Занятие 2.6 (Все занятия с презентациями)

Занятие 2.6 «Теплопеленгатор МАК-УЛ»

Цель: изучить назначение, основные тактико-технические данные и принцип

действия теплопеленгатора

Вопросы:

1. Назначение, основные ТТД и устройство теплопеленгатора.

2. Принцип действия теплопеленгатора.

1. Назначение, основные ТТД и устройство пеленгатора

Теплопеленгатор «МАК-УЛ» предназначен для обнаружения момента пуска и определения угловых координат точки пуска атакующих ракет по излучению факелов их двигателей. Теплопеленгатор (ТП) входит в состав бортового комплекса обороны самолета.

Основные ТТД теплопеленгатора «МАК-УЛ»:

- обнаружение момента пуска атакующих ракет на дальностях их боевого применения с вероятностью 0,9 при отсутствии фоновых помех;

- обнаружение точки пуска атакующих ракет по азимуту (±60±2)⁰ и углу места (0…35±1)⁰ в передней и задней полусферах;

- поле сканирования оптико-механического блока (39…42)⁰×(35±1)⁰;

- время обзора поля сканирования не более 0,6с;

- время отработки целеуказания не более 1,5с;

- среднеквадратическая ошибка определения угловых координат точки пуска по азимуту и углу места не более 5⁰;

- время выхода ТП в режим не более 5 мин.;

- время непрерывной работы не менее 2,5 часов;

- потребляемая мощность не более 330Вт;

- масса не более 36,9 кг.

Теплопеленгатор состоит из трех блоков: оптико-механического (ОМБ), обработки информации и блока питания (рис. 1). ОМБ содержит оптико-механический сканирующий узел и систему охлаждения (СО).

Оптико-механический сканирующий узел состоит из (рис. 1):

- встречно-вращающихся оптических клиньев 1;

- качающегося зеркала 2;

- привода сканирования в виде исполнительных двигателей 3, 4 движения клиньев и зеркала, соответственно;

- датчиков 5, 6 текущих координат луча визирования в поле обзора по азимуту и углу места, соответственно;

- привода положения в виде исполнительного двигателя 7 разворота клиньев и зеркала по сигналу целеуказания;

- усилителя мощности 8, управляющего исполнительным двигателем 7;

- датчиков положения 9, 10 оптической оси подвижной части ОМБ;

Рис. 1

- обтекателя 11;

- светозащитного кожуха 12;

- объектива 13;

- преломляющего зеркала 14;

- фотоприемника 15.

Блок обработки информации состоит из 4-х основных функциональных схем (рис. 1): отработки целеуказания (ЦУ), выдачи координат, обработки сигналов и автоконтроля.

Система охлаждения предназначена для охлаждения чувствительных площадок (элементов) фотоприемника до температуры 77…80⁰ К. В качестве хладоагента используется жидкий азот.

2. Принцип действия теплопеленгатора

ТП начинает работать при поступлении в блок питания команды «Включение» из устройства управления (УУ) БКО: происходит подключение блока к бортовой сети 200/115В, включение его вторичных источников питания, привода сканирования и системы охлаждения.

В схеме отработки целеуказания постоянно сравниваются приходящий из УУ БКО код «ЦУ» с кодом, вырабатываемым датчиками положения оптической оси ОМБ. При отличии кодов на величину более допустимой (±2⁰), схема, в соответствии со знаком рассогласования, вырабатывает управляющие сигналы, подаваемые на усилитель мощности. Привод положения отрабатывает эти сигналы, поворачивая подвижную часть ОМБ до тех пор, пока коды не совпадут. В результате осуществляется перенос поля обзора ТП в атакоопасную зону – область пространства, из которой по данным БКО возможен пуск ракеты.

При появлении в поле обзора ТП источника ИК-излучения, его сигнал через оптическую систему попадает на фотоприемник, где преобразуется в электрический, затем усиливается и поступает на схему обработки. В схеме осуществляется амплитудная и геометрическая (размерная) селекция сигнала. При соответствии параметров сигнала параметрам цели (факела ракеты) со схемы выдается импульс «Наличие цели», поступающий на схему выдачи координат. По этому сигналу в схеме фиксируются текущие координаты луча визирования, выдаваемые датчиками азимута и угла места. Значения этих координат служат для формирования сигнала «Код цели», который, как и сигнал «Наличие цели», поступает в УУ БКО.

Сканирование поля обзора (рис. 2) по азимуту осуществляется встречно-вращающимися оптическими клиньями, а по углу места – качающимся зеркалом. Скорость вращения клиньев равна 1372 об/мин, а период качания зеркала составляет 1,2с. ИК-сигнал после прохождения через обтекатель и элементы сканирования фокусируется объективом, преломляется зеркалом и попадает на фотоприемник.

Рис. 2

Угловые координаты целей, находящихся в поле зрения ТП, определяются путем измерения временного сдвига импульса цели относительно опорного момента времени. Для используемого построчного обзора пространства начало отсчета по азимуту соответствует моменту начала строки, по углу места - началу кадра, а точнее, определяется номером строки, на которой обнаружена цель, как это показано на рис. 2.

Фотоприемник представляет собой фоторезистор в виде линейки из 30 чувствительных площадок, каждая размером 0,15×0,15 мм. Фотоприемник вертикально расположен в фокусе оптической системы. Сигналы с чувствительных площадок обрабатываются параллельно в 30 каналах, начиная с блока 21 предусилителей (рис. 1).

Отработка целеуказания ТП происходит при поступлении из УУ команд «Наличие ЦУ», «ТИ приема», «Код ЦУ». Команды отработки приходят с периодом не менее 3 сек и дискретом по углу 10⁰, причем, если не требуется изменение направления обзора, «Код ЦУ» не меняется.

После отработки ЦУ в течение 0,6…1,2с (технологического кадра) происходит адаптация по фоновой составляющей, т.е. фиксируется максимальная амплитуда U_Ф фона и выставляется порог срабатывания более (1,7…2,1)U_Ф.

Для обеспечения помехозащищенности в ТП предусмотрены:

1) блокировка канала передачи сигнала «Наличие цели»:

- на время отработки ЦУ;

- на время технологического кадра;

- на время выхода фотоприемника на режим;

2) установка порога срабатывания для двух последующих кадров с учетом его значения для двух предыдущих кадров;

3) блокировка сигнала «Наличие цели»:

- в зоне ±3,2⁰ от строительной оси самолета в задней полусфере (наличие киля самолета вызывает ложные срабатывания);

- при попадании солнца в кадр.

Схема обработки сигналов обеспечивает:

- амплитудную селекцию входных аналоговых сигналов с помощью пороговых устройств;

- автоматическую регулировку уровня срабатывания пороговых устройств по фоновой составляющей;

- размерную селекцию входных сигналов и выдачу управляющего сигнала «Наличие цели»;

- выравнивание суммарных коэффициентов К_П передачи линейного тракта (фотоприемник, предусилитель) с помощью юстировочных элементов по каждому каналу в отдельности;

- регулировку К_П тракта обработки сигналов с помощью аттенюаторов по каждому каналу.

С выхода предусилителей (рис. 3) сигналы поступают на основные усилители (К_П=10), а с них на пороговые устройства (ПУ) и на логический сумматор. Сигнал U_∑ логической суммы (максимальный из всех 30 каналов) подается на анализатор фона, где вырабатывается пороговое напряжение U_ПОР = 2U_∑. С выхода ПУ нормированные по амплитуде сигналы поступают на входы селектора по размерам, где оценивается их протяженность в азимутальном и угломестном направлениях. Одновременно сигналы с предусилителей поступают на схему защиты, которая запрещает прохождение сигнала «Наличие цели» с селектора, если входной сигнал превышает 2В (такие и большие сигналы могут поступать от мощных ИК-помех, Луны и Солнца).

Рис. 3

Схема селектора по размерам состоит из узла оценки длительности суммарного сигнала (размера цели) по горизонтали (азимуту) и узла оценки размера цели по вертикали (углу места). Оценка осуществляется следующим образом.

Все 30 каналов разбиты по вертикали на 10 групп по 3 канала в каждой. Это обусловлено заложенным критерием оценки вертикального размера: при команде «Критерий 2» за цели принимаются сигналы, попадающие не более, чем на 2 соседние площадки фотоприемника. При оценке по горизонтали сигналы цели с каждой группы объединяются (берется их проекция на горизонтальную ось) и измеряется длительность t_∑ суммарного сигнала. Если t_∑ ≥ 3Т_ЭТ, где Т_ЭТ – время, за которое проецируемое изображение смещается на горизонтальный размер чувствительной площадки, выдача сигнала «Наличие цели» запрещается независимо от того, каков размер по вертикали. В противном случае, когда цель перекрывает частично или полностью смежные группы, оценка ведется как для одной тройки площадок, во всех затронутых тройках, но имеющаяся информация о непрерывности по вертикали используется для запрета выдачи сигнала «Наличие цели» с любой из не полностью перекрытой группы.

В режиме «Автоконтроль» по командам УУ подвижная часть ОМБ устанавливается так, что центр поля обзора совмещается с направлением на встроенный источник ИК-излучения – коллиматор 22 (рис. 1). При этом схемой автоконтроля проверяются:

- прохождение сигнала от коллиматора по тракту обработки сигнала;

- количество исправных каналов;

- выдача координат;

- исправность азимутального датчика положения луча визирования в поле обзора;

- информация о наличии в данный момент отработки ЦУ.

Результаты контроля выдаются в УУ БКО.

В рабочем режиме в ТП осуществляется непрерывный контроль работоспособности, в ходе которого проверяются:

- напряжения вторичных источников питания;

- температуры площадок фотоприемника;

- наличие сигналов с азимутального датчика положения луча визирования в поле обзора;

- информация об отсутствии в данный момент отработки ЦУ.