Оптическая головка самонаведения

Оптическая головка самонаведения 9Э410 предназначена для формирования сигна­ла управления, обеспечивающего пассивное самонаведение ракеты по методу пропорциональ­ного сближения.

ОГС представляет собой оптическое приём­ное устройство и решает следующие задачи:

1) пространственная селекция целей;

2) спектральная селекция инфракрасного из­лучения поражаемых целей, ложных тепло­вых целей (ЛТЦ), фоновых помех и защита от них;

Рис. 19. Отсек ОГС 9Э410

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).

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 Я = 1000-0,78 мкм;

♦ видимое излучение - Я = 0,78-0,4 мкм;

♦ ультрафиолетовое излучение - Я = 0,4-0,001 мкм.

При этом также известно, что:

♦ максимум спектральной интенсивности излучения Солнца, его фоновых отражений достигается при Я = 1 мкм, а ложных тепловых целей (ЛТЦ) - при Я = 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:

 

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 (е) 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.

 

 

• Фотодетекторы приёмного устройства преобразовывают модулированный лучистый поток в пропорциональный электрический сигнал ошибки слежения. В качестве де­текторов наибольшее применение нашли фоторезисторы — полупроводниковые приборы, не содержащиер—п 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 напрвлением на цель).

3. Для перехода на автоматическое сопровождение нажать на пусковой крючок (до положения «РР» - разрешение разарретирования). При этом следящая система ра- зарретируется 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.