Sistemi a serbatoio per la registrazione della radiazione laser

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Video: Sistemi a serbatoio per la registrazione della radiazione laser

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Anonim

L'effetto di interferenza sui sistemi di guida delle armi guidate è apparso per la prima volta nell'equipaggiamento dei carri armati negli anni '80 e ha ricevuto il nome di complesso di contromisure ottico-elettroniche (KOEP). In prima linea c'erano l'ARPAM israeliano, il sovietico "Shtora" e il polacco (!) "Bobravka". La tecnica della prima generazione registrava un singolo impulso laser come segno di distanza, ma percepiva una serie di impulsi come il lavoro di un designatore di bersagli per guidare una testa di ricerca semiattiva di un missile attaccante. Come sensori sono stati utilizzati fotodiodi al silicio con un intervallo spettrale di 0,6-1,1 µm e la selezione è stata sintonizzata per selezionare impulsi più brevi di 200 µs. Tale attrezzatura era relativamente semplice ed economica, quindi era ampiamente utilizzata nella tecnologia dei carri armati mondiali. I modelli più avanzati, l'RL1 di TRT e l'R111 di Marconi, avevano un canale notturno aggiuntivo per la registrazione della radiazione infrarossa continua dai dispositivi di visione notturna attivi del nemico. Nel corso del tempo, una tale tecnologia è stata abbandonata: c'erano molti falsi positivi e anche l'aspetto della visione notturna passiva e delle termocamere ha influito. Gli ingegneri hanno provato a realizzare sistemi di rilevamento a tutti gli angoli per l'illuminazione laser - Fotona ha proposto un singolo dispositivo LIRD con un settore ricevente di 3600 in azimut.

Sistemi a serbatoio per la registrazione della radiazione laser
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Dispositivo FOTONA LIRD-4. Fonte: "Notizie dell'Accademia russa di scienze dei missili e dell'artiglieria"

Una tecnica simile è stata sviluppata negli uffici di Marconi e Goodrich Corporation con le denominazioni, rispettivamente, Tipo 453 e AN / VVR-3. Questo schema non ha attecchito a causa dell'inevitabile colpo delle parti sporgenti del serbatoio nel settore ricevente dell'apparecchiatura, che ha portato alla comparsa di zone "cieche" o alla riflessione del raggio e alla distorsione del segnale. Pertanto, i sensori sono stati semplicemente posizionati lungo il perimetro dei veicoli blindati, fornendo così una visione a tutto tondo. Tale schema è stato implementato in serie dall'inglese HELIO con un set di teste sensore LWD-2, gli israeliani con LWS-2 nel sistema ARPAM, ingegneri sovietici con TShU-1-11 e TSHU-1-1 in il famoso "Shtora" e gli svedesi di Saab Electronic Defense Systems con sensori LWS300 in protezione attiva LEDS-100.

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Set di apparecchiature LWS-300 del complesso LEDS-100. Fonte: "Notizie dell'Accademia russa di scienze dei missili e dell'artiglieria"

Le caratteristiche comuni della tecnica indicata sono il settore ricevente di ciascuna delle teste nel range da 450 fino a 900 in azimut e 30…600 all'angolo del luogo. Questa configurazione del rilevamento è spiegata dai metodi tattici di utilizzo delle armi guidate anticarro. Ci si può aspettare un attacco da bersagli a terra o da equipaggiamento volante, che diffida della difesa aerea che copre i carri armati. Pertanto, gli aerei d'attacco e gli elicotteri di solito illuminano i carri armati da basse altitudini nel settore 0 … 200 in elevazione con il successivo lancio del razzo. I progettisti hanno tenuto conto delle possibili fluttuazioni della carrozzeria del veicolo blindato e il campo visivo dei sensori in elevazione è diventato leggermente più ampio dell'angolo di attacco dell'aria. Perché non mettere un sensore con un ampio angolo di visione? Il fatto è che i laser delle micce di prossimità dei proiettili di artiglieria e delle mine stanno lavorando sopra il carro armato, che, nel complesso, è troppo tardi e inutile per incepparsi. Anche il Sole è un problema, la cui radiazione è in grado di illuminare il dispositivo ricevente con tutte le conseguenze che ne conseguono. I moderni telemetri e designatori di obiettivi, per la maggior parte, utilizzano laser con lunghezze d'onda di 1, 06 e 1, 54 micron: è per tali parametri che viene affinata la sensibilità delle teste di ricezione dei sistemi di registrazione.

Il passo successivo nello sviluppo dell'apparecchiatura è stato l'ampliamento della sua funzionalità alla capacità di determinare non solo il fatto dell'irradiazione, ma anche la direzione verso la sorgente della radiazione laser. I sistemi di prima generazione potevano solo indicare approssimativamente l'illuminazione nemica, tutto a causa del numero limitato di sensori con un ampio campo visivo azimutale. Per un posizionamento più accurato del nemico, sarebbe necessario pesare il carro armato con diverse dozzine di fotorilevatori. Pertanto, sulla scena sono comparsi sensori a matrice, come il fotodiodo FD-246 del dispositivo TShU-1-11 del sistema Shtora-1. Il campo fotosensibile di questo fotorivelatore è suddiviso in 12 settori sotto forma di strisce, sui quali viene proiettata la radiazione laser trasmessa attraverso la lente cilindrica. Per dirla semplicemente, il settore del fotorilevatore, che ha registrato l'illuminazione laser più intensa, determinerà la direzione della sorgente di radiazione. Poco dopo, è apparso un sensore laser al germanio FD-246AM, progettato per rilevare un laser con una gamma spettrale di 1,6 micron. Questa tecnica consente di ottenere una risoluzione sufficientemente elevata di 2 … 30 all'interno del settore visto dalla testa ricevente fino a 900… Esiste un altro modo per determinare la direzione della sorgente laser. Per questo, i segnali di più sensori vengono elaborati congiuntamente, le cui pupille d'ingresso si trovano ad angolo. La coordinata angolare si ricava dal rapporto dei segnali di questi ricevitori laser.

I requisiti per la risoluzione dell'apparecchiatura per la registrazione della radiazione laser dipendono dallo scopo dei complessi. Se è necessario puntare con precisione l'emettitore laser di potenza per creare interferenze (cinese JD-3 sul serbatoio Object 99 e sul complesso americano Stingray), è necessaria un'autorizzazione dell'ordine di uno o due minuti d'arco. Meno rigoroso per la risoluzione (fino a 3 … 40) sono adatti nei sistemi in cui è necessario ruotare l'arma nella direzione dell'illuminazione laser - questo è implementato nel KOEP "Shtora", "Varta", LEDS-100. E già una risoluzione molto bassa è consentita per l'impostazione di cortine fumogene di fronte al settore del lancio del razzo proposto - fino a 200 (Polacco Bobravka e inglese Cerberus). Al momento, la registrazione della radiazione laser è diventata un requisito obbligatorio per tutti i COEC utilizzati sui carri armati, ma le armi guidate sono passate a un principio guida qualitativamente diverso, che ha posto nuove domande per gli ingegneri.

Il sistema di teleorientamento dei missili mediante raggi laser è diventato un "bonus" molto comune delle armi guidate anticarro. È stato sviluppato in URSS negli anni '60 e implementato su una serie di sistemi anticarro: Bastion, Sheksna, Svir, Reflex e Kornet, nonché nel campo di un potenziale nemico - MAPATS di Rafael, Trigat riguardano MBDA, LNGWE da Denel Dynamics, così come Stugna, ALTA dall'ucraino "Artem". Il raggio laser in questo caso invia un segnale di comando alla coda del razzo, più precisamente al fotorilevatore di bordo. E lo fa in modo estremamente intelligente: il raggio laser codificato è una sequenza continua di impulsi con frequenze nell'intervallo dei kilohertz. Senti di cosa si tratta? Ogni impulso laser che colpisce la finestra di ricezione del COEC è al di sotto del loro livello di risposta di soglia. Cioè, tutti i sistemi si sono rivelati ciechi di fronte al sistema di guida delle munizioni del raggio di comando. Il combustibile è stato aggiunto al fuoco con il sistema di emettitore pancratico, secondo il quale la larghezza del raggio laser corrisponde al piano dell'immagine del fotorilevatore del razzo, e man mano che le munizioni vengono rimosse, l'angolo di divergenza del raggio generalmente diminuisce! Cioè, nei moderni ATGM, il laser potrebbe non colpire affatto il serbatoio: si concentrerà esclusivamente sulla coda del razzo volante. Questo, ovviamente, è diventato una sfida: al momento è in corso un intenso lavoro per creare una testa ricevente con una maggiore sensibilità, in grado di rilevare un complesso segnale laser a raggio di comando.

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Un prototipo dell'apparecchiatura per la registrazione della radiazione dei sistemi di guida del raggio di comando. Fonte: "Notizie dell'Accademia russa di scienze dei missili e dell'artiglieria"

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Testa ricevente di AN/VVR3. Fonte: "Notizie dell'Accademia russa di scienze dei missili e dell'artiglieria"

Questa dovrebbe essere la stazione di jamming laser BRILLIANT (Beamrider Laser Localization Imaging and Neutralization Tracker), sviluppata in Canada dal DRDS Valcartier Institute, nonché dagli sviluppi di Marconi e BAE Systema Avionics. Ma ci sono già campioni seriali: gli indicatori universali 300Mg e AN / VVR3 sono dotati di un canale separato per determinare i sistemi del raggio di comando. È vero, finora sono solo le assicurazioni degli sviluppatori.

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Set di apparecchiature per la registrazione delle radiazioni SSC-1 Obra. Fonte: "Notizie dell'Accademia russa di scienze dei missili e dell'artiglieria"

Il vero pericolo è il programma di ammodernamento dei carri armati Abrams SEP e SEP2, secondo il quale i mezzi corazzati sono dotati di un mirino per immagini termiche GPS, in cui il telemetro ha un laser ad anidride carbonica con una lunghezza d'onda "infrarossa" di 10,6 micron. Cioè, al momento, assolutamente la maggior parte dei carri armati nel mondo non sarà in grado di riconoscere l'irradiazione dal telemetro di questo carro armato, poiché sono "affilati" per la lunghezza d'onda del laser di 1, 06 e 1, 54 micron. E negli USA più di 2mila dei loro Abram sono già stati modernizzati in questo modo. Presto anche i designatori di bersagli passeranno al laser ad anidride carbonica! Inaspettatamente, i polacchi si sono distinti installando sulla loro testa di ricezione PT-91 SSC-1 Obra della società PCO, in grado di distinguere la radiazione laser nell'intervallo 0,6 … 11 micron. Tutti gli altri dovranno ora tornare di nuovo alla loro armatura di fotorivelatori a infrarossi (come hanno fatto in precedenza Marconi e Goodrich Corporation) basati su composti ternari di cadmio, mercurio e tellurio, in grado di rilevare i laser a infrarossi. Per questo, saranno costruiti sistemi per il loro raffreddamento elettrico e in futuro, possibilmente, tutti i canali infrarossi del KOEP saranno trasferiti a microbolometri non raffreddati. E tutto questo mantenendo una visibilità a 360 gradi, oltre ai tradizionali canali per laser con lunghezze d'onda di 1, 06 e 1, 54 micron. In ogni caso, gli ingegneri dell'industria della difesa non staranno a guardare.

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