Техническая подготовка командира взвода ПЗРК 9К38 «Игла» - Акулов Игорь Евгеньевич - Страница 5

3) преобразование инфракрасного излучения выбранной для обстрела цели в электрический сигнал ошибки слежения, пропорциональный пространственному рассогласованию оптической оси ОГС и линии визирования «ракета — цель»;

4) захват и автоматическое сопровождение цели оптической осью (сведение ошибки слежения к нулю);

5) формирование сигнала управления ракетой, пропорционального угловой скорости линии визирования (по методу пропорционального сближения).

Рис. 19. Отсек ОГС 9Э410

Решение задачи пространственной селекции целей осуществляется созданием узкого поля зрения ОГС (2°) за счёт применения зеркально-линзовой оптической системы (объектива). Однако узкое поле зрения потребует точного прицеливания и принудительного совмещения оптической оси объектива с линией прицеливания.

Для пространственной селекции оптического излучения объектов выбор угла поля зрения носит характер оптимизации: при очень малом угле затрудняется наведение и сопровождение, а при большом — повышается объём информации, в том числе ложной. Величина угла зависит от отношения фокусного расстояния и диаметра кадра объектива.

Задача спектральной селекции инфракрасного излучения поражаемых целей, ложных тепловых целей (ЛТЦ), фоновых помех и защита от них решается путём избирательного двухканального приёма инфракрасного излучения поражаемых целей и помех.

Физическими основами пассивной оптической локации является то, что все тела, температура которых выше абсолютного нуля, излучают электромагнитные волны в оптическом диапазоне. Оптический диапазон лежит между радио— и рентгеновским излучением и включает в себя:

• инфракрасное излучение с длиной волны λ = 1000–0,78 мкм;

• видимое излучение — λ = 0,78–0,4 мкм;

• ультрафиолетовое излучение — λ = 0,4–0,001 мкм.

При этом также известно, что:

• максимум спектральной интенсивности излучения Солнца, его фоновых отражений достигается при λ = 1 мкм, а ложных тепловых целей (ЛТЦ) — при λ = 2 мкм;

• нагретые элементы сопел реактивных двигателей и выхлопных патрубков поршневых двигателей, а также их выхлопные газовые струи имеют инфракрасное (тепловое) излучение в узком диапазоне длин волн 2,6–6,5 мкм.

При построении приёмных устройств для инфракрасного излучения в объективах создаются входные оптические полосовые фильтры, которые, в принципе, могут быть созданы различными методами: интерференцией, избирательным поглощением, избирательным отражением, избирательным преломлением и поляризацией.

Использование в приёмниках оптических фильтров позволяет:

• выделить из всего потока лучистой энергии только инфракрасное излучение целей и помех;

• образовать в приемном устройстве два спектральных канала: основной (ОК) — поражаемых целей и вспомогательный (ВК) — помех.

Сравнение уровней сигналов в ОК и ВК позволяет выстроить логику селекции и защиты:

ВК/ОК < 1 — цель; ВК/ОК ≈ 1 — фон; ВК/ОК > 1 — ЛТЦ.

Задача преобразования инфракрасного излучения выбранной для обстрела цели в электрический сигнал ошибки слежения, пропорциональный пространственному рассогласованию оптической оси ОГС и линии визирования «ракета — цель» решается следующим образом:

• Оптическая система формирует в фокальной плоскости изображение цели в виде пятна малых размеров (положение пятна в фокальной плоскости однозначно характеризует направление (ε) и величину угла (А) рассогласования оптической оси и линии визирования, т. е. ошибку слежения).

• Модулятор приемного устройства, расположенный в фокальной плоскости, производит сканирование положения пятна и модуляцию потока лучистой энергии по закону ошибки слежения. В качестве модуляторов нашли применение вращающиеся диски — растры с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками.

Рис. 20. Принцип формирования изображения цели и ошибки слежения

• Фотодетекторы приёмного устройства преобразовывают модулированный лучистый поток в пропорциональный электрический сигнал ошибки слежения. В качестве детекторов наибольшее применение нашли фоторезисторы — полупроводниковые приборы, не содержащие p — n перехода. В них при поглощении фотонов генерируются электронно-дырочные пары, создающие, при приложении внешнего электрического поля ток в рабочей цепи. Подбором материала и температуры фоторезистора можно обеспечить требуемый диапазон его спектральной чувствительности.

Для обеспечения захвата и автоматического сопровождения выбранной для обстрела цели необходимо:

1. Принудительно совместить (арретировать) оптическую ось ОГС с линией прицеливания пусковой трубы (реализуется автоматически при выдаче питания от наземного источника).

2. Прицелиться (совместить линию прицеливания с направлением на цель).

3. Для перехода на автоматическое сопровождение нажать на пусковой крючок (до положения «РР» — разрешение разарретирования). При этом следящая система разарретируется и начинает работать. Задающим воздействием для следящей системы является сигнал ошибки слежения, а в качестве исполнительного элемента используется свободный гироскоп, на роторе которого и закреплён объектив. Под действием электромагнитного момента внешних сил, создаваемого следящей системой, ротор гироскопа прецессирует в сторону уменьшения ошибки слежения, причем с угловой скоростью, пропорциональной ошибке слежения.

Формирование сигнала управления ракетой по методу пропорционального сближения осуществляет автопилот. Он представляет собой одноканальную систему автоматического регулирования и структурно состоит из формирователя сигнала управления рулями (ФСУР) и рулевой машины (РМ).

Объектом управления автопилота являются рули планера ракеты. С помощью планера изменяется положение ракеты относительно цели (т. е. изменяется положение линии визирования «ракета — цель»).

При управлении полётом по методу пропорционального сближения ракета наводится не на цель, а в некоторую упрежденную точку встречи (УТВ) по условию равенства нулю угловой скорости поворота линии визирования, т. е. наличие угловой скорости линии визирования свидетельствует об ошибке наведения, которую автопилот должен свести к нулю.

Измерителем угловой скорости линии визирования является гироскопический следящий координатор, сопровождающий цель. При этом информация об угловой скорости линии визирования содержится в сигнале ошибки слежения, поэтому он подается на автопилот как сигнал ошибки наведения.

Для решения этих задач ОГС имеет следующую структуру и состав:

I. Следящий координатор цели (СКЦ):

1. Свободный гироскоп:

а) статор:

• катушки вращения (КВ);

• катушки коррекции (КК);

• катушки генератора опорных напряжений (ГОН);

• катушки пеленга (П);

б) ротор:

• карданов подвес;

• постоянный магнит;

• координатор;

• оптическая система (О);

• фотоприёмники основного и вспомогательного каналов (ФПок, ФПвк);

2. Системы автоматического управления:

а) следящая система арретирования и коррекции ротора гироскопа (СС);

б) система стабилизации оборотов ротора гироскопа (ССО).

II. Автопилот:

1. Формирователь сигнала управления рулями (ФСУР).

2. Газовая рулевая машина (и пороховой управляющий двигатель).

Оптическая система

Оптическая система предназначена для избирательного приёма инфракрасного излучения поражаемых целей и помех и фокусировки его в фокальных плоскостях основного и вспомогательного спектральных каналов координатора.

В ОГС 9Э410 применена зеркально-линзовая оптическая система, состоящая из следующих элементов: