наблюдаться увеличение РЛТ, что приведет к срабатыванию ударного элемента ВТО не по цели, а по элементам фона. Однако можно однозначно утверждать, что в любом случае, независимо от того, какой алгоритм распознавания используется в координаторе цели, осуществление маскировки приведет к снижению эффективности применения боеприпаса ВТО.
Приведенные выше положения учитывают особенности функционирования боеприпасов ВТО, процесс обнаружения и распознавания КВО. В то же время для расчета эффективности комплексной маскировки по данной модели необходимо знание ряда параметров, характеризующих первичные признаки распознавания КВО, фоновых поверхностей в диапазонах работы КЦ и маскирующих свойства помеховых образований.
Наибольшим потенциалом при комплексной маскировке КВО обладают маскирующие пенные покрытия (МПП), которые можно использовать для снижения заметности объектов в
оптическом и СВЧ-диапазонах длин волн, для искажения физических полей окружающего КВО, а также для создания ложных целей.
Исследования по теоретическому обоснованию, разработке и применению в целях маскировки пенных покрытий ведутся в научно-исследовательских учреждениях войск РХБ защиты, инженерных войск МО РФ уже более двадцати лет, в результате чего к настоящему времени разработан ряд пенообразующих рецептур, отработаны методики получения МПП, разработаны, испытаны и приняты на снабжение несколько типов технических средств формирования МПП (пеногенераторов).
Проведенные исследования привели к выводу о том, что пенные покрытия могут найти широкое применение как для снижения вероятности правильного обнаружения (нанесением пен на объекты, «распятнением» участков местности, снижением радиолокационной и инфракрасной заметности объектов), так и для повышения вероятности ложной тревоги (видоизменением эффективной площади рассеивания объектов, изменением радиолокационного и теплового контраста, искажением физических полей земли).
Анализ состояния технологических проработок и промышленного производства показал, что в настоящее время к широкому применению для комплексной маскировки могут быть рекомендованы пенообразующие рецептуры на основе олигомерных композиций (фенолформальдегидные, эпоксидные, карбамидоформальдегидные, полиуретановые и др.).
На снабжение приняты рецептуры на основе карбамидоформальдегидных смол и полиуретановых композиций.
К достоинствам МПП на основе карбамидоформальдегидных смол можно отнести:
доступность и дешевизну исходных компонентов;
возможность использования техники войск РХБ защиты в качестве пеногенераторов;
покрытия, полученные на их основе, обладают хорошими теплоизолирующими свойствами, низкой плотностью, химической и биологической стойкостью, незначительным временем отверждения и отличаются простотой приготовления.
Для маскировки объектов в видимом диапазоне в композицию может вводиться соответствующий фону местности краситель.
Для маскировки важных объектов, когда условия эксплуатации накладывают повышенные требования к МПП (ограничения по массе, габаритным характеристикам, широкий диапазон маскирующего действия), применимы пенные покрытия, получаемые из полиуретановых композиций.
МПП на основе полиуретанов формируются посредством смешивания полиэфирного компонента с полиизоционатной и радиопоглощающей добавкой. Исходные компоненты для получения данной рецептуры выпускаются отечественной химической промышленностью и широко используются в гражданском и промышленном строительстве. Данная рецептура является аналогом рецептур, применяемых зарубежными фирмами для получения на их основе МПП с заданными радиопоглощающими свойствами в широком диапазоне длин волн ЭМИ.
Маскирующие свойства вспененных материалов обусловлены:
в видимом диапазоне длин волн - возможностью нанесения на поверхность пены деформирующего окрашивания либо применением пены, подкрашенной в цвета окружающего фона;
в инфракрасной области - ячеистой структурой вспененного материала, и вследствие этого -низким коэффициентом теплопроводности;
в СВЧ-диапазоне - наличием в структуре материала связанной воды или радиопоглощающего наполнителя.
В полевых условиях эффективность применения маскирующих пенных покрытий исследовалась в работах по снижению заметности подвижного наземного командно-измерительного
пункта «Фазан», агрегатов боевого железнодорожного комплекса и транспортно-пускового контейнера ЗРК «Бук-М-1», а также в ходе научно-исследовательских учений в ЛенВО.
Во всех случаях натурных испытаний маскирующих пенных покрытий уровень отраженного радиолокационного сигнала был снижен на 10-20 дБ или в 10-100 раз; температурный контраст замаскированных объектов был снижен до уровня шумов окружающего фона.
В ходе исследований было установлено, что использование маскирующих пенных покрытий в условиях применения противником ВТО приводит к повышению живучести объектов на 30 - 40%
при стоимости затрат на маскировку, не превышающую 0,005% стоимости защищаемого объекта
[7].
В последнее время растет интерес к применению твердеющих пенных покрытий для локализации аварийных проливов АХОВ, нефти и нефтепродуктов.
Средства формирования защитных пенных экранов разрабатываются в
соответствии с планом НТД МЧС России на 2014 - 2016 годы. По этой тематике во ВНИИ ГО ЧС (ФЦ) Запланировано выполнение
Рис. 2. Мобильное средство для локализации пенами на основе
карбамидоформальдегидной смолы очагов химического заражения в труднодоступных местах
Рис. 3. Многоцелевой комплекс технических средств для локализации аварийных проливов химически опасных веществ с применением твердеющих пенных покрытий
выполнялась поисковая НИР.
диссертационной работы в АГЗ. Пенообразующие рецептуры для МПП без радиопоглощающих добавок могут использоваться для формирования защитных пенных экранов. Внешний вид средств для формирования защитных пенных экранов приведен на рисунках 2 и 3.
Разрабатываемые средства отличаются универсальностью и могут послужить основой для создания специальных средств для решения задач комплексной маскировки и локализации проливов АХОВ.
Таким образом, в настоящее время существуют как теоретические, так и практические предпосылки эффективной комплексной маскировки критически важных объектов в широком диапазоне длин волн.
Литература
1. Федотов И.А., Степшин М.П. Приоритетные направления совершенствования защиты войск (критически важных объектов), систем управления и отдельных вопросов всестороннего обеспечения, в случае возможной реализации американским командованием концепции «Мгновенного глобального удара» // Вестник академии военных наук. - 2013.- № 4 (45). С. 37 - 40.
2. Кондратьев-Фирсов В.М., Малышев В.П., Турко С.И., Шевченко В.А. Методические основы оперативного планирования гражданской обороны в условиях современного военного конфликта // Технологии гражданской безопасности.- 2012.-Т. 9. № 2 (32).- С. 92 - 97.
3. Чириков А.Г., Павлушенко М.И., Осипов Д.М. и др. Высокоточное оружие: история, современность и будущее. - Химки: ФБГОУ ВПО АГЗ МЧС России, 2012.
4. Сафронов Ю.П., Эльман Р.И. Инфракрасные распознающие устройства. - М.: Воениздат, 1976.- 207 с.
5. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Двух- и многодиапазонные оптикоэлектронные системы с матричными приемниками излучения. - М.: Университетская книга; Логос, 2007.-192 с.
6. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. - М.: Госэнергоиздат, 1956. - 152 с.
7. Куляпин В.П., Гришкевич А.А., Ларионов С.Н. Принципы применения современных средств и способов комплексной маскировки для нужд ГО // Материалы юбилейной конференции «Современная радиоэлектронная борьба: этапы, методология, направления развития».- Воронеж: НИЦ ВИАУ, 2011.- С.63 -72.
Рецензент: кандидат военных наук, доцент Полевой В.Г.
