1. Озирнись на бомбу
2. Захована «Кайра»
3. Полювання на тепло
4. Чи не засвіти в око
5. Навколо і вперед
6. таємний Шестиокий
7. Навіщо літаку сапфір?

Як багато хто напевно помічали, під днищем фюзеляжу західних бойових літаків нерідко можна побачити якісь сигароподібні пристрою. Це не бомби і не ракети. І - що може здатися дивним - на російських винищувачах і бомбардувальниках нічого подібного немає. Так що ж це?

Сучасний бойовий багатофункціональний літак не може обійтися без оглядово-прицільної оптико-електронної системи (ОЕС). Вона працює всепогодний і цілодобово в пасивному прихованому режимі без демаскуючої випромінювання, забезпечуючи екіпаж всією необхідною інформацією для ведення бойових операцій.

Озирнись на бомбу

Перші ОЕС були пристосовані в основному для вирішення завдань «повітря-поверхня» і виконувалися у вигляді контейнерів на зовнішній підвісці під літаком - саме ці пристрої і мають сигарообразную форму. Але чому обладнання ОЕС можна було заховати всередину літака? Одна з головних причин полягає в тому, що для метання високоточних бомб з напівактивним лазерним наведенням потрібно, щоб мета протягом декількох секунд була підсвічена лазерним променем. Бомба націлюється, коли її головка наведення захоплює відображення випущеного бомбардувальником променя. За ці кілька секунд літак встигає пролетіти значну відстань, і летить бомба залишається далеко позаду. Значить, для підсвічування мети необхідно, щоб джерело лазерного променя мав, як кажуть фахівці, великий кут прокачування, тобто міг під значним кутом відхилятися в сторону, протилежну руху бомбардувальника. Оскільки контейнери винесені назовні, вони практично не мають обмежень по секторам огляду, так як їх оптична головка в передній частині має високу рухливість в будь-якій площині і не затінюється фюзеляжем. Тому і підсвічування мети лазером не уявляла собою проблеми.

Довгі роки західні конструктори авіоніки для бойових літаків воліли укладати оптико-електронні системи прицілювання в корпусу підвісних контейнерів. З появою технології «стелс» стало очевидно, що контейнери роблять літак занадто помітним. Довелося шукати інші шляхи.

Захована «Кайра»

Однак в нашій країні конструкторська думка спочатку пішла в іншому напрямку, і оптико-електронні системи контейнерного типу в СРСР не створювалися. Їм була знайдена альтернатива у вигляді вбудованих оглядово-прицільних систем, які при цьому виявилися не менш функціональними, ніж західні зразки. Зокрема, була створена одна з найкращих для свого часу прицільних систем, що отримала назву «Кайра». В основу «Кайри» закладені принципи телевізійного спостереження за метою з лазерним каналом цілевказівки і дальнометрирования. Система була вбудована в носову частину фюзеляжу літака МіГ-27К, за рахунок чого ніс машини отримав характерний скіс. Лазерний далекомір-подсветчік, повертаючись на одному кардані, міг стежити за метою з кутом прокачування до 159 градусів. «Кайра» ставилася до систем денного дії - втім, і всі західні контейнери того часу, та й деякі теперішні, були також «денними» і не сильно відрізнялися за параметрами від нашого. «Кайра» перебувала в експлуатації до 1985 року, коли МіГ-27К разом з нею був знятий з озброєння. Вітчизняна технологія вбудованих ОЕС отримала подальший розвиток в системах Колси, ОЛС-М, ОЛС-27 для літаків МіГ і Су.

Полювання на тепло

Подальший розвиток оптико-електронних прицільних систем йшло по шляху значного розширення функціональних можливостей, що у великій мірі пов'язано з початком застосування інфрачервоних (ІК) матриць. Можна стверджувати, що сучасні ОЕС орієнтовані на новітні технології ведення бойових операцій, в той час як позиції бортових локаторів (БРЛС) представляються не настільки вже однозначними. Справа в тому, що при використанні радіолокації літак стає помітним для противника на відстані, практично на третину перевищує дальність самого локатора. Цей фактор обмежує застосування БРЛС, вимагає особливого регламенту його використання. А ІК-матриця, вбудована в ОЕС, не тільки забезпечує системі нічне бачення, але і дозволяє відстежувати ситуацію як в навколишньому повітряному просторі, так і на землі, в пасивному режимі. Тобто без всякого випромінювання. Застосування інфрачервоних сенсорів не виключає використання активних засобів, таких як локатор або лазерні далекоміри і целеуказатели. Більш того, ІЧ-матриці в сучасних, оснащених штучним інтелектом системах здатні працювати в погодженому режимі з БРЛС. Локатор, наприклад, може бути використаний для більш детального розгляду знаходиться на землі об'єкта, в той час як ОЕС з тепловізіонним каналом працюють не з реальною картинкою, а з тепловими сигнатурами (оптичними образами), які бортова електроніка ідентифікує як, наприклад, «пуск ракети »або« одиниця бронетехніки ».

Чи не засвіти в око

Сучасні ОЕС - це багатофункціональні системи цілодобового застосування, в яких використовуються три інформаційні канали. Перший - телевізійний канал денного дії, побудований на приладах із зарядним зв'язком (ПЗС-матрицях). Другий - тепловізійний канал нічного дії, що працює в довгій (8-12 мкм) і середньої (3-5 мкм) частинах ІК-діапазону. Третій канал представлений лазерним далекоміром-целеуказателем з пеленгатором лазерного плями, які працюють на безпечній для зору довжині хвилі 1,06 і ​​1,57 мкм. Останнє дуже важливо для того, щоб уникнути неприємностей при обслуговуванні обладнання, так як технічний фахівець може випадково «засвітити» променем собі в око. Також є ймовірність засліпити «дружнім» лазером бійця, додатково подсвечивающего мета з землі.

Система «Кайра», яка мала як лазерним, так і телевізійним каналами, була вбудована в носову частину фюзеляжу літака МіГ-27К, за рахунок чого ніс машини отримав характерний скіс.

Завдяки мультиканального обладнання ОЕС з'явилася можливість застосовувати нові високоточні бомби (типу серії JDAM) з инерциально-супутниковим наведенням за принципом «пустив - забув» без заходу в зону ППО з дальністю планування цих бомб 40-70 км. ОЕС можуть виявляти повітряні цілі на дальностях 100 км і більше, цілі типу «танк» - на дальностях понад 20 км, цілі типу «міст» - 50-60 км. Вони вміють одночасно супроводжувати 15-20 цілей, зберігаючи при цьому режим огляду решти простору. Спеціальна відеокамера на ПЗС дозволяє дуже точно фіксувати результати удару і передавати інформацію на КП в реальному часі.

Навколо і вперед

Основні режими роботи сучасних ОЕС - IRST і FLIR. Перша англійська абревіатура розшифровується як «Пошук і ведення мети в ІК-діапазоні». Ця функція полягає в пасивному інфрачервоному скануванні (в сферичному огляді) простору навколо самолетa. Режим дає можливість виявляти цілі на великих відстанях і ідентифікувати їх, забезпечуючи ситуаційну обізнаність екіпажу.

Режим FLIR ( «дивиться вперед інфрачервоний сенсор») звернений до земної поверхні і використовується як для навігації, так і для застосування зброї «повітря-поверхня». Різновид режиму FLIR - NAVFLIR дає можливість здійснювати нізковисотние нічну навігацію і заходи на посадку в темний час доби.

Особливість системи EOTS - істотно збільшена дальність дії, особливо в нижній півсфері, що дуже важливо для перехоплення цілей типу крилатих ракет або БЛА, що летять поблизу землі на малих висотах. Доповнення подібними функціями вже в режимі IRST дозволяє використовувати систему EOTS також в задачах забезпечення ситуаційної обізнаності екіпажу.

Як правило, функції IRST і FLIR рознесені по різних пристроїв, оптимізованим під свій режим, але він умів виконувати суміжні завдання під керуванням загального програмного забезпечення ОЕС. На сучасних західних літаках покоління 4+ режим IRST забезпечує вбудована в носову частину фюзеляжу спеціалізована ОЕС. Її характерна ознака - кулясті обтічники ( «кулі») з сапфіра, які захищають апертури від набігаючого потоку. Вони розташовуються перед ліхтарем кабіни з деяким зміщенням відносно центральної осі, щоб знизити вплив затінення від конструкції корпусу. Режим FLIR поки виконується за допомогою контейнерних ОЕС, які мають перспективу перетворитися у вбудовані системи. Приклад такого перспективного обладнання - системи EOTS літака F-35 і ОЛС-К літака МІГ-35.

таємний Шестиокий

Як би не були прив'язані західні конструктори ОЕС до контейнерної конфігурації, очевидні недоліки цих систем явно суперечать технології «стелс» взагалі і ідеології бойових літаків 5-го покоління зокрема. Контейнери займають собою точку підвіски, на якій можна було б закріпити додаткове озброєння, і значно підвищують помітність літального апарату. Тому перехід до 5-го покоління буде означати остаточну відмову від контейнерних технологій. З іншого боку, оскільки запаси бомб з лазерним напівактивним наведенням в світі ще великі, ОЕС, упаковані в контейнери, будуть і далі проводитися для апаратів попередніх поколінь.

ІК-матриця формує два типи інфрачервоних зображень - з високою роздільною здатністю для супроводу розпізнаних цілей і менш чітку - для віддалених. Завдяки кардановому підвісу кут охоплення системи складає 360 градусів.

У винищувача 5-го покоління F-35 Lightning II ОЕС відноситься до вбудованого типу і складається з інтегрованих систем EODAIRS (діючу пенсійну систему режимі IRST) і EOTS (діючу пенсійну систему режимі FLIR, по «землі»).

Система EODAIRS включає в себе шість ІК-сенсорів, розміщених більш-менш рівномірно навколо носової частини фюзеляжу в районі ліхтаря кабіни. Вони мають узгоджені поля зору і утворюють так звану розподілену апертуру, що дозволяє вести сферичний огляд навколо літака в пасивному прихованому режимі. На основі оцінок ІК-сигнатур система ідентифікує виявлені повітряні цілі і здатна розпізнавати пуски ракет. Основні труднощі при створенні EODAIRS полягала в розробці програмного забезпечення з управління інформацією з різних зон огляду і її відображення на дисплеї шолома пілота або на кабінному індикаторі. Головне завдання полягало в тому, щоб пілот не помічав кордонів секторів огляду окремих датчиків і бачив зображення як єдине ціле, причому незалежно від поворотів голови. За заявами розробників, ця проблема вирішена повністю, включаючи психофізіологічні аспекти сумісності пілота з подібним варіантом індикації. Система працює в середньому ІЧ-діапазоні (довжина хвилі 3-5 мкм).

Контейнерна ОЕС Типова контейнерна ОЕС Litening ізраїльської компанії Rafael підвішена до фюзеляжу шведського багатоцільового малопомітного винищувача покоління 4 ++ Saab JAS 39 Gripen. Варто відзначити, що існує і вітчизняна розробка - підвісний оптико-електронний контейнер «Сапсан-Е» з тепловізіонним і лазерним каналами. «Сапсан-Е» встановлюється на літаки Су-30МК-2, розроблені для експорту в Китай. Типові ваго-габаритні параметри для контейнерних систем: довжина контейнера не більше 3 м, діаметр 300-330 мм, вага 220-250 кг. Контейнер коштує $ 1,8-2,5 млн, і, як правило, їх купують з розрахунку один контейнер на три літаки.

Навіщо літаку сапфір?

Електронно-оптична система прицілювання (EOTS) створена на основі контейнерної системи Sniper XR і має з нею загальні апаратні блоки. EOTS формує цифрові зображення контрольованого простору з високою роздільною здатністю на нашоломну дисплеї або кабінному індикаторі.

EOTS має широку апертуру під фасетированному (багатогранним) сапфіровим обтічником оригінальної клиноподібної форми. Вона добре вписується в контури літака і не погіршує його аеродинаміку, а також характеристики помітності.

У EOTS використовуються міцні оптичні матеріали та покриття, які забезпечують необхідну прозорість в ІК-діапазоні. Вони слабо нагріваються в надзвуковому польоті і тим самим знімають проблему температурних спотворень зображення мети і великих прицільних помилок. Вони також добре розсіюють відбите випромінювання від локаторів противника, перетворюючи його в позначку з безладної сигнатурою. Варто відзначити, що прозорий сапфіровий обтічник має красивий золотистий відтінок. Система EOTS використовує середній (3-5 мкм) ІК-діапазон, важить близько 90 кг.

Що стосується недавно почав здійснювати випробувальні польоти російського винищувача 5-го покоління Т-50, офіційної інформації про конструкцію його ОЕС поки не існує.

Стаття опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №6, червень 2010 ).