CC BY
1011
УДК 621.383:623
И.Б. Южик, В.В. Малинин, Г.Н. Попов СГГА, ЦКБ «Точприбор», Новосибирск
ПРИБОРЫ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ПОДАВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ И ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
I.B. Yuzhyk, V.V. Malinin, G.N. Popov Siberian State Geodetic Academy (SSGA)
10 Plakhotny St., Novosibirsk, 630108, RF
DEVICES FOR DETECTION AND SUPPRESSION OF THE OPTICAL AND ELECTRO-OPTICAL MEANS
Annotation. Definitions of terms of оптико-electronic struggle are given, and also principles of construction of devices of detection and suppression of оптико-electronic means are described.
Термины оптико-электронной борьбы
Оптико-электроння борьба: совокупность организационно-
технических мер, направленных на выявление оптических устройств противника и их подавление в интересах обеспечения успешных боевых действий своих подразделений.
Объекты оптико-электронной борьбы:
- Штатные оптические средства наблюдения и разведки: монокуляры, бинокли, стереотрубы и др.;
- Оптические прицелы стрелкового оружия;
- Снайперские прицелы;
- Оптические и электронно-оптические прицелы установок ПТУР, тяжелых пулеметов и ПЗРК;
- Оптические приборы и прицелы бронетехники;
- Оптические приборы и прицелы комплексов дальнометрирования и целеуказания;
- Тепловизионные устройства всех типов, отдельные, или входящие в состав комплексов;
- Оптические и электронно-оптические элементы систем управления навигацией вооружением вертолетов и беспилотных летательных аппаратов.
Неотъемлемой частью оптико-электронной борьбы является превентивное обнаружение оптических устройств противника, определение их координат и уничтожение.
ПНВ обладают высокой чувствительностью и могут работать в пассивном режиме до освещенностей порядка 10-3..10-4 лк.
Пассивные ПНВ обладают рядом недостатков:
- Отсутствие возможности определения дистанции до объекта, что усугубляется эффектом маскировки целей при наблюдении плоского изображения на выходе ЭОП;
- Ограничение точного прицеливания стрелкового оружия в ночное время.
Принципы построения активной системы обнаружения и подавления ОЭС
В активных ПНВ используется лазерная подсветка. При облучении оптических и оптико-электронных средств лазерным излучением, соответствующим рабочему спектральному диапазону ОЭС, возникает эффект световозвращения, который проявляется в том, что независимо от угла подсветки ОЭС зондирующим излучением отраженное излучение распространяется в направлении, близком к направлению его падения. Само ОЭС является при этом световозвращателем. Такой характер отражения связан с автоколлимационным ходом лучей в типичной оптической схеме ОЭС, в фокальной плоскости которого находится, как правило, какой-либо отражающий элемент (прицельная сетка, фотокатод ЭОП, фотоприемник и т.д.). В результате, после прохождения выходного зрачка ОЭС формируется индикатриса отраженного излучения, угловые размеры которой не превышают несколько мрад, а форма определяется конструкцией оптической системы и ее аберрационными характеристиками.
Эффект световозвращения проявляется практически всегда при засветке входного зрачка ОЭС лазерным излучением в соответствующем диапазоне длин волн, однако характер его проявления весьма специфичен и зависит от свойств ОЭС. Так, интенсивность отраженного излучения при равной освещенности входного зрачка может меняться для различных ОЭС на 5..6 порядков. В то же время и для конкретного ОЭС интенсивность отраженного излучения значительно изменяется при изменении длины волны зондирующего излучения.
Для сравнительной оценки световозвращательной способности различных ОЭС используются следующие основные характеристики:
- Показатель световозвращения (ПСВ): отношение силы света отраженного излучения в выбранном направлении к освещенности входного
л
зрачка ОЭС (м /стерад);
- Индикатриса отражения: совокупность ПСВ по всем
направлениям составляет пространственную индикатрису отражения световозвращателя;
- Пеленгационная характеристика световозвращения: зависимость ПСВ от угла пеленга (угла между оптической осью ОЭС и направлением на источник зондирующего излучения).
Существует еще ряд отражательных характеристик (поляризационных, спектральных, пространственно-частотных и т.д.), определяющих способность ОЭС изменять состояние излучения подсветки.
В последнее время наблюдается тенденция к снижению бликующей способности ОЭС. За последние несколько лет минимальный уровень ПСВ
Л
отечественных ОЭС снизился практически на порядок от 5..10 м /стерад до
Л
0,5..1,0 м /стерад. В одних случаях задача уменьшения ПСВ непосредственно стоит перед разработчиками, в других низкий уровень ПСВ обусловлен спецификой оптических характеристик самого прибора. Соответственно уменьшается дальность достоверного обнаружения ОЭС.
Частотно-импульсный режим подсветки синхронизирован с таким же режимом питания ЭОП типа "шторка" с электронным затвором.
Испытания и эксплуатация таких приборов показали его новые эксплуатационно-тактические возможности:
- Снижение влияния атмосферных помех за счет "отсечки" паразитных засветок путем открытия затвора ЭОП только в момент прихода сигнала, отраженного от цели;
- Возможность измерения дальности до наблюдаемого объекта путем калиброванного временного стробирования импульсов подсветки;
- Значительное увеличение дальности обнаружения объектов со световозвращающими элементами конструкции (оптические приборы).
Последующие исследования и разработки показали возможности дальнейшего расширения круга эксплуатационных задач путем комбинации различных частотных режимов работы ЭОП и осветителя.
Частотно-импульсный режим питания ЭОП с плавно изменяющейся скважностью дает возможность применения ПНВ в пассивном режиме при больших значениях освещенностей (до 5^ 104 лк) и, таким образом, перекрывать значительную часть дневного диапазона, что невозможно при обычном режиме. Регулировка скважности может осуществляться как вручную, так и автоматически - от датчика освещенности. Такой режим очень ценен при условиях, когда необходимо непрерывное наблюдение в условиях изменяющейся освещенности.
Режим импульсного питания ЭОП и осветителя обеспечивает возможность уверенного обнаружения ОЭС в дневных и ночных условиях по признаку "мерцания" объекта. При этом изображение с экрана ЭОП может быть выведено на телемонитор, либо на координатно-чувствительный фотоприемник для автоматического определения угловых координат обнаруженного ОЭС в момент "засечки".
Для учета баллистики оружия при стрельбе на расстояния больше дальности прямого выстрела необходимо измерение дальности до ОЭС и последующего введения поправок.
Ввиду того, что ЭОП в режиме обнаружения ОЭС работает аналогично активно-импульсному ночному прибору, измерение дальности до ОЭС проводится по моменту исчезновения блика, при движении строба, с
дальнейшим выводом информации о дальности. Недостатком такой схемы (ручной) является большая длительность определения дальности и последующего ввода угла прицеливания в прибор 10..15 с, что в условиях противоборства двух снайперов может иметь решающее значение.
На сегодняшний день основной задачей является автоматизация процесса измерения дальности с целью уменьшения времени измерения и ввода углов прицеливания до 1..3 с.
Особым преимуществом подобного способа является измерение дальности и корректировка угла прицеливания в автоматическом режиме.
Оптико-электронные обнаружители с использованием ЭОП позволяют эффективно обнаруживать замаскированные позиции ПТУР, бронетехнику, наблюдательные пункты, засады - словом, вести активную разведку оптических устройств противника и использовать, при необходимости, комплекс мер по их подавлению и выводу из строя. В настоящее время испытан прототип изделия, выявляющий оптические устройства уже на дальности более 2000 м.
Оптико-электронные обнаружители оптических систем могут легко сопрягаться с другими системами: акустическими, сейсмическими,
радиолокационными, вертолетными и танковыми комплексами, а также могут служить базой для создания мощных антиснайперских и разведывательных стрелковых комплексов специального назначения, например, при объединении их с новыми крупнокалиберными винтовками.
Из истории разработки приборов обнаружения и подавления ОЭС
В ФГУП «ЦКБ «Точприбор» разработана серия приборов, например, 1ПН106, 1ПН120, 1ПН123, 1ПН121, 1ПН119, предназначенных для оптикоэлектронной борьбы.
В 2000 г была поставлена ОКР «Карьера» по созданию оптикоэлектронного обнаружителя оптических систем.
Изделие обеспечивает обнаружение ОЭС с отображением в поле зрения:
- Световой индикации положения ОЭС,
- Цифрового значения измеренной дальности до ОЭС,
- Точечной индикации количества обнаруженных ОЭС.
Продолжительность отображения в поле зрения цифрового значения измеренной дальности и точечной индикации количества ОЭС составляет 3.. 9 с с дальнейшим сбросом информации.
Точное наведение на цель сопровождается звуковой сигнализацией высокого тона в головных телефонах.
Дальность распознавания зависит от естественной освещенности, прозрачности атмосферы и контраста между целью и фоном.
Принцип действия изделия основан на лазерной локации местности и обработке возвращенного, отраженного от обнаруженного ОЭС, лазерного излучения.
Для обеспечения работы изделия в заданных условиях эксплуатации предусмотрены пять электронно-оптических каналов.
Отраженное от ОЭС излучение зондирующего канала поступает в приемный канал.
Сигналы от приемного канала поступают на блок обработки, который формирует сигналы световой индикации и звуковой сигнализации.
Недостатки обнаружителя оптических систем:
- Много оптических каналов;
- Узкое поле обнаружения;
- Большие габариты и масса;
- Визуализация ОС производится косвенно.
В рамках темы «Магнус» в 2001 г была поставлена ОКР по созданию целого ряда оптико-электронных обнаружителей, с использованием электронно-оптических преобразователей.
Излучение лазера направляется через формирующую оптическую систему на цель. При подсветке лазерным излучением оптических и оптикоэлектронных средств противника часть энергии подсветки отражается от этих средств, возвращаясь в сторону излучателя и регистрируется приемной системой.
В качестве приемника излучения используется ЭОП третьего поколения, работающий в импульсном режиме. Применение в качестве источника подсветки импульсного излучателя и синхронизированного с ним импульсного ЭОП позволяет осуществить отсечку большой части помех. Использование одновременно импульсного стробирования и узкополосной спектральной фильтрации значительно ослабляет уровень помехи от солнечной засветки, расширяя тем самым световой диапазон работы системы.
Для защиты ЭОП от световых перегрузок выше 1,5 лк и для выверки прицела днем или в сумерки в приборе имеется автоматическая электронная защита.
Электропитание прибора производится от малогабаритных аккумуляторов НЛЦ-09 напряжением 1,15 В.
Достоинства обнаружителя ОЭС:
- Малое число оптических каналов;
- Минимальное энергопотребление;
- Малая масса;
- Малые габариты;
- Низкая стоимость;
- Изделие обеспечивает обнаружение ОЭС, имеющих ПСВ менее 20
л
м /ср днем и ночью с отображением в поле зрения ОС и информации о дальности.
© И.Б. Южик, В.В. Малинин, Г.Н. Попов, 2008
