Текущее время:

Часовой пояс: UTC + 3 часа




 Страница 2 из 3 [ Сообщений: 82 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Означает ли это, что на "Сокол-Эшелон" стоит СО2 лазер?
Кто-нибудь понимает последовательность реакций, исходя из информации о трёх компонентах(жидкий кислород, смесь спирта и воды 70/30, смесь жидкого азота и жидкого СО2 90/10) и информации о температуре выхдопа 290К ?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Указан расход кислорода 13,5кг/c.
Если предположить, что весь этот кислород тратится на горение спирта, то мощность этой реакции при указанном расходе 219МВт.
Если предположить КПД на уровне 5%, то получается 11МВт..


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2257
Меня больше не сам лазер как таковой интересует и его тип, а система фокусировки и коррекции. По мне так это самая нетривиальная задача во всей затее.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
Mixalych писал(а):
Означает ли это, что на "Сокол-Эшелон" стоит СО2 лазер?
Кто-нибудь понимает последовательность реакций, исходя из информации о трёх компонентах(жидкий кислород, смесь спирта и воды 70/30, смесь жидкого азота и жидкого СО2 90/10) и информации о температуре выхдопа 290К ?


Да СО2 и азот это рабочая среда СО2 лазера. Вопрос лишь какого типа и как реализован (в космосе накачка и отвод от аппарата "лишней энергии"). 5% это показатель газодинамического лазера СО2, а поскольку заявлено наличие смеси жидкого азота и СО2 то это явно не ГДЛ (на борту был бы тогда сжатый воздух + гептил, керосин и Т.Д., смесь при сгорании которой получается "заряженная" среда азота и СО2 в определенной пропорции у гептила пропорция лучше, КПД лучше, а у керосина пропорция хуже зато он безопасней. Так как заявленна смесь азота и СО2 "готовая", то всему этому делу потребуется накачка и отвод тепла, следующим по достигнутым мощностям вариантом СО2 лазера после ГДЛ идет проточный у него есть плюс больший КПД порядка 20 % ("теоретический" квантовый КПД СО2 лазера порядка 44%). Трудно оценить "для меня" в точности как там все работало и что применили, проточный СО2, а может и какую нибуть экзотику типа "взрывного" лазера. Я склоняюсь к проточному. Видимо самое сложное в космическом лазере это куда то деть излишнее тепло))) (если аппарат не одноразовый) я думаю.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
st_Paulus писал(а):
Меня больше не сам лазер как таковой интересует и его тип, а система фокусировки и коррекции. По мне так это самая нетривиальная задача во всей затее.


Например на самых мощных ГДЛ СО2 мегаваттного класса на выходе линзу вообще невозможно поставить (разрушается, самофокусировка, перегрев). Вообще ничего не ставят))), только воздушную стенку для удержания. Так что на лазерах способных хоть что то уничтожить про фокусировку можно забыть.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Arbalest писал(а):
st_Paulus писал(а):
Меня больше не сам лазер как таковой интересует и его тип, а система фокусировки и коррекции. По мне так это самая нетривиальная задача во всей затее.


Например на самых мощных ГДЛ СО2 мегаваттного класса на выходе линзу вообще невозможно поставить (разрушается, самофокусировка, перегрев). Вообще ничего не ставят))), только воздушную стенку для удержания. Так что на лазерах способных хоть что то уничтожить про фокусировку можно забыть.

А как же зеркала?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 562
А почему не пойти по пути создания боевого лазера (газового) с взрыво-магнитной накачкой.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
вадим_123 писал(а):
А почему не пойти по пути создания боевого лазера (газового) с взрыво-магнитной накачкой.

А что, есть такой путь? Расскажите как сделать многоразовый газовый лазер с взрыво-магнитной накачкой.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 562
Mixalych писал(а):
вадим_123 писал(а):
А почему не пойти по пути создания боевого лазера (газового) с взрыво-магнитной накачкой.

А что, есть такой путь? Расскажите как сделать многоразовый газовый лазер с взрыво-магнитной накачкой.


Импульсный принцип работы, что-то вроде рельсотрона. Используются заряды/снаряды - генераторы энергии.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Mixalych писал(а):
Arbalest писал(а):
st_Paulus писал(а):
Меня больше не сам лазер как таковой интересует и его тип, а система фокусировки и коррекции. По мне так это самая нетривиальная задача во всей затее.


Например на самых мощных ГДЛ СО2 мегаваттного класса на выходе линзу вообще невозможно поставить (разрушается, самофокусировка, перегрев). Вообще ничего не ставят))), только воздушную стенку для удержания. Так что на лазерах способных хоть что то уничтожить про фокусировку можно забыть.

А как же зеркала?


Приходится "выкручиваться",
видел зеркало прожженное мощным лазером пятно диаметром сантиметров 15 с испорченным (стало матовым) зеркальным покрытием. Плюс потери при отражении меньше чем если заставить световой поток проходить через материал. Происходит лавинное разрушение линзы. Линза нагревается, "мутнеет", из за замутнения еще больше энергии переходит в тепло и т. д. + самофокусировка + не существует идеальных материалов всегда есть вкрапления на которых будет выделятся тепло и далее то же самое, что я описал вначале. Проблем много, решают по разному. Еще у ГДЛ мощных высокий коэффициент усиления рабочей среды, излучается за один проход по среде. Зеркала ставят по неустойчивой схеме ( типа телескопа кассегрена кажеться (с телефона сижу трудно в инете проверить).


  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 3982
а если "линзу" е из твердого материала ... а из газа... и ее фому держать эм.полями...(только не для космоса подойдет, наверное)


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Arbalest писал(а):
Да СО2 и азот это рабочая среда СО2 лазера. Вопрос лишь какого типа и как реализован (в космосе накачка и отвод от аппарата "лишней энергии"). 5% это показатель газодинамического лазера СО2, а поскольку заявлено наличие смеси жидкого азота и СО2 то это явно не ГДЛ (на борту был бы тогда сжатый воздух + гептил, керосин и Т.Д., смесь при сгорании которой получается "заряженная" среда азота и СО2 в определенной пропорции у гептила пропорция лучше, КПД лучше, а у керосина пропорция хуже зато он безопасней. Так как заявленна смесь азота и СО2 "готовая", то всему этому делу потребуется накачка и отвод тепла, следующим по достигнутым мощностям вариантом СО2 лазера после ГДЛ идет проточный у него есть плюс больший КПД порядка 20 % ("теоретический" квантовый КПД СО2 лазера порядка 44%). Трудно оценить "для меня" в точности как там все работало и что применили, проточный СО2, а может и какую нибуть экзотику типа "взрывного" лазера. Я склоняюсь к проточному. Видимо самое сложное в космическом лазере это куда то деть излишнее тепло))) (если аппарат не одноразовый) я думаю.

Что Вы всё про космос? Сокол-эшелон это самолёт А-60, он не в космосе.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
Mixalych писал(а):
Arbalest писал(а):
Да СО2 и азот это рабочая среда СО2 лазера. Вопрос лишь какого типа и как реализован (в космосе накачка и отвод от аппарата "лишней энергии"). 5% это показатель газодинамического лазера СО2, а поскольку заявлено наличие смеси жидкого азота и СО2 то это явно не ГДЛ (на борту был бы тогда сжатый воздух + гептил, керосин и Т.Д., смесь при сгорании которой получается "заряженная" среда азота и СО2 в определенной пропорции у гептила пропорция лучше, КПД лучше, а у керосина пропорция хуже зато он безопасней. Так как заявленна смесь азота и СО2 "готовая", то всему этому делу потребуется накачка и отвод тепла, следующим по достигнутым мощностям вариантом СО2 лазера после ГДЛ идет проточный у него есть плюс больший КПД порядка 20 % ("теоретический" квантовый КПД СО2 лазера порядка 44%). Трудно оценить "для меня" в точности как там все работало и что применили, проточный СО2, а может и какую нибуть экзотику типа "взрывного" лазера. Я склоняюсь к проточному. Видимо самое сложное в космическом лазере это куда то деть излишнее тепло))) (если аппарат не одноразовый) я думаю.

Что Вы всё про космос? Сокол-эшелон это самолёт А-60, он не в космосе.


Не обращайте внимания юбилей на работе был))).

Вот кстати есть свежая статья по ЛКАБ

http://www.raspletin.ru/press-centre/ne ... /04-14.pdf


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
Mixalych писал(а):
Означает ли это, что на "Сокол-Эшелон" стоит СО2 лазер?
Кто-нибудь понимает последовательность реакций, исходя из информации о трёх компонентах(жидкий кислород, смесь спирта и воды 70/30, смесь жидкого азота и жидкого СО2 90/10) и информации о температуре выхдопа 290К ?


Достал тетрадки свои))) (могу сфоткать но там "курица лапой", сам уже трудно разбираюсь и забыл многое)

Не совсем все понятно. Можно источник данных посмотреть?

Несомненно ГДЛ СО2 лазер, пропорция веществ не оптимальная, за то безопасно. Реакция такая С2Н5ОН+О2=СО2+Н2О (не указал доли) азот в реакции участие не принимает занимает значительную пропорцию. Пропорция CO2:N2:H2O=0,05:0,9:0,02 вроде бы оптимальная (у вас написано 90/10 азота к СО2) к примеру для толуола реакция будет С7Н8+9О2=7СО2+4Н20,
но он ядовит. Температура на выходе сопла лаваля 250-300К для ГДЛ у меня записана (так что 290К вполне ОК).
Не понятно только зачем все компоненты в жидком виде на борту когда воздух это примерно 20% О2 и 80% N2.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 9782
кстати, вам еще на прошлой странице предлагали посчитать ускорение от давления света. Дали начальные условия. Я не вижу вашего ответа.



_________________
.-.. .. -. ..- -..- / .-- .. .-.. .-.. / .- ... ... .. -- .. .-.. .- - . / -.-- --- ..- -.-.--
«2% людей — думает, 3% — думает, что они думают, а 95% людей лучше умрут, чем будут думать.»
— Бернард Шоу
Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 3899
Если оно вообще есть;)


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
bredych писал(а):
кстати, вам еще на прошлой странице предлагали посчитать ускорение от давления света. Дали начальные условия. Я не вижу вашего ответа.


Мне не понравилась манера подачи собеседника так сказать. И дабы не провоцировать "срач" я решил проигнорировать вопрос.

Во вторых условия были заданны не корректно, то есть не полны (куча дополнительных данных к правильности которых у оппонента могут быть претензии, продолжение эскалации спора так сказать). Вот к примеру не заданна точность с которой можно определить скорость, то есть я подставлю свои данные. Мои данные поставит под сомнение оппонент и мне придется опять их доказывать, и быть в положении мальчика для битья. Оно мне надо? Так же не заданна энергия необходимая для разрушения, и еще какие то параметры, задача со многими не известными у которой без дополнительных условий попросту нет решения.

В третьих если человек формулирует задачу, значит он может ее решить либо уже решил. Так нафига козе боян? Как грица бери сам свою задачу и считай, доказывай мне)))

В четвертых я слишком ленивый, что бы проводить изыскание и вычисления долго вспоминать и все это для того что бы доказать, что то человеку в интернете))


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
Кстати вы будете смеяться но у меня появилась новая (гениальная :) ) идея.
Селектировать цели как я уже описывал. После чего лазером не уничтожать боеголовки а нагревать (до входа в атмосферу они "холодные"). После чего пускать по ним ракету с оптической головкой самонаведения. Цель будет контрастная, а головка наведения относительно дешёвая. Плюс с помощью оптической головки можно обеспечить прямое или почти прямое попадание. А значит БЧ меньших размеров, головка наведения то же мала, ракету можно делать меньшего габарита. Фактически, что то вроде большого брата Иглы-с. С газодинамическим управлением в безвоздушной среде естественно. После обработки лазером аппаратура (если она там будет) постановки тепловых помех вероятнее всего выйдет из строя.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 3898
Откуда: Россия, СПб
Arbalest писал(а):
Кстати вы будете смеяться но у меня появилась новая (гениальная :) ) идея.
Селектировать цели как я уже описывал. После чего лазером не уничтожать боеголовки а нагревать (до входа в атмосферу они "холодные"). После чего пускать по ним ракету с оптической головкой самонаведения. Цель будет контрастная, а головка наведения относительно дешёвая. Плюс с помощью оптической головки можно обеспечить прямое или почти прямое попадание. А значит БЧ меньших размеров, головка наведения то же мала, ракету можно делать меньшего габарита. Фактически, что то вроде большого брата Иглы-с. С газодинамическим управлением в безвоздушной среде естественно. После обработки лазером аппаратура (если она там будет) постановки тепловых помех вероятнее всего выйдет из строя.

Тогда уж не нагревать, а просто подсвечивать лазером цель.



_________________
По свету ходит чудовищное количество лживых домыслов, а самое страшное, что половина из них — чистая правда.
-Уинстон Черчилль

Пессимист видит трудности при каждой возможности, оптимист в каждой трудности видит возможности.

-он же
Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
Я думал о подсветке. Опасно, если в самый ответственный момент лазер "соскользнет" и потеряет цель то все, алес - капут. Плюс если сто целей то надо сто лазеров. Сами понимаете на таком расстоянии и скорости цели, сопровождение лазером та еще задачка, малейший "шум" привода наведения и луч будет дрожать на цели. У меня же практически выстрелил и забыл.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 3898
Откуда: Россия, СПб
Arbalest писал(а):
Я думал о подсветке. Опасно, если в самый ответственный момент лазер "соскользнет" и потеряет цель то все, алес - капут. Плюс если сто целей то надо сто лазеров. Сами понимаете на таком расстоянии и скорости цели, сопровождение лазером та еще задачка, малейший "шум" привода наведения и луч будет дрожать на цели. У меня же практически выстрелил и забыл.

Если вы способны наводить лазер на цель из каких-то неведомых далей, то это значит, что у Вас есть ее координаты и параметры полета. Отправляйте ракеты в точку встречи, а подсвет осуществляйте на финальном участке (уж как там обеспечить точность наведения - это ваша задача ;-) ). В любом случае, чтобы нагреть цель до сколь-нибудь существенных температур Вам потребуется преодолеть куда больше технических проблем, нежели точность наведения.



_________________
По свету ходит чудовищное количество лживых домыслов, а самое страшное, что половина из них — чистая правда.
-Уинстон Черчилль

Пессимист видит трудности при каждой возможности, оптимист в каждой трудности видит возможности.

-он же
Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
Ромыч писал(а):
В любом случае, чтобы нагреть цель до сколь-нибудь существенных температур Вам потребуется преодолеть куда больше технических проблем, нежели точность наведения.


В любом случае потребуется меньшая мощность чем необходимая для разрушения. И тем более меньшая чем совершенней головка наведения. То есть фактически все необходимое уже сейчас есть, риски относительно минимальны. Подсветка лазером мне видится менее надежной и канальность под вопросом, но то же можно попробовать почему нет.
На новой ПРО несомненно будет оптическая головка, вопрос как реализована. Скорее всего как у американцев будет (прямое попадание закладываться).


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 3898
Откуда: Россия, СПб
Arbalest писал(а):
Ромыч писал(а):
В любом случае, чтобы нагреть цель до сколь-нибудь существенных температур Вам потребуется преодолеть куда больше технических проблем, нежели точность наведения.


В любом случае потребуется меньшая мощность чем необходимая для разрушения. И тем более меньшая чем совершенней головка наведения. То есть фактически все необходимое уже сейчас есть, риски относительно минимальны. Подсветка лазером мне видится менее надежной и канальность под вопросом, но то же можно попробовать почему нет.
На новой ПРО несомненно будет оптическая головка, вопрос как реализована. Скорее всего как у американцев будет (прямое попадание закладываться).

Ситуация такая:
- Разрушение боеголовки ракеты при помощи лазера, потребует уж совсем неприличной мощности и гарантированного удержания луча лазера на цели, для доведения ее до нужной кондиции.
- Нагрев боеголовки ракеты, чтобы потом навести "на горячее" свою ракету - это уже много менее вероятное поражение цели. Цель надо обнаружить, сопровождать ее лазерным лучом до нагрева, потом атаковать ее ракетой(ами). Вся радость от использования лазера пропадает ;-)
- Наведение же ракеты по лазерному лучу, так же предполагает, что цель вы обнаружили и ведете ее. Можно не саму цель лазером подсвечивать, а передавать коррекцию посредством лазера на свою ракету, чтобы уже она вышла в зону уверенного захвата цели, собственной ГСН.
Но это ВСЕ фантазии, без практического применения, пока что



_________________
По свету ходит чудовищное количество лживых домыслов, а самое страшное, что половина из них — чистая правда.
-Уинстон Черчилль

Пессимист видит трудности при каждой возможности, оптимист в каждой трудности видит возможности.

-он же
Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
Мой вариант был так сказать в порядке бреда, ни на что не претендую. Такой себе мозговой штурм. Можно обсудить нюансы. Но если честно думаю ни мой ни ваш вариант никто не осуществляет в жизнь в данный момент.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 3898
Откуда: Россия, СПб
Arbalest писал(а):
Мой вариант был так сказать в порядке бреда, ни на что не претендую. Такой себе мозговой штурм. Можно обсудить нюансы. Но если честно думаю ни мой ни ваш вариант никто не осуществляет в жизнь в данный момент.

Безусловно. Первостепенная задача ПРО - это своевременное обнаружение и сопровождение цели. Все остальное - дело техники.



_________________
По свету ходит чудовищное количество лживых домыслов, а самое страшное, что половина из них — чистая правда.
-Уинстон Черчилль

Пессимист видит трудности при каждой возможности, оптимист в каждой трудности видит возможности.

-он же
Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
По поводу подсветки ББ - а как лазер наводить будете - что даст положение ББ с необходимой точностью (т. е. ошибки менее геометрического размера ББ - достаточно малого объекта)? РЛС на дистанции в пару тыс. км? :D Или будете делать "пятно" луча размером с область неточности РЛС? :shock: :mrgreen:
Ведь радиокомандное наведение не зря амерами с их кинетическим перехватчиком отвергнуто и сделан перехватчик с ГСН.
Сразу скажу - если бы была возможность отслеживать БЧ/ББ с описанной выше точностью - ПРО делали бы с радиокомандным наведением.
P. S. Что касается селекции - в общем случае, пока "переберете" все "компоненты" СБЦ - "подарки" успеют прилететь раза так 3... :lol: В СБЦ несколько сот элементов, как правило.... ;) И не все РЛС выделяются (разрешаются), как отдельные цели.


  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 6905
pp писал(а):
По поводу подсветки ББ - а как лазер наводить будете - что даст положение ББ с необходимой точностью (т. е. ошибки менее геометрического размера ББ - достаточно малого объекта)? РЛС на дистанции в пару тыс. км? :D Или будете делать "пятно" луча размером с область неточности РЛС? :shock: :mrgreen:
Ведь радиокомандное наведение не зря амерами с их кинетическим перехватчиком отвергнуто и сделан перехватчик с ГСН.
Сразу скажу - если бы была возможность отслеживать БЧ/ББ с описанной выше точностью - ПРО делали бы с радиокомандным наведением.
P. S. Что касается селекции - в общем случае, пока "переберете" все "компоненты" СБЦ - "подарки" успеют прилететь раза так 3... :lol: В СБЦ несколько сот элементов, как правило.... ;) И не все РЛС выделяются (разрешаются), как отдельные цели.

Так и делали.



_________________
вырабатываю критическое мышление
Спойлер: Показать
Изображение
Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2257
Ромыч писал(а):
Если вы способны наводить лазер на цель из каких-то неведомых далей, то это значит, что у Вас есть ее координаты и параметры полета. Отправляйте ракеты в точку встречи
Энергетически не всегда возможно же.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Лазерная ПРО
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 461
Не много не та тема, но интересно в свете предыдущих обсуждений (картинки и формулы пропущены).

Спойлер: Показать
Распознавание боевой части баллистической ракеты на основе
микродопплеровской частоты
Аннотация
Для выявления вращательно-прецессионных сигнатур боевой части
(БЧ) баллистической ракеты (БР) создается модель вращения-прецессии
для БЧ БР, и из нее выводится математическое обоснование
микродопплеровских сигнатур, возникающих по причине вращения-прецессии. Далее микродопплеровские характеристики подвергаются
анализу через частотно-временное преобразование с высоким
разрешением, и прогнозы модели совпадают с экспериментально
полученными данными. При различной массе БЧ и ложных целей,
признак, по которому можно определить массу целей, выделяется из
частотно-временной плоскости, что подтверждает эффективность нового
метода распознавания селекции реальных целей из группы ложных целей.
Кроме того, точность признака, выявленного в данной работе,
подтверждается в ходе компьютерного моделирования даже при низком
соотношении сигнал-шум.
Ключевые слова: распознавание вращающихся и прецессирующих
целей, микро-допплеровская частота, выделение признака, частотно-временное преобразование в высоком разрешении, боевая часть
баллистической ракеты.
1. Введение
Оборона является важным фактором, так как обеспечивает защиту
определенных объектов, вызывает эффект сдерживания, а также создает
трудности для наступающей стороны. По этим причинам развитие средств
обороны имеет смысл, даже если эти средства еще не могут противостоять
будущим угрозам. Перехват приближающейся баллистической ракеты
является крайне трудной задачей, что делает систему противоракетной
обороны все более значимой. Система ПРО, как правило, делится на
несколько эшелонов. Так, существуют средства ПРО, предназначенные для
перехвата цели на 1) разгонном участке, 2) среднем участке или 3)
конечном участке траектории полета БР. Средний или маршевый участок
является наиболее продолжительной фазой полета БР, в условиях которого
создаются приемлемые условия для идентификации и перехвата целей. [1]
Однако БЧ, идущие по траектории вне атмосферы земли на среднем
участке, как правило, сопровождают с такой же скоростью ложные цели и
осколки. Это серьезно усложняет процесс обнаружения и селекции
реальных БЧ, ввиду чего проблема селекции целей стала ключевой
технологической задачей в сфере ПРО. Так как большинство БЧ
стабилизированы вращением, то прецессия, которая является особым
признаком вращающейся конической БЧ, будет происходить в случае, если
присутствует широтное отклонение, чего, как правило, невозможно
избежать. Ввиду недостатка ИК данных о цели РЛС наземного
базирования незаменимы при решении задач обнаружения и селекции
реальных БЧ на среднем участке. [2] Такие важные показатели от РЛС, как
курсы, ЭПР, матрица поляризационного рассеяния и изображения центров
рассеяния, могут быть получены на среднем участке баллистической
траектории. Также можно получить такие характеристики цели, как
местоположение, скорость, орбита, форма и электромагнитные параметры
наружного покрытия.
Таким образом, реальные боевые блоки БР могут быть выделены из
группы более легких ложных целей, спутников и осколков. Однако
тяжелые ложные цели, сопровождающие БЧ на среднем и конечном
участках траектории полета, могут иметь одинаковые с ними
характеристики по форме, рассеянию и излучению. В связи с этим данные
признаки не могут быть использованы при селекции реальных боевых
блоков. Следовательно, селекция реальных БЧ из группы тяжелых ложных
целей должна производиться на основе других показателей. Метод
определения размеров и формы целей с использованием однодиапазонной
допплеровской интерферометрии был предложен в исследовательской
работе господина Sato. [3] Господин Baker [4] представил метод выделения
частоты вращения, как основного признака реальной БЧ через способы
распознавания движения целей. Был изучен процесс развертывания
баллистической ракетой ложных целей вне атмосферы и метод селекции
БЧ от тяжелых ложных целей был предложен исследователями Shu-dan и
Xuan. [5] Однако при этом до сих пор не существует эффективного и
опробованного метода селекции реальных БЧ из группы ложных целей.
В последние годы активно проводились исследования
микродопплеровского эффекта и его применение в РЛС для опознавания
целей. Механические вибрации или вращение цели или структурных
элементов на поверхности цели могут привносить дополнительные
частотные модуляции в эхо-сигнале РЛС, которые производят боковые
полосы вокруг допплеровской частоты цели, называемые
микродопплеровским эффектом. [6] Микродопплеровский эффект может
рассматриваться как уникальный признак цели и предоставить
дополнительную информацию о цели, что является значимым
дополнением к существующим методам селекции. Однако относительная
интенсивность микродопплеровского эффекта, как правило, очень низкая.
Для того чтобы воспользоваться этими слабыми признаками, требуется
произвести частотно-временной анализ в высоком разрешении и с
большим динамическим диапазоном. Недавние исследования в этой
области показали, что частотно-временной анализ является приемлемым
инструментом для выявления изменяющихся во времени
микродопплеровских сигнатур. [7] Таким образом, вполне разумным
является распознавание и классификация целей по признакам частотно-временного распределения микродинамики. Производится анализ
микродопплеровских признаков в общей частотно-временной области,
результатом которого является важная информация для селекции целей.
В данной работе предложен метод селекции БЧ из группы тяжелых
ложных целей на основе признака прецессии, который выявляется из
частотно-временного распределения. Для микродопплеровского анализа
вращающейся и прецессирующей цели была разработана специальная
модель.
2. Математическая модель вращения и прецессии
Боеголовке баллистической ракеты необходимо достичь нулевого
угла атаки (УА) до возвращения в атмосферу (до выхода на конечный
участок траектории полета). Это означает, что ориентация БЧ БР и
направление ее скорости должны совпадать. Таким образом, после
отстыковки от головной части БР БЧ и ложные цели, как правило,
производят вращения для сохранения ориентации. [8] Согласно
геостатической теории, вращающееся твердое тело будет производить
прецессирующие движения при наличии широтных отклонений. Как
правило, во время расстыковки данного отклонения не удается избежать. В
связи с этим боевая часть и ложные цели продолжают прецессировать до
момента возвращения в атмосферу. В модели вращения-прецессии объекта
конической формы на Рисунке № 1 обуславливается, что РЛС является
стационарной и расположена в (-R0, 0, 0) в системе координат РЛС (x, y, z).
Вершина конусообразного объекта расположена в исходной точке О
системы координат цели (X, Y, Z), и ось Z на всем протяжении указывает
на геометрическую ось. Локальная система координат цели и система
координат РЛС имеют одну и ту же исходную точку О.
Допустим, что половина угла раствора конуса и угол прецессии
конической цели составляют α(0 ˂ α ˂ π/2) и θ(0 ≤ θ ≤ π/2), тогда как
угловая скорость прецессии и угловая скорость вращения равны w и Ω
соответственно. Два точных рассеивателя A и B расположены в (X1, Y1, Z1)
и (X0, Y0, Z0). На Рисунке № 1 видно, что X1 = –X0 , Y1 = Y0 = 0, Z1 = Z0.
Движение может рассматриваться как сначала прецессия от A и B к A

и B

,
а потом вращение с угловой скоростью Ω вокруг оси Z

. Во время t
отношение между координатами РЛС и системой координат конической
цели может быть выражено так (Равенство 1):
где
Через подстановку в приведенное выше равенство получим
(Равенство 2):
Таким образом, расстояние между точечным рассеивателем B и РЛС
выражается (Равенство 3):
Где x(t ), y(t), z(t ) показаны в Равенстве 2.
Когда X0, Z0 << R0, R(t) может быть выражено как (Равенство 4):
Эхо-сигнал РЛС от точечного рассеивателя B равен (Равенство 5):
Рисунок № 1. Вращательно-прецессионная модель объекта конической формы
За счет компенсации передачи эхо-сигнал РЛС точечного
рассеивателя B равен (Равенство 6):
где ρ(X0, Z0) это коэффициент отражения точки рассеяния B, Φ(t) =
2πf(2R(t)/c). Допплеровская частота fd эхо-сигнала равна (Равенство 7):
Первый показатель Равенства 7, вызванный передачей, это
традиционная допплеровская частота, в то время как остальные
показатели, вызванные вращением и прецессией, это микродопплеровская
частота.
Равенство 8:
Из Равенства 8 можно убедиться, что fmicro
является суммой трех
синусоид, значит, этот показатель является периодическим.
Если не присутствует вращение, Равенство 8 можно упростить до
(Равенство 9):
Выше приведенное равенство отражает микродопплеровскую
частоту, вызванную только прецессией. Рассматривая процесс
развертывания баллистической ракетой боевых блоков и ложных целей,
можно отметить, что их угловая частота вращения одинаковая или
приблизительно равная. Таким образом, разница микродопплеровских
частот у боевых блоков и ложных целей обнаруживается только через
частоту, которую вызывает прецессия. Так как тяжелые ложные цели
имеют одинаковые с БЧ характеристики по форме, рассеиванию и
излучению, то достаточно трудно отличить реальные боевые блоки от
ложных целей на основании изображений.
Учитывая разницу в массе между БЧ и ложными целями, массовые
характеристики могут быть использованы для селекции БЧ из группы
ложных целей. Автор Liu в своей работе [9] демонстрирует, что углы
прецессирования БЧ и ложных целей являются обратно
пропорциональными плотности, а прецессионный период пропорционален
плотности. Из Равенства 9 можно сделать вывод, что амплитуда
микродопплеровской частоты БЧ ниже, чем у тяжелых ложных целей,
поскольку угол прецессии и угловая частота БЧ ниже, чем у ложных целей
по причине большей плотности БЧ.
3. Частотно-временной анализ микродопплеровских сигнатур
Ввиду недостатка локализованных временных данных
преобразование Фурье не может обеспечить более сложную информацию
по изменяющейся во времени частотной модуляции. Общий частотно-временной анализ, обеспечивающий локализованные динамические
данные по частоте, необходим для выделения изменяющихся во времени
характеристик движения. Для анализа динамических частотных
характеристик микродопплеровской модуляции и визуализации
локализованных объединенных временных и частотных данных, сигнал
должен быть проанализирован с помощью частотно-временного
преобразования в высоком разрешении, которое характеризует временное
и спектральное поведение анализируемого сигнала.
Частотно-временные преобразования включают в себя линейные
преобразования, такие как кратковременное преобразование Фурье (КПФ),
и дробно-линейные преобразования, такие как распределение Вигнера-Вилля (РВВ). С ограниченной по времени вырезающей функцией
разрешение КПФ определяется размером окна. Поэтому приходится делать
выбор между разрешением по времени и разрешением по частоте. Большое
окно обладает высоким разрешением по частоте, но низким разрешением
по времени. И достаточно не просто найти подходящее окно с временным
ограничением для того, чтобы оно подходило к различным временным
рядам для динамического нестационарного сигнала, что является
наибольшим недостатком преобразования КПФ. Дробно-линейное
преобразование РВВ обладает улучшенным частотно-временным
разрешением, чем любое другое линейное преобразование. Однако при
этом в нем существует проблема интерференции скрещивающихся членов.
Если сигнал содержит более одного компонента в общей частотно-временной области, то преобразование РВВ будет содержать
скрещивающиеся члены, которые образуются в середине между каждой
парой самостоятельных членов. С целью сохранения полезных свойств
частотно-временного преобразования профильтрованное преобразование
РВВ используется с незначительно уменьшенным частотно-временным
разрешением и существенно сокращенной интерференцией
скрещивающихся членов. Обычные виды кернфункций, которые ведут к
сглаженному преобразованию Вигнера - ложное распределение Вигнера и
сглаженное ложное распределение Вигнера-Вилля – могут быть
использованы для смягчения проблемы интерференции скрещивающихся
членов распределения РВВ. Другой вид частотно-временной
трансформации в высоком разрешении включает адаптивную частотно-временную трансформацию. Она предполагает разложение сигнала на
группу базисных функций, таких как функция Габора, которая хорошо
локализована как во временной, так и в частотной области и является
достаточно адаптивной для того, чтобы соответствовать локальным
характеристикам анализируемого сигнала.
По существу, любое частотно-временное преобразование может быть
использовано для анализа микродопплеровских модуляций. Однако
подходящая частотно-временная модуляция должна удовлетворять
требованиям по высокому разрешению как во временной, так и в
частотной областях при низкой интерференции скрещивающихся членов.
Сглаженное ложное распределение Вигнера-Вилля и адаптивное частотно-временное преобразование являются подходящими способами анализа
микродопплеровских модуляций. В процессе изучения
микродопплеровской сигнатуры используется сглаженное ложное
распределение Вигнера-Вилля для сокращения интерференции
скрещивающихся членов и достижения высокого разрешения.
4. Извлечение признака
После развертывания ложных целей в космическом пространстве
боевые части баллистических ракет движутся в группе тяжелых ложных
целей и осколков по одной и той же траектории с одной скоростью, что
серьезно осложняет задачи обнаружения и селекции реальных боевых
частей, особенно если характеристики БЧ и ложных целей, такие как
форма и рассеяние электромагнитных волн, совпадают. На основе анализа,
приведенного в разделе 2, можно сделать вывод о том, что БЧ с большей
массой обладают меньшим углом прецессии и скоростью прецессии по
угловой частоте, что соответствует более низкой амплитуде
микродопплеровской частоты, которую вызывает прецессия. При этом,
амплитуда микродопплеровской частоты у ложных целей меньшей массы
будет выше.
Так как сигнал представлен в общих частотно-временных функциях в
частотно-временном распределении, то частотно-временные
характеристики микродопплеровской частоты могут быть обнаружены из
сигнатур объединенной частотно-временной области. Боевые части могут
быть выделены из группы ложных целей через выделение характеристики
амплитуды в частотно-временном распределении, так как амплитуды их
микродопплеровских частот разные. Характеристики БЧ, масса которых
больше и угол прецессии и скорость прецессии больше в угловой частоте,
будут меньше, чем у ложных целей.
5. Моделирование микродопплеровских модуляций, вызванных
вращением-прецессией
Предположим, что РЛС работает на частоте 10 ГГц и передает форму
импульса с частотой повторения импульсов 2000 Гц. Пусть цель обладает
двумя мощными рассеивателями сигнала: рассеиватель A расположен в
(-0,1411, 0, 0,8); рассеиватель B расположен в (-0,1411, 0, 0,8) с угловой
скоростью вращения Ω = 2πrad/s, углом прецессии θ = π/9 и угловой
скоростью прецессии w = π/2. Смоделированная сигнатура
микродопплеровской модуляции изображена на Рисунке № 2 и совпадает с
теоретической микродопплеровской модуляцией, вычисленной через
Равенство 8 и изображенной на Рисунке № 3.
Рисунок № 2. Частотно-временной анализ вращающейся и прецессирующей цели
Рисунок № 3. Теоретический результат вычисления микродопплеровской
частоты
Рисунок 4. Значения характеристик соответствуют углу прецессии 5̊
Также предполагается, что реальные БЧ и ложные цели будут
обладать одинаковыми электромагнитными характеристиками. Для
конической БЧ предполагается, что половина угла раствора конуса
составляет α = π/18, а длина L = 0,8 м, что также соответствует размерам
ложных целей. Прецессионная угловая скорость БЧ w = π/12, а у ложных
целей w = 5π/2. На Рисунке № 4 отображены характеристики для угла
прецессии 5̊ при разных значениях соотношения сигнал-шум, где
сплошной линией обозначены характеристики БЧ и пунктирной линией –
характеристики ложной цели. На Рисунке № 5 отображены характеристики
для угла прецессии 10̊ и различных значений соотношения сигнал-шум. На
основании двух графиков можно сделать вывод о том, что характеристики
БЧ гораздо меньше, чем у ложных целей, что может быть использовано
для селекции БЧ из группы ложных целей. Также следует отметить, что
характеристики возрастают по мере увеличения угла прецессии, что
совпадает с теоретическими выводами.
Рисунок 5. Значения характеристик с углом прецессии 10̊
6. Заключение
В данном исследование разработана модель вращения-прецессии для
БЧ баллистических ракет, выведены математические формулы, которые
объясняют микродопплеровские модуляции, вызванные вращением-прецессией, и применено частотно-временное преобразование в высоком
разрешении для анализа микродопплеровской частоты. Разница в массах
между БЧ и ложными целями приводит к разнице в угле прецессии, что
представляет разницу амплитуд в частотно-временном распределении.
Через выделение микродопплеровских сигнатур амплитуд боевые части
могут быть обнаружены в группе ложных целей. Результаты
моделирования подтвердили эффективность представленного метода даже
при низком соотношении сигнал-шум.
Авторы: Sun Hui-xia, Liu Zheng и Xue Ning. Школа электронного
машиностроения, Чанъаньский университет, Сиань, Китай.
Статья была опубликована изданием Defence Science Journal, том 58, № 6, ноябрь
2008 г., стр. 705-709.
Ссылки:
1. Yong-xiang, Liu.; Xiang, Li.& Zhao-wen, Zhuang. Research on radar target
discrimination in the missile defense systerm. J. Nation. Univ. of Def. Tech, 2004, 26(4), 6-9.
2. Pei-kang, Huang. Target recognition in anti-missile system. J.Strategic Def., 1981,
10(5),1-14.
3. Sato, Tour. Shape estimation of space debris using single-range doppler
interferometry, J. IEEE Trans. Geosci. and Remote Sensing, 1999, 37(2), 1000-005.
4. Baker, B.D. TMR processing procedures for GSRS and attitude measurements.
Report No. ADA074947, 1979.
5. Shu-dan, Li. & Xuan, Ren. Research of releasing decoy outside atmosphere. Journal
of Astronautics, 2001, 22(2), 100-05.
6. Victor, Chen.; Fayin, Li.& Shen-shyang, Ho. et al. Analysis of micro-Doppler
signatures. J. IEE Proc.- Radar Sonar Navig., 2003, 150(4), 271-76.
7. Victor, Chen.; Fayin, Li.& Shen-shyang, Ho. et al. Micro-doppler effect in radar:
phenomenon, model, and simulation study. J. IEEE Trans. Aeros. Electro. Syst., 2006, 42(1),
2-21.
8. Guang-heng, Yi. Theory and application of Peg-Top. Publishing House of Bei Hang
University, 2002.
9. Yong-xiang, Liu.; Xiang, Li.& Zhao-wen, Zhuang. The precession signature of
aerospace target and its application in radar target recognition. J. Develop. Natural Sci.,
2004, 14(11), 1329-332.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
 Страница 2 из 3 [ Сообщений: 82 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
phpBB skin developed by: John Olson
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group

Вы можете создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.Ru, Также возможно сделать готовый форум PHPBB2 на Mybb2.ru
Русская поддержка phpBB