Tanksysteme zur Erfassung von Laserstrahlung

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Video: Tanksysteme zur Erfassung von Laserstrahlung

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Anonim

Die Störwirkung auf die Leitsysteme von Lenkwaffen trat erstmals in den 80er Jahren in der Ausrüstung von Panzern auf und erhielt den Namen des optisch-elektronischen Gegenmaßnahmenkomplexes (KOEP). An vorderster Front standen die israelische ARPAM, die sowjetische "Shtora" und die polnische (!) "Bobravka". Die Technik der ersten Generation zeichnete einen einzelnen Laserpuls als Zeichen der Entfernung auf, betrachtete jedoch eine Reihe von Pulsen als die Arbeit eines Zielbezeichners zum Führen eines halbaktiven Zielsuchkopfs einer angreifenden Rakete. Als Sensoren wurden Silizium-Photodioden mit einem Spektralbereich von 0,6–1,1 µm verwendet, wobei die Auswahl auf Pulse kürzer als 200 µs abgestimmt war. Eine solche Ausrüstung war relativ einfach und billig, daher wurde sie in der Weltpanzertechnologie weit verbreitet. Die fortschrittlichsten Modelle, der RL1 von TRT und der R111 von Marconi, verfügten über einen zusätzlichen Nachtkanal zur Aufzeichnung kontinuierlicher Infrarotstrahlung von feindlichen aktiven Nachtsichtgeräten. Im Laufe der Zeit wurde ein solches High-Tech aufgegeben - es gab viele falsch positive Ergebnisse, und auch das Erscheinungsbild von passiven Nachtsichtgeräten und Wärmebildkameras war betroffen. Ingenieure versuchten, All-Winkel-Detektionssysteme für die Laserbeleuchtung zu entwickeln - Fotona schlug ein einzelnes LIRD-Gerät mit einem Empfangssektor von 360. vor0 im Azimut.

Tanksysteme zur Erfassung von Laserstrahlung
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FOTONA LIRD-4-Gerät. Quelle: "News of the Russian Academy of Missile and Artillery Sciences"

Eine ähnliche Technik wurde in den Büros von Marconi und Goodrich Corporation unter den Bezeichnungen Typ 453 bzw. AN / VVR-3 entwickelt. Dieses Schema hat sich nicht durchgesetzt, weil die hervorstehenden Teile des Panzers im Empfangsbereich der Ausrüstung unvermeidlich getroffen wurden, was entweder zum Auftreten von "blinden" Zonen oder zu Strahlreflexion und Signalverzerrung führte. Daher wurden die Sensoren einfach entlang des Umfangs der gepanzerten Fahrzeuge platziert und ermöglichten so eine Rundumsicht. Ein solches Schema wurde in einer Reihe von den Engländern HELIO mit einem Satz LWD-2-Sensorköpfen, den Israelis mit dem LWS-2 im ARPAM-System, den sowjetischen Ingenieuren mit dem TShU-1-11 und TSHU-1-1 in. umgesetzt die berühmte "Shtora" und die Schweden von Saab Electronic Defence Systems mit LWS300 Sensoren im aktiven Schutz LEDS-100.

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Gerätesatz LWS-300 des LEDS-100-Komplexes. Quelle: "News of the Russian Academy of Missile and Artillery Sciences"

Die gemeinsamen Merkmale der angegebenen Technik sind der Empfangssektor jedes der Köpfe im Bereich von 450 bis zu 900 im Azimut und 30…600 an der Ecke des Ortes. Diese Konfiguration der Vermessung wird durch die taktischen Methoden des Einsatzes von Panzerabwehrlenkwaffen erklärt. Ein Angriff kann entweder von Bodenzielen oder von Fluggeräten erwartet werden, die sich vor Panzern der Luftverteidigung hüten. Daher beleuchten Kampfflugzeuge und Hubschrauber normalerweise Panzer aus geringer Höhe im Sektor 0 … 200 in der Höhe mit dem anschließenden Start der Rakete. Die Konstrukteure berücksichtigten die möglichen Schwankungen der gepanzerten Fahrzeugkarosserie und das Sichtfeld der Sensoren in der Elevation wurde etwas größer als der Luftangriffswinkel. Warum nicht einen Sensor mit weitem Betrachtungswinkel einsetzen? Tatsache ist, dass die Laser der Näherungszünder von Artilleriegranaten und Minen auf dem Panzer arbeiten, was im Großen und Ganzen zu spät und nutzlos ist, um sich zu blockieren. Auch die Sonne ist ein Problem, deren Strahlung in der Lage ist, das Empfangsgerät mit allen daraus resultierenden Folgen zu beleuchten. Moderne Entfernungsmesser und Zielbezeichner verwenden größtenteils Laser mit Wellenlängen von 1, 06 und 1, 54 Mikrometer - für solche Parameter wird die Empfindlichkeit der Empfangsköpfe von Registrierungssystemen geschärft.

Der nächste Schritt in der Entwicklung des Gerätes war die Erweiterung seiner Funktionalität auf die Fähigkeit, nicht nur die Tatsache der Bestrahlung, sondern auch die Richtung zur Quelle der Laserstrahlung zu bestimmen. Die Systeme der ersten Generation konnten feindliche Beleuchtung nur grob anzeigen - alles aufgrund der begrenzten Anzahl von Sensoren mit einem breiten Azimut-Sichtfeld. Um den Feind genauer zu positionieren, wäre es notwendig, den Panzer mit mehreren Dutzend Fotodetektoren zu wiegen. Daher erschienen Matrixsensoren wie die FD-246-Fotodiode des TShU-1-11-Geräts des Shtora-1-Systems. Das lichtempfindliche Feld dieses Photodetektors ist in 12 streifenförmige Sektoren unterteilt, auf die die durch die Zylinderlinse transmittierte Laserstrahlung projiziert wird. Vereinfacht gesagt bestimmt der Sektor des Photodetektors, der die stärkste Laserbeleuchtung erfasst hat, die Richtung zur Strahlungsquelle. Wenig später erschien ein Germanium-Lasersensor FD-246AM, der einen Laser mit einem Spektralbereich von 1,6 Mikrometern detektieren sollte. Mit dieser Technik erreichen Sie eine ausreichend hohe Auflösung von 2 … 30 innerhalb des vom Empfangskopf betrachteten Sektors bis zu 900… Es gibt eine andere Möglichkeit, die Richtung zur Laserquelle zu bestimmen. Dazu werden Signale von mehreren Sensoren gemeinsam verarbeitet, deren Eintrittspupillen schräg liegen. Die Winkelkoordinate ergibt sich aus dem Verhältnis der Signale dieser Laserempfänger.

Die Anforderungen an die Auflösung der Geräte zur Aufzeichnung von Laserstrahlung hängen vom Verwendungszweck der Komplexe ab. Wenn es erforderlich ist, den Leistungslaserstrahler genau auszurichten, um Interferenzen zu erzeugen (chinesisches JD-3 auf dem Objekt 99-Panzer und dem amerikanischen Stingray-Komplex), ist eine Genehmigung in der Größenordnung von ein oder zwei Bogenminuten erforderlich. Weniger streng bei der Auflösung (bis zu 3 … 40) eignen sich in Systemen, bei denen es notwendig ist, die Waffe in Richtung der Laserbeleuchtung zu drehen - dies ist im KOEP "Shtora", "Varta", LEDS-100 implementiert. Und schon ist eine sehr niedrige Auflösung für das Setzen von Nebelwänden vor dem Sektor des geplanten Raketenstarts zulässig - bis zu 200 (Polnisch Bobravka und Englisch Cerberus). Derzeit ist die Registrierung von Laserstrahlung für alle COECs, die auf Panzern verwendet werden, obligatorisch geworden, aber Lenkwaffen haben auf ein qualitativ anderes Leitprinzip umgestellt, was die Ingenieure vor neue Fragen stellte.

Das System der Fernausrichtung von Raketen durch Laserstrahlen ist zu einem sehr verbreiteten "Bonus" von Panzerabwehrlenkwaffen geworden. Es wurde in den 60er Jahren in der UdSSR entwickelt und auf einer Reihe von Panzerabwehrsystemen implementiert: Bastion, Sheksna, Svir, Reflex und Kornet sowie im Lager eines potenziellen Feindes - MAPATS von Rafael, Trigat-Konzern MBDA, LNGWE von Denel Dynamics, sowie Stugna, ALTA vom ukrainischen "Artem". Der Laserstrahl gibt in diesem Fall ein Befehlssignal an das Raketenheck, genauer gesagt an den bordeigenen Photodetektor. Und das macht er äußerst geschickt – der codierte Laserstrahl ist eine kontinuierliche Pulsfolge mit Frequenzen im Kilohertz-Bereich. Fühlst du, worum es geht? Jeder Laserpuls, der auf das Empfangsfenster des COEC trifft, liegt unter seinem Ansprechschwellenwert. Das heißt, es stellte sich heraus, dass alle Systeme vor dem Kommandostrahl-Munitionsleitsystem blind waren. Treibstoff wurde dem Feuer mit dem pankratischen Emittersystem hinzugefügt, wonach die Breite des Laserstrahls der Bildebene des Fotodetektors der Rakete entspricht, und wenn die Munition entfernt wird, nimmt der Divergenzwinkel des Strahls im Allgemeinen ab! Das heißt, in modernen ATGMs trifft der Laser den Panzer möglicherweise überhaupt nicht - er konzentriert sich ausschließlich auf das Heck der fliegenden Rakete. Dies wurde natürlich zu einer Herausforderung – derzeit wird intensiv daran gearbeitet, einen Empfangskopf mit erhöhter Empfindlichkeit zu entwickeln, der in der Lage ist, ein komplexes Befehlsstrahl-Lasersignal zu detektieren.

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Ein Prototyp der Ausrüstung zur Aufzeichnung der Strahlung von Befehlsstrahlführungssystemen. Quelle: "News of the Russian Academy of Missile and Artillery Sciences"

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Empfangskopf von AN / VVR3. Quelle: "News of the Russian Academy of Missile and Artillery Sciences"

Dabei soll es sich um die in Kanada vom DRDS Valcartier Institute entwickelte BRILLIANT Laser Jamming Station (Beamrider Laser Localization Imaging and Neutralization Tracker) sowie um die Entwicklungen von Marconi und BAE Systema Avionics handeln. Aber es gibt bereits Serienmuster - die Universalindikatoren 300Mg und AN / VVR3 sind mit einem separaten Kanal zur Bestimmung der Befehlsstrahlsysteme ausgestattet. Dies ist zwar bisher nur die Zusicherungen der Entwickler.

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SSC-1 Obra Strahlungsregistrierungsset. Quelle: "News of the Russian Academy of Missile and Artillery Sciences"

Die eigentliche Gefahr ist das Modernisierungsprogramm der Panzer Abrams SEP und SEP2, wonach gepanzerte Fahrzeuge mit einem GPS-Wärmebildvisier ausgestattet sind, bei dem der Entfernungsmesser über einen Kohlendioxidlaser mit einer "Infrarot"-Wellenlänge von 10,6 Mikrometer verfügt. Das heißt, im Moment werden absolut die meisten Panzer der Welt die Bestrahlung durch den Entfernungsmesser dieses Panzers nicht erkennen können, da sie für die Laserwellenlängen von 1, 06 und 1, 54 Mikrometer "geschärft" sind. Und in den USA wurden bereits mehr als 2000 ihrer Abrams auf diese Weise modernisiert. Demnächst werden auch Zielbezeichner auf Kohlendioxidlaser umstellen! Unerwartet zeichneten sich die Polen dadurch aus, dass sie auf ihrem PT-91-Empfangskopf SSC-1 Obra der Firma PCO installierten, der Laserstrahlung im Bereich von 0,6 … 11 Mikrometer unterscheiden kann. Alle anderen müssen jetzt wieder zu ihren Infrarot-Photodetektoren zurückkehren (wie es Marconi und Goodrich Corporation zuvor getan haben), die auf ternären Verbindungen von Cadmium, Quecksilber und Tellur basieren und Infrarotlaser erkennen können. Dazu werden Systeme zu deren elektrischer Kühlung gebaut und in Zukunft möglicherweise alle Infrarotkanäle des KOEP auf ungekühlte Mikrobolometer übertragen. Und das alles unter Beibehaltung der Rundumsicht sowie der traditionellen Kanäle für Laser mit Wellenlängen von 1, 06 und 1, 54 Mikrometer. Ingenieure aus der Rüstungsindustrie werden jedenfalls nicht tatenlos zusehen.

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