Preview

Машиностроение и компьютерные технологии

Расширенный поиск

Адаптивные оптические системы в лазерных комплексах авиационного базирования. Аналитический обзор. Часть 1. Современное состояние

https://doi.org/10.24108/0419.0001464

Полный текст:

Аннотация

Лазерный комплекс авиационного базирования – сложный технический объект. Среди его систем анализируется только адаптивная оптическая система и вопросы, связанные с ее работоспособностью. Показано, что эффективность комплекса без адаптивной системы невелика. Анализ проведен применительно к системам, которые разрабатывались в США.

Адаптивная оптика обеспечивает точное сопровождение объекта применением корректора наклонов. Коррекцию аберраций волнового фронта излучения высших порядков, вызванных атмосферной турбулентностью, для входящего света и выходящего лазерного излучения осуществляет деформируемое зеркало. Преимущества бортовых лазерных установок – распространение пучка со скоростью света и малая цена выстрела. К недостаткам относится необходимость нахождения цели в прямой видимости, отрицательное влияние атмосферы. К негативным влияниям добавляются вибрации самолета и аэро-оптическая проблема, связанная с выходным излучением. Гарантированное тепловое поражение целей возможно на дальности 3-10 км. Функциональное поражение и подавление работоспособно на дальностях в 102-103 раз больших, чем для теплового поражения цели.

Среди программ разработки бортового лазера в США рассмотрены программы YAL, ATL и ABL. Программа YAL - попытка перехвата ракет малого и среднего радиуса действия с помощью мощного лазера. Система ATL должна была устанавливаться на тяжёловооруженные самолёты поддержки сухопутных войск. Бортовой лазер (ABL) является демонстрацией ВВС США системы высокоэнергетического лазера, разработанного для разрушения ракет на их разгонном участке. На разработку систем было затрачено более 30 лет и несколько десятков миллиардов долларов. К сожалению, все программы разработки бортового лазера были закрыты.  

Опыт летающих лабораторий реализован на самолетах Cessna Citations и Falcon 10s и актуален, так как дает возможность оценить вредные влияния аэро-оптики и вибраций непосредственно в полете.

 Среди проблем, которые надо решить при создании адаптивной оптики для бортового лазера, выделены следующие:

-       потеря компенсационных возможностей;

-       тепловое воздействие лазерного излучения на оптические элементы;

-       создание ослабителей и ответвителей излучения;

-       смягчение негативных влияний бортовой платформы на излучение;

-       надежность работы приводов корректирующих устройств;

-       технологическая отработка неохлаждаемых оптических элементов, подвергающихся воздействию мощного лазерного излучения.

Для вновь разрабатываемых лазерных комплексов авиационного базирования необходимо определить ту нишу, в которой их использование будет наиболее эффективным.

Об авторе

Ю. И. Шанин
Научно-исследовательский институт научно-производственное объединение «ЛУЧ», Подольск
Россия

Шанин Юрий Иванович

Ведущий начный сотрудник, к.т.н., с.н.с.

Закончил кафедру Э-1 МВТУ им. Н.Э. Баумана в 1977 г.

Закончил аспирантуру кафедры Э-6 МВТУ им. Н.Э Баумана в 1980 г.

Работаю на Луче с 1981 г.

 



Список литературы

1. Greenwood D.P., Primmerman C.A. Adaptive optics research at Lincoln Laboratory// Lincoln Laboratory J. 1992. Vol. 5. No. 1. Pp. 3-24.

2. Н.Н. Поляшев: сборник воспоминаний. М.: Унисерв, 2009. 175 с.

3. Шмаков В.А. Силовая оптика. М.: Наука, 2004. 318 с.

4. Higgs C., Barclay H.T., Murphy D.V., Primmerman C.A. Atmospheric compensation and tracking using active illumination // Lincoln Laboratory J. 1998. Vol. 11. No. 1. Pp. 5-26.

5. Stupl J., Neuneck G. Assessment of long range laser weapon engagements: The case of the airborne laser // Science & Global Security. 2010. Vol. 18. No. 1. Pp. 1-60. DOI: 10.1080/08929880903422034

6. Черных А.В., Шанин Ю.И. Проблемы аэро-оптики и адаптивные оптические системы. Аналитический обзор // Наука и образование: МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2017. № 7. С. 136-157. DOI: 10.7463/0717.0001257

7. Adaptive optics engineering handbook / Ed. by R.K. Tyson. N.Y.: Marcel Dekker, 2000. 339 p.

8. Barton D.K., Falcone R., Kleppner D., Lamb F.K., Ming K. Lau, Lynch H.L., Moncton D., Montague D., Mosher D.E., Priedhorsky W., Tigner M., Vaughan D.R. Report of the American Physical Society Study Group on boost-phase intercept systems for National Missile Defense: Scientific and technical issues // Reviews of Modern Physics. 2004. Vol. 76. No. 3. Pр. S1-S424. DOI: 10.1103/RevModPhys.76.S1

9. Fried D.L. Statistics of a geometric representation of wavefront distorsion // J. of the Optical Soc. of America. 1965. Vol. 55. No. 11. Pp.1427-1435. DOI: 10.1364/JOSA.55.001427

10. De Lucca N., Gordeyev S., Jumper E. The airborne aero-optics laboratory, recent data // Proc. of the Soc. of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). 2012. Vol. 8395. 11 p. DOI: 10.1117/12.923074

11. Jumper E.J., Zenk M., Gordeyev S., Cavalieri D., Whiteley M.R. The airborne aero-optics laboratory, AAOL // Proc. of the Soc. of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). 2012. Vol. 8395. 15 p. DOI: 10.1117/12.922734

12. Jumper E.J., Gordeyev S., Cavalieri D., Rollins P., Whiteley M.R., Krizo M.J. Airborne aero-optics laboratory – Transonic (AAOL-T) // 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting (Kissimmee, FLA, USA, January 5-9, 2015): Proc. Wash.: AIAA, 2015. 20 p. DOI: 10.2514/6.2015-0675

13. Gordeyev S., Jumper E. Fluid dynamics and aero-optics of turrets // Progress in Aerospace Sciences. 2010. Vol. 46. No. 8. Рp. 388–400. DOI: 10.1016/j.paerosci.2010.06.001

14. Morrida J., Gordeyev S., De Lucca N., Jumper E.J. Aero-optical investigation of transonic flow features and shock dynamics on hemisphere-on-cylinder turrets // 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting (Kissimmee, FLA, USA, January 5-9, 2015): Proc. Wash.: AIAA, 2015. 10 p. DOI: 10.2514/6.2015-0676

15. Barker K.W. Airborne and space-based lasers: an analysis of technological and operational compatibility. Maxwell Air Force Base, Ala.: Center for Strategy and Technology, 1999. 51 р.

16. Orzechowski P.K., Neil Chen, Gibson S., Tsu-Chin Tsao. Optimal jitter rejection in laser beam steering with variable-order adaptive control // 45th IEEE conf. on decision and control (San Diego, CA, USA, December 13-15, 2006): Proc. N.Y.: IEEE, 2006. Рp. 2057-2062. DOI: 10.1109/CDC.2006.377253

17. Шанин О.И. Адаптивные оптические системы коррекции наклонов. Резонансная адаптивная оптика. М.: Техносфера, 2013. 295 с.

18. Hyun-Ju Cho, Myung-Jin Shin, Jae-Cheul Lee. Effects of substrate and deposition method onto the mirror scattering // Applied Optics. 2006. Vol. 45. No. 7. Pp.1440-1446. DOI: 10.1364/AO.45.001440

19. Авианосец. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/авианосец (дата обращения 26.02.2019).


Для цитирования:


Шанин Ю.И. Адаптивные оптические системы в лазерных комплексах авиационного базирования. Аналитический обзор. Часть 1. Современное состояние. Машиностроение и компьютерные технологии. 2019;(4):1-23. https://doi.org/10.24108/0419.0001464

For citation:


Shanin Y.I. Adaptive Optical Systems in Air-Based Laser System. Analytical Review. Part 1. Current Status. Mechanical Engineering and Computer Science. 2019;(4):1-23. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/0419.0001464

Просмотров: 172


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-9278 (Online)