RU66022U1

RU66022U1 - DEVICE FOR PROTECTIVE PROTECTION OF OBJECTS OF ARMORED EQUIPMENT AGAINST ANTI-TANK MISSILE COMPLEXES

Info

Publication number: RU66022U1
Application number: RU2007116289/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Кобзарь; Сергей Николаевич Артюх; Александр Сергеевич Евстафеев; Виталий Семенович Жмаев; Олег Дмитриевич Одинцов; Павел Михайлович Юхно; Михаил Александрович Малышкин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро "ЗЕНИТ"
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2007-08-27

Abstract

Полезная модель относится к устройствам индивидуальной защиты объектов бронетанковой техники от поражающего воздействия противотанковых средств наземного базирования путем постановки активных помех оптико-визуальным средствам прицеливания. Особенность конструкции предлагаемого устройства состоит в том, что блок формирования некогерентного оптического излучения выполнен в виде излучателя повторяющихся во времени и постоянных по интенсивности импульсов излучения видимого диапазона, длительность которых составляет 0,05 с, а частота повторения соответствует частоте α-ритма головного мозга человека.The utility model relates to devices for individual protection of objects of armored vehicles from the damaging effects of ground-based anti-tank means by stating active interference to optical-visual aiming devices. The design feature of the proposed device is that the incoherent optical radiation generation unit is made in the form of an emitter of repetitive in time and constant in intensity pulses of visible radiation, the duration of which is 0.05 s, and the repetition frequency corresponds to the frequency of the α-rhythm of the human brain.

Description

Полезная модель относится к устройствам индивидуальной защиты объектов бронетанковой техники (ОБТТ) от поражающего воздействия противотанковых средств наземного базирования, в частности, к устройствам активной защиты от противотанковых ракетных комплексов (ПТРК).The utility model relates to devices for individual protection of objects of armored vehicles (MBTT) from the damaging effects of ground-based anti-tank weapons, in particular, to devices for active protection against anti-tank missile systems (ATGMs).

В настоящее время на вооружении армий зарубежных государств состоят в основном ПТРК второго поколения с полуавтоматической командной системой управления. Система наведения таких ПТРК работает по принципу следящей системы, в которой для формирования управляющих сигналов используются данные о рассогласовании в направлениях на ОБТТ (цель) и противотанковую управляемую ракету (ПТУР). В состав системы наведения таких ПТРК входят два блока, один из которых предназначен для формирования канала связи «ПТРК - ОБТТ» (канал прицеливания) и состоит из устройства светового наблюдения, а второй предназначен для формирования канала связи «ПТРК - ПТУР» (канал наведения) и состоит из установленного на ракете инфракрасного (ИК) трассера и установленного на пусковой установке ПТРК оптико-электронного координатора.Currently, the armies of foreign countries are mainly second-generation ATGMs with a semi-automatic command and control system. The guidance system of such ATGMs works on the principle of a tracking system, in which the data on the mismatch in the directions to the MBTT (target) and anti-tank guided missile (ATGM) are used to generate control signals. The guidance system of such ATGMs includes two units, one of which is used to form the ATGM-OBTT communication channel (aiming channel) and consists of a light observation device, and the second is used to form the ATGM-ATGM communication channel (guidance channel) and consists of an infrared (IR) tracer installed on a rocket and an optoelectronic coordinator installed on a PTRK launcher.

Устройства активной защиты ОБТТ считаются по оценкам экспертов одним из важнейших направлений повышения уровня защищенности ОБТТ. Суть работы такой системы заключается в воздействии каким-либо способом на выпущенную в ОБТТ ПТУР с тем, чтобы изменить ее траекторию, затруднить попадание в цель. Идея активной защиты на практике может быть реализована путем внешнего воздействия на каналы связи системы наведения ПТРК.Active protection devices for MBTTs are considered by experts to be one of the most important ways to increase the level of protection of MBTTs. The essence of the work of such a system is to influence in any way the ATGM launched in MBTT in order to change its trajectory and make it difficult to hit the target. The idea of active protection in practice can be realized by external influence on the communication channels of the ATGM guidance system.

Известные устройства активной защиты ОБТТ осуществляют оптико-электронное противодействие системе наведения ПТРК исключительно путем введения помехи (помехового излучения) в канал связи «ПТРК-ПТУР^ (канал наведения). Так, устройство активной защиты ОБТТ, выбранное в качестве прототипа [1], содержит блок формирования направленного некогерентного оптического излучения, излучающий элемент которого выполнен в виде источника модулированного ИК-излучения. Принцип действия устройства, выбранного в качестве прототипа заключается в следующем. Координатор блока формирования канала наведения осуществляет пеленгацию ПТУР по ИК-трассу, а поскольку координатор обращен в сторону ОБТТ (цели), появляется возможность воздействия на него направленным ИК-излучением, имитирующим по структуре Known active protection devices for MBTT optoelectronic counter-guidance system ATGM exclusively by introducing noise (interference radiation) into the communication channel "ATGM-ATGM ^ (guidance channel). So, the active protection device MBTT, selected as a prototype [1], contains a block for generating directional incoherent optical radiation, the emitting element of which is made in the form of a source of modulated infrared radiation. The principle of operation of the device selected as a prototype is as follows. The coordinator of the guidance channel formation unit carries out direction finding of the ATGM along the IR path, and since the coordinator is turned towards the OBTT (target), it becomes possible to influence it with directional IR radiation that mimics the structure

излучение ИК-трассера, но превосходящим его по интенсивности. Координатор в этом случае начинает отслеживать не трассер ПТУР, а источник помехового излучения, вследствие чего и происходит срыв наведения.radiation from an IR tracer, but superior in intensity. In this case, the coordinator does not start tracking the ATGM tracer, but the source of interfering radiation, as a result of which the guidance is disrupted.

Недостаток устройства активной защиты, выбранного в качестве прототипа, состоит в том, что эффективность защиты ОБТТ от ПТУР с ИК-трассером существенно зависит от степени совпадения спектрального диапазона излучения помехи и закона его модуляции с соответствующими характеристиками излучения ИК-трассера ПТУР.The disadvantage of the active protection device, selected as a prototype, is that the effectiveness of protecting MBTT from ATGMs with an IR tracer substantially depends on the degree of coincidence of the spectral range of the interference radiation and the law of its modulation with the corresponding radiation characteristics of the ATGM IR tracer.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в устранении указанного недостатка, т.е. в обеспечении эффективной защиты ОБТТ от ПТУР независимо от структуры излучения ИК-трассера ПТУР.The problem to which the claimed utility model is directed is to eliminate this drawback, i.e. in ensuring effective protection of MBTT from ATGM irrespective of the radiation structure of the IR ATGM tracer.

Заявляемое устройство активной защиты ОБТТ от ПТРК, как и устройство, выбранное в качестве прототипа, содержит блок формирования направленного некогерентного оптического излучения. Отличие от прототипа состоит в том, что блок формирования направленного некогерентного оптического излучения выполнен в виде излучателя повторяющихся во времени и постоянных по интенсивности импульсов излучения видимого диапазона (длина волны от 0,39 до 0,78 мкм). Длительность импульсов излучения (света) составляет 0,05 с, а фиксированная частота их повторения составляет от 8 до 13 Гц. Яркость излучающего элемента излучателя составляет от 0,4·10⁵ до 1,6·10⁵ кд/м². Излучатель может быть выполнен с возможностью автоматического сканирования частоты повторения импульсов света в диапазоне от 8 до 13 Гц.The inventive device for active protection of MBTT against ATGM, as well as the device selected as a prototype, contains a unit for generating directional incoherent optical radiation. The difference from the prototype is that the unit for generating directional incoherent optical radiation is made in the form of an emitter of repetitive in time and constant in intensity pulses of visible radiation (wavelength from 0.39 to 0.78 μm). The duration of the radiation pulses (light) is 0.05 s, and a fixed frequency of their repetition is from 8 to 13 Hz. The brightness of the radiating element of the emitter is from 0.4 · 10 ⁵ to 1.6 · 10 ⁵ cd / m ² . The emitter can be configured to automatically scan the repetition frequency of light pulses in the range from 8 to 13 Hz.

На рис.1 приведена блок-схема варианта конкретного выполнения заявляемого устройства. В данном конкретном случае устройство активной защиты ОБТТ от ПТУР содержит блок формирования направленного некогерентного оптического излучения в составе блока управления 1 и излучателя 2 повторяющихся во времени и постоянных по интенсивности импульсов излучения видимого диапазона. Излучатель 2 содержит излучающий элемент 3 и светоформирующую оптическую систему 4. В данном конкретном случае излучающий элемент 3 выполнен в виде импульсной газоразрядной лампы, обеспечивающей генерацию излучения в видимом диапазоне оптического спектра. Оптическая система 4 установлена на башне ОВТТ и выполнена в данном конкретном случае зеркально-отражающей. Конструкция систем подобного типа хорошо известна и не требует специального пояснения. Угол излучения оптической системы 4 в каждом конкретном случае (в зависимости от типа и назначения ОБТТ) выбирается из условия перекрытия наиболее вероятного сектора обстрела.Figure 1 shows a block diagram of a specific embodiment of the inventive device. In this particular case, the device for active protection of MBTT against ATGMs contains a block for generating directional incoherent optical radiation as a part of control unit 1 and emitter 2, which are repeated in time and constant in intensity of radiation pulses of the visible range. The emitter 2 contains a radiating element 3 and a light-forming optical system 4. In this particular case, the radiating element 3 is made in the form of a pulsed gas-discharge lamp, which generates radiation in the visible range of the optical spectrum. The optical system 4 is mounted on the tower OVTT and made in this particular case, mirror-reflective. The design of systems of this type is well known and does not require special explanation. The radiation angle of the optical system 4 in each case (depending on the type and purpose of the MBTT) is selected from the condition of overlapping the most likely sector of attack.

Заявленное устройство работает следующим образом. При заходе ОБТТ в атакоопасную зону (зону вероятного обстрела ПТРК) под воздействием управляющих сигналов с блока 1 осуществляется запуск и генерация излучающим элементом 3 излучателя 2 светового излучения определенной структуры, которое определяется особенностями человеческого зрения и восприятия человеком видеоинформации. Как было указано выше, ПТРК с полуавтоматической командной системой управления содержит блок формирования канала прицеливания. Этот канал у всех без исключения ПТРК второго поколения выполнен в виде оптико-визуальной системы, суть действия которой состоит в том, что рассеянный целью свет преобразуется в управляющий сигнал нервной системой человека (оператора ПТРК) через посредство органа зрения (глаза). Задача оператора ПТРК в дневное время в условиях нормальной видимости заключается в обнаружении и идентификации цели, наведения пускового устройства ПТРК на цель (ОБТТ), а после пуска ПТУР - сопровождении цели.The claimed device operates as follows. When MBTT enters the attack zone (the zone of probable shelling of the ATGM) under the influence of control signals from block 1, the emitting element 3 of the emitter 2 emits 2 light radiation of a certain structure, which is determined by the characteristics of human vision and human perception of video information. As mentioned above, anti-tank systems with a semi-automatic command control system contains a block for forming an aiming channel. This channel for all second-generation ATGMs without exception is made in the form of an optical-visual system, the essence of which is that the light scattered by the target is converted into a control signal by the human nervous system (ATGM operator) through an organ of vision (eyes). The objective of the ATGM operator in the daytime in normal visibility conditions is to detect and identify the target, aim the ATGM launcher at the target (OBTT), and after launching the ATGM, track the target.

Световое излучение, генерируемое излучателем 2 устройства активной защиты ОБТТ, (активная помеха) воздействует на канал прицеливания ПТРК и обеспечивает его функциональное подавление за счет воздействия на органы зрения оператора, который утрачивает способность выполнения целевой задачи в течение определенного интервала времени.The light radiation generated by the emitter 2 of the active protection device MBTT (active interference) affects the channel aiming ATGM and provides its functional suppression due to the impact on the organs of vision of the operator, which loses the ability to perform the target task for a certain period of time.

Функция зрения человека является многофакторным психофизиологическим процессом преобразования первичного светового возбуждения в зрительное ощущение (т.е. в факт сознания) и осуществляется так называемым зрительным анализатором, который состоит из трех отделов - периферического (собственно глаз), проводникового и центрального (кора больших полушарий головного мозга, преимущественно затылочных долей). Видимое излучение (свет) воспринимается глазом и преобразуется в первичные импульсы соответствующей структуры, которые через проводниковую часть зрительного анализатора поступают в центральный отдел, трансформируясь в зрительные образы.The human vision function is a multifactorial psychophysiological process of converting primary light excitation into a visual sensation (i.e., into a fact of consciousness) and is carried out by the so-called visual analyzer, which consists of three sections - peripheral (the eye itself), conductor and central (cerebral cortex brain, mainly occipital lobes). Visible radiation (light) is perceived by the eye and is converted into primary impulses of the corresponding structure, which through the conductor part of the visual analyzer enter the central section, transforming into visual images.

Известно [2, 3, 4] что, во-первых, зрительные образы в сознании человека возникают и исчезают не мгновенно, ас некоторым запаздыванием относительно момента возникновения или окончания светового раздражения на сетчатке глаза (время инерции зрения составляет 0,05-0,2 с), а во-вторых, электрическая активность головного мозга человека, находящегося в состоянии покоя, характеризуется так называемым α-ритмом (колебаниями с частотой 8-13 Гц), который исчезает при воздействии зрительных раздражителей.It is known [2, 3, 4] that, firstly, visual images in a person’s consciousness do not appear and disappear instantly, but due to some delay relative to the moment of light irritation on the retina (the time of inertia of vision is 0.05-0.2 c), and secondly, the electrical activity of the brain of a person at rest is characterized by the so-called α-rhythm (oscillations with a frequency of 8-13 Hz), which disappears when exposed to visual stimuli.

Зрительная работоспособность, т.е. способность выполнять зрительную работу и поддерживать высокую степень мобилизации зрительных функций, сохраняется при условии последовательного разрешения зрительных задач всеми тремя отделами зрительного Visual performance, i.e. the ability to perform visual work and maintain a high degree of mobilization of visual functions is maintained subject to the consistent resolution of visual tasks by all three departments of the visual

анализатора, причем нормальное функционирование периферического отдела определяется в основном энергетическим аспектом воспринимаемого светового сигнала, а нормальное функционирование центрального зрительного анализатора - его информационной составляющей. Следовательно, световая стимуляция зрительного анализатора повторяющимися во времени и постоянными по интенсивности импульсами излучения видимого диапазона, частота повторения которых соответствует α-ритму мозга, приводит к нарушению нормального соотношения между процессами возбуждения и торможения центрального отдела зрительного анализатора, нарушению восприятия или узнавания зрительных образов в сознании человека и, соответственно, приводит к снижению эффективности применения ПТРК с оптико-визуальным каналом прицеливания за счет ухудшения видимости (и восприятия) цели (ОБТТ) оператором ПТРК, потери им пространственной ориентации, а в ряде случаев (в зависимости от индивидуальной чувствительности) впадения в состояние «ауры», которое предшествует эпилептическому припадку [5]. Следует отметить, что подобное состояние является обратимым и исчезает через некоторое время после прекращения световой стимуляции органов зрения оператора.analyzer, and the normal functioning of the peripheral department is determined mainly by the energy aspect of the perceived light signal, and the normal functioning of the central visual analyzer is determined by its information component. Consequently, the light stimulation of the visual analyzer by repeated and constant in intensity pulses of visible radiation, the repetition rate of which corresponds to the α-rhythm of the brain, violates the normal relationship between the processes of excitation and inhibition of the central part of the visual analyzer, impaired perception or recognition of visual images in the mind human and, accordingly, leads to a decrease in the effectiveness of the use of anti-tank systems with optical-visual channel aiming for s even deterioration in the visibility (and perception) of the target (MBT) by the ATGM operator, their loss of spatial orientation, and in some cases (depending on individual sensitivity) falling into the state of “aura” that precedes an epileptic seizure [5]. It should be noted that this condition is reversible and disappears some time after the cessation of light stimulation of the operator’s organs of vision.

Принято считать, что α-ритм среднестатистического зрительного анализатора составляет порядка 10 Гц, но с учетом индивидуальных особенностей оператора диапазон частот светового воздействия в боевых условиях должен составлять от 8 до 13 Гц. Именно поэтому в соответствии с программой, заложенной в блок управления 1, излучение активной помехи от излучателя 2 может представлять собой не только последовательность следующих друг за другом импульсов с фиксированной частотой от 8 до 13 Гц, но и последовательность импульсов (например в виде пачек импульсов), частота которых автоматически сканируется в диапазоне от 8 до 13 Гц.It is generally accepted that the α-rhythm of the average visual analyzer is about 10 Hz, but taking into account the individual characteristics of the operator, the frequency range of light exposure in combat conditions should be from 8 to 13 Hz. That is why, in accordance with the program embedded in the control unit 1, the radiation of active interference from the emitter 2 can be not only a sequence of successive pulses with a fixed frequency of 8 to 13 Hz, but also a sequence of pulses (for example, in the form of bursts of pulses) whose frequency is automatically scanned in the range from 8 to 13 Hz.

При визуальном наблюдении источника света периферический отдел зрительного анализатора (глаз) реагирует непосредственно на яркость (фотометрическая яркость) источника в достаточно широком диапазоне - от 2·10⁵ до 2·10⁵ кд/м² (слепящая яркость) [3], причем ощущение яркости глазом постоянно и не зависит от расстояния до объекта, а конкретная чувствительность человеческого глаза по яркости (К) определяется соотношением:Reacts directly with the brightness (photometric brightness) of the source within a wide range by visual observation light source peripheral separated visual analyzer (Eye) - from 2 × 10 ⁵ to 2 × 10 ⁵ cd / m ² (blinding brightness) [3], wherein the sense brightness by the eye constantly and does not depend on the distance to the object, and the specific sensitivity of the human eye in brightness (K) is determined by the ratio

К=(В-В_ф)/В_ф,K = (B-B _f ) / B _f ,

где В - яркость наблюдаемого источника света, а В_ф - яркость фона, на котором виден источник света.where B is the brightness of the observed light source, and B _f is the brightness of the background on which the light source is visible.

В данном конкретном случае излучающий элемент 3 излучателя 2, установленный на башне ОБТТ, наблюдается на фоне ясного неба (дневное время), яркость которого составляет 1,5·10³ кд/м² [6]. Принято считать, что приемлемый яркостный контраст должен In this particular case, the radiating element 3 of the emitter 2 installed on the tower of the MBTT is observed against a clear sky (daytime), the brightness of which is 1.5 · 10 ³ cd / m ² [6]. It is generally accepted that an acceptable luminance contrast should

составлять не менее 10 ед. Таким образом, величина яркости (В) излучающего элемента 3 излучателя 2 с учетом превышения порога яркости не менее, чем на 30%, но не более, чем 80% слепящей яркости, должна составлять:be at least 10 units. Thus, the brightness value (B) of the emitting element 3 of the emitter 2, taking into account the excess of the brightness threshold by not less than 30%, but not more than 80% of the blinding brightness, should be:

0,21·10⁵ кд/м²≤В≤1,6·10⁵ кд/м².0.21 · 10 ⁵ cd / m ² ≤B≤1.6 · 10 ⁵ cd / m ² .

Следует, однако, учесть, что яркость мигающего источника субъективно воспринимается меньшей, чем пиковая яркость этого источника (закон Тальбота [3]). На основании вышеизложенного с учетом корректировки величины пороговой яркости, необходимой для нормального функционирования периферического отдела зрительного анализатора, величина яркости (В) излучающего элемента 3 излучателя 2 должна составлять:However, it should be taken into account that the brightness of a blinking source is subjectively perceived to be less than the peak brightness of this source (Talbot's law [3]). Based on the foregoing, taking into account the adjustment of the threshold brightness value necessary for the normal functioning of the peripheral department of the visual analyzer, the brightness value (B) of the radiating element 3 of the emitter 2 should be:

0,4·10⁵ кд/м²≤В≤1,6·10⁵ кд/м² 0.4 · 10 ⁵ cd / m ² ≤B≤1.6 · 10 ⁵ cd / m ²

Заявляемое устройство обеспечивает защиту ОБТТ от ПТРК второго поколения в течение всего времени нахождения в зоне вероятного обстрела, совместимо с другими средствами активной защиты ОБТТ, а также способно обеспечивать защиту ОБТТ от других противотанковых средств с оптико-визуальными средствами прицеливания (ручные и станковые противотанковые гранатометы) и ПТРК третьего поколения с ПТУР, снабженной головкой самонаведения.The inventive device protects the MBTT from ATGM of the second generation for the entire time in the zone of probable fire, is compatible with other active defense equipment of MBTT, and is also able to protect MBTT from other anti-tank weapons with optical-visual aiming devices (manual and machine-gun anti-tank grenade launchers) and a third-generation ATGM with ATGM equipped with a homing head.

Промышленная применимость заявляемого устройства определяется возможностью его многократного воспроизведения в процессе производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.Industrial applicability of the claimed device is determined by the possibility of its multiple reproduction in the production process using standard equipment, modern materials and technology.

Литература:Literature:

1. Зарубежное военное обозрение, 2003, №11, стр.331. Foreign Military Review, 2003, No. 11, p. 33

2. Д.Хьюбел «Глаз, мозг, зрение», М.: Мир, 1990.2. D. Hubel "Eye, brain, vision", M .: Mir, 1990.

3. Н.П.Гвоздева, К.И.Коркина «Теория оптических систем и оптическое измерение», М.: Машиностроение, 1981.3. NP Gvozdeva, KI Korkin "Theory of optical systems and optical measurement", Moscow: Mashinostroenie, 1981.

4. Л.В.Луизов «Инерция зрения», М.: Оборонгиз, 1961.4. L.V. Luizov “Inertia of Vision”, Moscow: Oborongiz, 1961.

5. Зарубежное военное обозрение, 2002, №9, стр.39.5. Foreign Military Review, 2002, No. 9, p. 39.

6. X.Куклинг «Справочник по физике», М.: Мир, 1982.6. X. Kukling "Handbook of Physics", M .: Mir, 1982.

Claims

1. A device for active protection of objects of armored vehicles from anti-tank missile systems, comprising a unit for generating directional incoherent optical radiation, characterized in that the unit for generating directional incoherent optical radiation is made in the form of an emitter of repetitively constant and constant in intensity pulses of visible radiation, and the pulse duration is 0.05 s, a fixed frequency of their repetition is from 8 to 13 Hz, and the brightness of the radiating element and recipients is from 0.4 × 10 ⁵ to 1.6 × 10 ⁵ cd / m ^2.

2. The device according to claim 1, characterized in that the emitter is repeated in time and constant in intensity of the radiation pulses made with the ability to automatically scan the repetition frequency of the radiation pulses in the range from 8 to 13 Hz.