Оптическая система многоспектральной моноапертурной оптико-локационной станции самолета с динамической стабилизацией осей функциональных каналов

• Автор: Червонкин, Александр Петрович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Глава 1 Существующие оптико-локационные станции

1.1 Развитие функциональных возможностей авиационных оптиколокационных станций зарубежного и отечественного производства

1.2 Существующие зарубежные системы

1.3 Развитие отечественных оптико-локационных станций

1.4 Третье поколение систем прицеливания

1.5 Принципы построения оптической системы существующих

современных оптико-локационных станций

Выводы к главе

ГЛАВА 2 Основные принципы построения оптического тракта ОЛС нового поколения

2.1 Принципы построения оптической схемы ОЛС нового поколения

2.2 Концепция построения системы наведения лазерного излучения на основе маркерного источника
2.3 Анализ вариантов установки и управления зеркалом прецизионного наведения
2.4 Использование маркерного источника в различных режимах работы

Выводы к главе
Глава 3 Обоснование выбора ИК фотоприемника для построения пеленгационного кагнала и определение необходимого уровня мощности маркерного источника
3.1 Технические параметры основных оптических элементов и датчиков, составляющих основу построения ОЛС
3.2 Определение дальности обнаружения точечной цели на основе матричных фотоприемников среднего ИК диапазона
3.2.1 Расчетные соотношения для определения дальности обнаружения
3.2.2 Расчет уровня полезного сигнала
3.2.3 Расчет уровня фона
3.2.4 Расчет уровня шума
3.2.5 Основное энергетическое уравнение
3.2.6 Параметры матриц и исходные данные для сравнительного анализа
3.2.7 Расчет вероятности обнаружения полезного сигнала на фоне шумов
3.2.8 Результаты сравнительного анализа ФПУ
3.2.9 Выбор типа фото приемника
3.3 Определение необходимого уровня мощности маркерного источника для его устойчивого обнаружения в пеленгационных каналах среднего и
ближнего Ж диапазонов длин волн
Выводы к главе
Глава 4 Экспериментальная проверка системы динамической стабилизации оптической оси системы на основе маркерного источника
4.1 Математическое и экспериментальное моделирование процесса определения энергетического центра пятна с субпиксельной точностью
4.2 Принцип работы системы динамической стабилизации направления излучения твердотельного лазера и выбор конфигурации источника маркерного излучения
4.3 Рабочая оптическая схема построения ОЛС. Описание оптической схемы
4.4 Экспериментальные подтверждения применения маркерного источника в системе динамической стабилизации оптической оси системы
Выводы к главе
Основные результаты и выводы
Список литературы

Анализ истории мировых войн и боевых действий, а также локальных конфликтов последних лет указывает на всевозрастающую роль бортовых прицельных систем. Оснащение самолетов оптико-электронными прицельными системами резко увеличило эффективность поражения целей при бомбометании, стрельбе из пушек и применении ракет с лазерными головками самонаведения.
Актуальность работы
В 60...70 годах прошлого века советскими инженерами, впервые в мире, были разработаны бортовые оптико-локационные станции для пилотируемых летательных аппаратов. Модификации этих станций, встроенные внутрь фюзеляжа носителя, находятся на вооружении и устанавливаются на самолетах семейства МиГ и Су отечественного производства. Эти оптико-локационные системы имеют точность определения координат цели и точность целеуказания порядка нескольких десятков угловых минут. Для повышения эффективности стрельбы по цели на сегодня требуются уже минутные или субминутные точности удержания линии визирования и выдачи угловых координат цели. В связи с этим разработка новой высокоточной системы является актуальной. Самолеты семейства МиГ и Су находятся в эксплуатации, поэтому новая ОЛС взамен предыдущей должна разрабатываться с учетом конструктивных особенностей носителя, что накладывает определенные ограничения на реализацию новых принципов построения.
Период бурного развития высоких технологий привел к возможности создания новых более совершенных высокоточных оптико-электронных прицельных систем. Применение новых технологий при разработке аппаратуры позволяет увеличить диапазон дальностей обнаружения целей, точность измерения угловых координат и скоростей цели, диапазон и точность измерения дальности, частоту измерений. А также позволяет:

ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ТРАКТА ОЛС НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Оптико-локационные станции являются первичным звеном системы наведения оружия. ОЛС принимает лучистую энергию от цели и преобразует ее в электрические сигналы координат цели для управления последующими звеньями системы. Излучение электромагнитной энергии оптического (видимого, ближнего, среднего и дальнего инфракрасных) диапазона [94] свойственно всем материальным телам в любых условиях. Поэтому прицельные оптико-электронные системы можно построить, используя температурный контраст цели и фона, т.е. применяя пассивную пеленгацию (без облучения цели, которое является демаскирующим фактором). Оптикоэлектронные приборы наведения являются простыми и малогабаритными средствами получения информации для управления оружием летательного аппарата, создающими ряд важных тактических преимуществ ввиду скрытности их действия [61, 69].
Уменьшение габаритов выступающей за внешнюю облицовку самолета приемопередающей части оптической системы ОЛС особенно важно, так как влияет на аэродинамические характеристики самолета. В связи с этим целесообразно применение единой оптической апертуры для всех приемопередающих каналов станции.
2.1 Принципы построения оптической схемы ОЛС нового поколения
Как отмечалось в главе 1, на сегодняшний день покупатели и разработчики стремятся к максимальной универсальности своих самолетов, то есть к возможности решения различных тактико-технических задач в различных погодных условиях. Современная ОЛС, предназначенная для решения различных задач боевого применения, должна содержать в себе, по крайней мере, следующие функциональные узлы и элементы: