Способ обнаружения маловысотного летательного аппарата

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОВЫСОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Воинов Валерий Васильевич Мокринский Владимир Валерьевич Иващенко Инга Анатольевна Сасим Евгений Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Способ обнаружения маловысотного летательного аппарата, при котором измеряют потенциалы электрического поля, вызванного полетом маловысотного летательного аппарата, в двух точках, расположенных на одинаковой высоте над равнинным участком земной поверхности и в пределах радиуса корреляции флуктуаций естественного электрического поля Земли, определяют разность упомянутых потенциалов и сравнивают с установленным пороговым значением, а об обнаружении маловысотного летательного аппарата судят по превышению величиной разности потенциалов порогового значения. Фиг. 1 Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям потенциала электрического поля, и может быть использовано для обнаружения маловысотных летательных аппаратов, например крылатых ракет. 18524 1 2014.08.30 Известен способ обнаружения маловысотного летательного аппарата оптикоэлектронными средствами 1, включающий прием отраженного от маловысотного летательного аппарата или его собственного излучения в оптическом диапазоне длин волн,сравнение мощности принятого излучения с его пороговым значением и суждение о наличии маловысотного летательного аппарата по превышению измеренной величиной мощности принятого излучения порогового значения. Недостатком известного способа является малая дальность обнаружения, значительно снижающаяся при ухудшении внешних условий появления солнечной засветки, в ночное время, в туман, дождь и т.д. Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ обнаружения маловысотного летательного аппарата 2, включающий измерение вертикальной составляющей напряженности электрического поля приближающегося маловысотного летательного аппарата непосредственно на поверхности земли и на высотенад ней путем вычитания значения вертикальной составляющей напряженности электрического поля, измеренного на поверхности земли, из значения вертикальной составляющей напряженности электрического поля, измеренного на высоте , получают разность ,характеризующую изменение величины вертикальной составляющей напряженности электрического поля маловысотного летательного аппарата, а об обнаружении маловысотного летательного аппарата судят по превышениюпорогового значения, за величину которого принимают значение измеренной у поверхности земли вертикальной составляющей напряженности электрического поля, созданного электрическим полем Земли, естественными и промышленными шумами. Недостатком этого способа является малая дальность обнаружения, не превышающая 500 м. Задачей изобретения является увеличение дальности обнаружения. Техническим результатом осуществления способа является увеличение дальности обнаружения маловысотного летательного аппарата как минимум в 2 раза. Для решения поставленной задачи при осуществлении способа обнаружения маловысотного летательного аппарата измеряют потенциалы электрического поля, вызванного полетом маловысотного летательного аппарата, в двух точках, расположенных на одинаковой высоте над равнинным участком земной поверхности и в пределах радиуса корреляции флуктуации естественного электрического поля Земли, определяют разность упомянутых потенциалов и сравнивают с установленным пороговым значением, а об обнаружении маловысотного летательного аппарата судят по превышению величиной разности потенциалов порогового значения. Сущность способа поясняют фиг. 1 и 2. На фиг. 1 введены следующие обозначения МЛА, МЛА - маловысотный летательный аппарат и его зеркальное изображение соответственно- поверхность Земли, считающаяся зеркально отражающей поверхностью,- заряды на поверхности маловысотного летательного аппарата МЛА и его зеркального изображения МЛА соответственно- высота полета маловысотного летательного аппарата- расстояние от поверхности грунта до изображения заряда- точка измерения потенциала электростатического поля- высота точки измерения С над поверхностью Земли,- расстояние от зарядов ,соответственно до точки измерения (,),- горизонтальная дальность маловысотного летательного аппарата. Обозначения на фиг. 2 1, 2 - датчики электростатического поля 3, 4 - усилители 2 18524 1 2014.08.30 5 - вычислительное устройство 6 - индикатор. Способ осуществляют следующим образом. Маловысотный летательный аппарат МЛА, несущий заряд 3, создает в точке наблюдения , находящейся над Землей на высоте , электрическое поле, характеристики которого рассчитываются методом зеркальных изображений 4. В соответствии с этим методом для идеально проводящей поверхности.На основании принципа суперпозиции и метода зеркальных изображений величина модуля потенциала электростатического поля маловысотного летательного аппарата в точкеравна(6) Принимая во внимание (1), (3) и (5), представим (2) в виде Используя разложение выражения (7) в ряд и ограничиваясь членами высших порядков для случаяи, получим 2 2 В точке наблюденияизмеряется потенциал электрического поля маловысотного летательного аппарата и потенциал результирующего поля(9)АЗ,где З - потенциал электрического поля Земли. Для того чтобы устранить потенциал электрического поля Земли из результата измерения, осуществляют измерение потенциала на равнинном участке поверхности Земли в двух точках на одинаковой высоте над ее поверхностью в пределах радиуса корреляции флуктуации естественного поля Земли. Последнее гарантирует очень близкие значения потенциала электрического поля Земли, измеренного в указанных двух точках. О наличии цели судят по превышению модулем разности потенциалов, измеренных в двух точках, порогового значения. Для этого измеряют потенциалы электрического поля в двух точках электростатическими датчиками 1 и 2 (фиг. 2)(11) 2 А 2 З 2,где А 1, З 1 - потенциалы электрических полей маловысотного летательного аппарата и Земли соответственно в первой точке А 2, З 2 - потенциалы электрических полей маловысотного летательного аппарата и Земли соответственно во второй точке. Для дальнейшей обработки сигналы датчиков 1 и 2 усиливают усилителями 3 и 4 соответственно. С выходов усилителей 3 и 4 сигналы поступают на вход вычислительного устройства 5, которое определяет модуль их разности(14) З(З 2 З 1) это разности потенциалов электрических полей маловысотного летательного аппарата и Земли соответственно, измеренных в двух точках. При превышении полученной разностью потенциаловпорогового значения вычислительное устройство 5 подает сигнал на вход индикатора 6, который индицирует наличие маловысотного летательного аппарата. Определим величины А и З. Представим А приближенным соотношением где- изменение горизонтальной дальности двух точек измерения. С учетом (8) выражение (15) приобретает вид 6 А(16) 3 На основании данных 5 за пределами радиуса корреляции среднеквадратичное отклонение З равно(17) З 10-4 . В пределах радиуса корреляции среднеквадратичное отклонение З равно(18) З 10-5 . В дальнейших расчетах будем использовать среднее значение 3 ЗЗ 3510 5 .(19) 2 Радиус корреляции составляет значительно больше 10 км. Поэтому в худшем случае можно предположить, чтои считать 6 А(20) 3 Считая надежным обнаружение маловысотного летательного аппарата приА 3 , определим минимальную теоретически возможную дальность обнаружения маловысотного летательного аппарата заявляемым способом. Для этого приравняем (19) и 18524 1 2014.08.30 Средняя высота полета крылатых ракет 6 равна 70 м. Для этой высоты и заряда маловысотного летательного аппарата 10-6 Кл имеем(23)4,2 10 3 м. 5 5 10 Таким образом, за счет измерения потенциалов электрического поля, вызванного полетом маловысотного летательного аппарата, в двух точках на одной высоте над горизонтальной поверхностью грунта в пределах радиуса корреляции флуктуации естественного электрического поля Земли дальность обнаружения увеличивается как минимум в 2 раза. 3 1. Справочник офицера противовоздушной обороны / Под ред. Г.В. Зимина, С.К. Бурмистрова. - М. Воениздат, 1987. - С.121. 2. Патент РБ 10800, МПК 01 29/12, 2008. 3. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. - Л. Гидрометеоиздат, 1970. - С. 43-67. 4. Тамм И.Е. Основы теории электричества. - М. Наука, 1966. - С.71-73. 5. Тверской, П.Н. Атмосферное электричество. Физический энциклопедический словарь. - М. Сов. энцикл., 1960. - Т. 1. - С. 104-105. 6. Волковский Н.Л. Энциклопедия современного оружия и боевой техники. - Т. 1. - М. Полигон, 2002. - С. 54-56. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.