способ защиты аэрокосмических систем от лазерного оружия

Формула изобретения

1. Способ защиты аэрокосмических систем от лазерного оружия путем покрытия облицовки летательного аппарата (ЛА) или космического летательного аппарата (КЛА) слоем абляционного типа с содержанием углеводородов, отличающийся тем, что интенсифицируют процесс теплоотдачи от внутренней стенки корпуса ЛА или КЛА в месте попадания теплового лазерного пятна к жидкому или газообразному углеводородному горючему, при этом в упомянутом корпусе с жидким углеводородным горючим поддерживают зону критических давлений, а в упомянутом корпусе с газообразным горючим поддерживают давление более 1,0 МПа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые давления поддерживают в корпусе ЛА, КЛА, который выполняют одностенным.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что корпус ЛА, КЛА выполняют двустенным, а упомянутые необходимые давления создают в межстеночном пространстве совместно с основным баком или независимо от него.

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что на внутренней стенке корпуса выполняют решетчато-ячеистую структуру, в каждой ячейке которой параллельно упомянутой внутренней стенке на удалении 2-3 мм от нее располагают пару неподвижных соосных игл для обеспечения работы электрического ветра, при этом одна из них является отдающей, а другая - принимающей.

5. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что на внутренней стенке корпуса выполняют решетчато-ячеистую структуру, в каждой ячейке которой параллельно упомянутой внутренней стенке на удалении 2-3 мм от нее располагают несколько параллельных пар неподвижных соосных игл для обеспечения работы электрического ветра, при этом иглы, расположенные с одной стороны, являются отдающими, а иглы, расположенные с другой стороны, - принимающими.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что располагают четыре пары соосных игл, при этом каждую пару располагают на касательных линиях к вписанной в ячейку окружности, перпендикулярных диагоналям ячейки с такой последовательностью, при которой обеспечивается крутка горючего внутри ячейки, например, по часовой стрелке.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в каждой ячейке над нижними соосными иглами располагают несколько ярусов соосных игл, которые объединяют в гребенки, соответственно в отдающие и принимающие, а гребенки каждого яруса размещают под углом 45^o к основанию, причем отдающие гребенки располагают иглами под указанным углом вверх, а принимающие - вниз, при этом общую высоту принимающей гребенки выполняют выше стороны ячейки по крайней мере на один шаг межиглового расстояния с возможностью крутки и тепломассотвода горючего от греющейся стенки электрическим ветром.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что отдающие и принимающие иглы объединяют в соответствующие гребенки, из которых формируют общую структуру, соответственно - отдающую и принимающую, при этом гребенки располагают параллельно диагоналям ячейки равномерно с определенным шагом в несколько ярусов с возможностью обеспечения работы электрического ветра. .

9. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что на внутренней стенке корпуса выполняют решетчато-ячеистую структуру, в каждой ячейке которой параллельно упомянутой внутренней стенке на удалении 2-3 мм от нее располагают элемент, длина которого соответствует диаметру вписанной в ячейку окружности, с возможностью вращения внутри ячейки под действием пондеромоторных сил электрического ветра, при этом на концах упомянутого элемента закрепляют по одной паре соосных игл для обеспечения работы электрического ветра и создания крутящего момента, причем одна из игл каждой пары является отдающей, а другая - принимающей.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что на концах вращающегося элемента располагают несколько пар соосных игл, которые объединяют соответственно в отдающие и принимающие гребенки.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что вращающийся элемент выполняют в виде толкающего винта, при этом отдающие и принимающие гребенки закрепляют на нижней части каждой лопасти упомянутого винта.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что толкающий винт выполняют с высотой, соответствующей высоте стенок ячейки или больше ее.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что толкающий винт выполняют четырехлопастным.

14. Способ по любому из пп. 4-13, отличающийся тем, что все токоподводы к иглам или гребенкам выполняют с электротермоизоляцией.

15. Способ по любому из пп. 4-14, отличающийся тем, что подаваемое высоковольтное постоянное напряжение и расстояние между иглами или гребенками подбирают до предела, при котором обеспечивается насыщение электростатическими полями жидкого или газообразного углеводородного горючего.

16. Способ по любому из пп. 4-15, отличающийся тем, что включение в работу любой пары соосных игл осуществляют от тепловых датчиков, например, термопарного типа при достижении температуры в пристеночной области 40^oС, при этом информацию о температуре передают в бортовую или наземную ЭВМ, соответственно на табло летчика, космонавта или наземного оператора.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что функцию тепловых датчиков выполняют любые пары соосных игл при общем тепловом фоне нагрева пристеночной области менее 40^oС.

18. Способ по любому из пп. 14-17, отличающийся тем, что команду на включение в работу соосных игл в какой-либо ячейке подают вручную или автоматически после обработки данных об общем и/или локальном нагревах с их идентификацией и сравнением с банком данных бортовой или наземной ЭВМ.

19. Способ по любому из пп. 14-18, отличающийся тем, что сигнал о повышении температуры в одной или нескольких смежных ячейках одновременно является сигналом на последовательное, выборочное или общее включение в работу других средств для защиты от лазерного оружия.

20. Способ по любому из пп. 4-19, отличающийся тем, что решетчато-ячеистая структура размещена дополнительно в межстеночном пространстве с углеводородным горючим двустенной конструкции бака и крыльев ЛА, КЛА.

Описание изобретения к патенту

Известны следующие методы и способы защиты от лазерного оружия аэрокосмических систем: самолетов, экранопланов-разгонщиков, авиаматок; воздушно-космических самолетов (ВКС); ракет-носителей (РН); вспомогательных летательных аппаратов (ЛА); космических ЛА (КЛА); космических станций (КС); боевых космических станций (БКС) [1-3,6]:

а) способ "размазывания" тепловой энергии лазерного луча по корпусу ЛА, КДА путем обеспечения вращательного движения ЛА, КЛА вокруг собственной продольной оси, например, РН или баллистической ракеты (БР);

б) конструктивный или пассивный способ - создание двойной стенки корпуса ЛА, КЛА без теплозащитного межстеночного слоя или с ним - для поглощения тепловой энергии лазерного луча;

в) конструктивный или пассивный способ - создание решетчато-ячеистой металлической структуры на внутренней стороне корпуса ЛА, КЛА - для поглощения тепловой энергии лазерного луча;

г) конструктивный или активный способ - создание внутренних "плавающих" стенок или щитков из графитовых структур, которые передвигаются в зону попадания лазерного луча;

д) конструктивный или активный способ - создание наружных стенок или экранов, щитков со специальными поглощающими или отражающими покрытиями, которые начинают функционировать при попадании на них лазерного луча;

е) конструктивный или пассивный способ - покрытие облицовки ЛА, КЛА специальным слоем абляционного типа с содержанием углеводородов;

ж) оперативный способ - маскировка ЛА или КЛА: в земных условиях - это обеспечение задымленности цели на стоянке или создание аэрозольных облаков в полете; в космических [2, 4] - создание искусственных образований путем взрыва химических и специальных зарядов;

з) конструктивный или активно-пассивный способ - изменение светимости сопла: путем применения различных присадок и топлив; путем изменения геометрии сопла или жаровой трубы - для ввода ошибок в прицеливание;

к) оперативный способ - обеспечение маневра ЛА, КЛА, КС, БКС для ухода в сторону от прицеливания и применения боевого лазера;

л) оперативный способ - создание и применение ложных тепловых целей (ЛТЦ);

м) оперативный или пассивно-активный способ - создание вокруг КЛА, КС, БКС "зон суверенитета" с расстановкой космических мин.

Все вышеперечисленные методы и способы не могут полностью защитить аэрокосмические системы от лазерного оружия. Если, например, технически несложно обеспечить вращение РН, БР вокруг своей продольной оси, то вращение других ЛА или КЛА - самолетов, экранопланов, ВКС, КС, БКС - задача довольно трудная и технически, и экономически, а порою, даже и практически невыполнимая, особенно при старте, посадке, маневрировании.

Создание двойных стенок приводит к значительному увеличению веса ЛА, КЛА, КС, БКС, ВКС и усложнению конструкций и технологий изготовления.

Внутренние решетчато-ячеистые структуры - также до конца не решают проблемы теплоотвода при воздействии лазерного луча, т.к. площадь или диаметр его пятна, как правило, значительно меньше площади или стороны одной ячейки, количественное увеличение которых с целью уменьшения площади приведет к повышению веса всей конструкции ЛА, КЛА, ВКС, КС, БКС.

Внутренние "плавающие" стенки или щитки обладают инертностью и требуют больших технологических и конструкторских затрат.

Создание наружных или выдвижных стенок-щитков - эффективно, в основном, при стоянке ЛА на Земле или при движении КЛА на орбите, что также требует больших конструкторских и технологических затрат.

Покрытие облицовки ЛА, КЛА специальными составами абляционного типа с содержанием углеводородов - один из эффективных пассивных способов защиты, но при многократном нагреве, например из-за аэродинамического нагрева, нагрева от работы маршевых и вспомогательных энергетических установок многоразового использования (ЭУМИ) при старте ВКС с авиаматки, с КС, БКС, а также при маневрах при стыковке или посадке на КС, БКС, на "спину" экраноплана [5] , при многократном воздействии лазерного пятна, возможны прожеги корпуса.

Оперативный способ - временная маскировка - эффективен, в основном, на Земле - при нахождении ЛА или КЛА на аэрокосмодроме; в космосе - при нахождении КЛА, КС, БКС, ВКС на стационарной орбите, без маневрирования.

Изменение светимости сопла - эффективный способ защиты от прицеливания, но ЛА, КЛА, КС, БКС, ВКС могут быть обнаружены другими средствами с дальнейшей возможностью применения лазерного оружия.

Маневрирование - мало эффективно, т.к. через небольшой промежуток времени цель - ЛА, КЛА, КС, БКС, ВКС - будет снова обнаружена, и по ней снова возможно нанесение лазерного удара. Кроме того, требуется много дополнительного запаса горючего и окислителя, увеличенного ресурса ЭУМИ, а также времени - на выполнение незапланированных маневров. Также могут быть сорваны другие плановые полетные задачи, связанные с: изменением орбиты КЛА, ВКС, КС, БКС; маневрированием - для обеспечения стыковки или расстыковки, для выполнения графика светового и теплового солнечного режимов, для гашения микро- и гравитации на борту КЛА; торможением - для обеспечения возвращения на Землю.

Создание ЛТЦ не может полностью защитить аэрокосмические системы от боевых лазеров из-за их ограниченного ресурса и количества на борту ЛА, КЛА, КС, БКС, ВКС.

"Зоны суверенитета" с расстановкой космических мин - будет, скорее всего, эффективной защитой КЛА от кинетического, ракетно-артиллерийского и другого оружия. Космические мины могут защитить КЛА, если лазерный луч будет попадать на корпуса самих мин. Т.е. в данном случае космические мины должны частично или полностью выполнять роль ложных целей (ЛЦ) или ЛТЦ.

Особо остро стоит вопрос о защите баков аэрокосмических систем многоразового использования с жидкими или газообразными углеводородными горючими, где баки являются частью несущей конструкции ЛА и КЛА: крылья экранопланов, самолетов-авиаматок, ВКС; корпуса РН, БР, КС, БКС. В дальнейшем будем употреблять только слово "корпус", подразумевая при этом и бак, если это касается, например, ракетоносителя (РН).

Предлагается способ защиты аэрокосмических систем от лазерного оружия, основанный на улучшенном охлаждении внутренних стенок и корпусов ЛА, КЛА при использовании особенностей теплоотдачи к жидким и газообразным углеводородным горючим, а также - на особенностях влияния электрического ветра в них.

Экспериментально обнаружено, что:

а) коэффициент теплоотдачи () к жидким углеводородным горючим, например, к TC-I, РГ-1, может увеличиваться в 2-3 раза в зоне критических давлений из-за изменения коэффициента теплофизических свойств (ТФС) -"В";

б) жидкие или (и) газообразные, например, метан; углеводородные горючие являются диэлектриками, но при температуре 40^oС и более в них появляются заряженные частички, т.е. появляется электропроводность;

в) при температуре 100^oС и выше в жидких и газообразных углеводородных горючих появляются диполи и начинается процесс осадкообразования, который приводит к возникновению при 650^oС и выше твердого углеродистого слоя с теплоэлектроизоляционными свойствами в земных и космических условиях, что может привести к нерасчетному и быстрому росту температуры стенки с дальнейшим ее прогаром;

г) скорость осадкообразования в газообразном метане в 10 раз меньше, чем в жидких углеводородных горючих;

д) электрический ветер или разновидность электростатических полей (Е) в жидких углеводородных горючих при естественной конвекции в зоне критических давлений способен увеличивать в 6,5 раз за счет ТФС, пондеромоторных сил Е при температуре горючих более 40^oС. В газе метане при тех же температурных условиях и повышенных давлениях - в 2 раза;

е) Е, электрический ветер: способен предотвращать осадок на металлических деталях и элементах конструкций ЛА, КЛА, погруженных в углеводородные горючие, в зоне прохождения силовых линий при любых давлениях и температуре более 40^oС;

ж) электрический ветер: способен разрушать тепловые свили при докритических давлениях и псевдосвили - при критических и сверхкритических давлениях жидких углеводородных горючих; обладает физическими, гидрогазодинамическими и геометрическими характеристиками;

з) эффективное применение Е и электрического ветра возможно в зоне интенсификации теплоотдачи к жидким и газообразным углеводородным горючим, т. е. до границы насыщения Е;

и) для эффективного предотвращения осадкообразования - Е или электрический ветер должны работать в непрерывном режиме и без смены полярностей на рабочих соосных иглах;

к) параметры возможностей электрического ветра по предотвращению осадкообразования, например, от двух соосных игл должны выбираться до зоны насыщения Е по формулам:

- для жидких углеводородных горючих

,

- для газообразных

,

где Д - диаметр окружности или плоскости, поверхности, предотвращенной от осадкообразования, мм;

U_u- подаваемое высоковольтное напряжение, кВ;

h - расстояние между рабочими иглами, мм;

л) диаметр рабочих игл: 1-3 мм и угол их заточки: = 15 - 85^o - не влияют на возможности электрического ветра по интенсификации теплоотдачи и предотвращению осадка.

Особую значимость электрический ветер приобретает в условиях космоса, где отсутствуют свили или псевдосвили, т.е. обязательные атрибуты или компоненты естественной конвекции в земных условиях, а полярность на рабочих иглах - теряет свою значимость. Необходимо отметить, что электрический ветер не только интенсифицирует теплоотдачу и предотвращает осадкообразование, но еще и ионизирует горючее или охладитель, сжигание которого происходит более эффективно, полно и экологично, с уменьшением экологически вредных продуктов сгорания. Т. е. применение электрического ветра в системах защиты от боевых лазеров не несет в себе каких-либо вредных и негативных последствий. Применение электрического ветра должно сопровождаться мерами безопасности с обязательной и надежной электротермоизоляцией.

Разработаны следующие конструктивные схемы с Е внутри каждой ячейки в решетчато-ячеистой металлической структуре с внутренней стороны корпуса ЛА, КЛА:

1. На фиг.1 показан корпус или стенки ячейки 1 с одной парой неподвижных соосных рабочих игл 2, 3, размещенных параллельно днищу, т.е. внутренней стенке корпуса ЛА, КЛА, на удалении 2-3 мм, где игла 2 является отдающей, а игла 3 - принимающей.

2. На фиг.2 показан корпус ячейки 1 с расположением четырех пар соосных рабочих игл 2-9, где иглы 2, 4, 6, 8 являются отдающими, а иглы 3, 5, 7, 9 - принимающими, и все они удалены от днища ячейки на 2-3 мм.

3. На фиг.3 показан корпус ячейки 1, где параллельно основанию расположено четыре неподвижные пары соосных рабочих игл 2-9, где иглы 2, 4, 6, 8 являются отдающими, а иглы 3, 5, 7, 9 - принимающими, а каждая пара соосных рабочих игл находится на касательной линии, проведенной к вписанной в ячейку окружности, перпендикулярно диагоналям.

4. На фиг.4 показан корпус ячейки 1, в которой в 2-3 яруса расположены дополнительные соосные рабочие иглы, объединенные в гребенки, соответственно - отдающие 10 и принимающие 11, причем нижние иглы 6, 7 расположены параллельно основания ячейки с удалением от него на 2-3 мм, а иглы второго и последующих ярусов - на их соосных линиях - под углом 45^o к основанию так, что отдающие иглы, кроме нижней 6, направлены вверх, а принимающие, кроме нижней 7, - вниз. Общая высота принимающей гребенки 11 должна быть выше стороны ячейки хотя бы на один шаг межиглового расстояния.

5. На фиг. 5 показан корпус ячейки 1 с расположением в ней нескольких многоярусных гребенок с соосными рабочими иглами перпендикулярно диагоналям далее к центру, объединенных в общую структуру: в отдающую 12, 14, 16, 18 и принимающую 13, 15, 17, 19, с таким же шагом, что и по высоте, который подбирается из условия максимального перекрытия основания силовыми линиями.

6. На фиг. 6 показан корпус ячейки 1 с расположением в ней параллельно основанию и на удалении от него на 2-3 мм вращающегося элемента в виде стержня 20, равного диаметру вписанной в ячейку окружности, на концах которого расположены по одной паре соосных рабочих игл 2-3, 4-5, где отдающими являются иглы 2, 4, а принимающими 3, 5.

7. На фиг. 7 показан корпус ячейки 1, где на вращающемся стержне 20 размещено параллельно основанию несколько пар соосных рабочих игл, объединенных в виде гребенок - отдающих 21, 23 и принимающих 22, 24.

8. На фиг.8 показан (вид сбоку) корпус ячейки 1 с вращающимся стержнем 20, выполненным в виде толкающего винта, в нижней части которого размещены отдающие 21, 23 и принимающие 22, 24 гребенки с соосными рабочими иглами, а его высота может быть больше стенок ячейки или равна им.

9. На фиг.9 показан корпус ячейки 1 с четырехлопастным винтом 20, в нижней части каждой лопасти которого размещены отдающие 21, 25, 23, 27 и принимающие 22, 26, 24,28 гребенки с соосными рабочими иглами.

Итак, на основе анализа вышеперечисленных способов защиты аэрокосмических систем от лазерного оружия и результатов экспериментальных исследований возможно создание новых способов борьбы с боевыми лазерами, основанных на интенсификации теплоотдачи от внутренней стенки корпуса ЛА, КЛА к жидкому или газообразному углеводородному горючему в месте попадания теплового пятна.

Однако уже существует изобретение [7], где осуществляется общий теплоотвод от внутренних стенок ЛА, КЛА при аэродинамическом нагреве корпуса путем создания дополнительных труб на внутренней стенке и прокачки по ним криогенного горючего, которое может идти на сжигание в двигательной установке или обратно в бак. Эта дополнительная система охлаждения уже давно применяется в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) как регенеративная или раздельно-замкнутая [8] , т. е. используется возможность охлаждения стенки путем вынужденной конвекции горючего.

Предлагаемая система защиты от воздействия лазерного оружия или теплового удара в виде лазерного (или другого) теплового пятна в корне отличается от [7] , т.к., во-первых, осуществляется в условиях естественной конвекции жидких или газообразных углеводородных горючих в большом объеме, т.е. в корпусе или в баке ЛА, КЛА, во-вторых, теплоотвод от внутренних стенок корпуса ЛА, КЛА может осуществляться не только общий, как в [7], но и местный, т.е. локальный, с определением координат теплового пятна и борьбы с ним в различных полуавтоматических или автоматических режимах и различными другими вспомогательными средствами, анализ которых был проведен ранее в начале описания, а вся информация будет выводиться на табло пульта управления наземного оператора, летчика, космонавта. Общий теплоотвод - это: создание зоны критических давлений для жидких углеводородных горючих, а для газообразных - создание давления p>1,0 МПа; одновременное включение в работу всех пар соосных рабочих игл с Е в нужной ячейке или в нескольких соседних ячейках. Предлагается также объединение возможностей общего и локального теплоотводов. Таким образом, из [7] можно взять только основную идею: охлаждение внутренней стенки корпуса ЛА, КЛА путем теплоотвода внутрь к различным горючим.

Сущностью и работой предлагаемого изобретения является:

1. Создание в одностенных корпусах ЛА, КЛА зоны критических давлений, например, для TC-I: р=1,6-2,2 МПа; для РГ-I: р=1,8-2,4 МПа - для эффективного использования внутренних охлаждающих возможностей жидких углеводородных горючих. Для газообразных - более 1,0 МПа.

2. Заполнение межстеночного пространства двустенного корпуса ЛА, КЛА жидким углеводородным горючим с обеспечением зоны критических давлений совместно с основным баком или независимо от него.

3. Расположение на внутренней стороне одностенного корпуса ЛА, КЛА с жидким или газообразным углеводородным горючим параллельно ему (фиг.1) и на удалении от него на 2-3 мм в каждой ячейке 1 решетчато-ячеистой металлической структуры одной пары неподвижных соосных рабочих игл 2, 3, одна из которых будет являться отдающей 2, а другая - принимающей 3 - для обеспечения эффективной работы электрического ветра.

4. Расположение (фиг.2) в каждой ячейке 1 параллельно основанию нескольких параллельных пар неподвижных соосных рабочих игл 2-9, где иглы, например, справа - 2, 4, 6, 8 - будут являться отдающими, а слева - 3, 5, 7, 9 - принимающими - для повышения эффективности влияния электрического ветра, включая его возможности по предотвращению процесса осадкообразования в зоне прохождения силовых линий, для чего все рабочие иглы желательно устанавливать как можно ближе к внутренней стороне корпуса, т.е., к днищу ячейки, например, на удалении 2-3 мм от него.

5. Расположение (фиг.3) в каждой ячейке 1 параллельно основанию четырех пар неподвижных соосных рабочих игл 2-9, где иглы 2, 4, 6, 8 - являются отдающими, а иглы 3, 5, 7, 9 - принимающими, где каждая пара соосных рабочих игл находится на касательной линии, проведенной к вписанной в ячейку окружности, перпендикулярно диагоналям - для возможности обеспечения крутки горючего, например, по часовой стрелке, внутри ячейки с целью повышения интенсификации теплоотдачи за счет пондеромоторных сил электрического ветра.

6. Расположение в каждой ячейке (фиг.4) дополнительных соосных рабочих игл в 2-3 яруса и объединение их в одну гребенку, соответственно - для отдающих 10 и принимающих 11 игл, причем нижние иглы - расположены, как и ранее (см. фиг. 3, 6,7), параллельно основанию ячейки, а иглы второго и последующих ярусов - на их соосных линиях - под углом 45^o к основанию так, что отдающие иглы, кроме нижней, направлены вверх, а принимающие, кроме нижней, - вниз. Общая высота принимающей гребенки 11 (фиг.4) должна быть выше стороны ячейки хотя бы на один шаг межиглового расстояния - для дальнейшего повышения интенсификации теплоотдачи путем улучшения крутки горючего и его тепломассоотвода от греющей стенки в глубь бака.

7. Расположение в каждой ячейке (фиг.5) нескольких многоярусных гребенок с соосными рабочими иглами перпендикулярно диагоналям далее к центру и объединение их в общую структуру, соответственно - в отдающую 12, 14, 16, 18 и принимающую 13, 15, 17, 19 с таким же шагом, что и по высоте, который подбирается из условия максимального перекрытия основания силовыми линиями электрического ветра - для повышения интенсификации теплоотдачи, тепломассоотвода в глубь бака и обеспечения предотвращения осадкообразования на дне ячейки электрическим ветром.

8. Расположение конструктивно в каждой ячейке (фиг.6) параллельно основанию, на удалении 2-3 мм от него вращающегося элемента в виде стержня 20, равного вписанной в ячейку окружности, на концах которого расположены по одной паре соосных рабочих игл 2-3, 4-5 - для эффективного использования пондеромоторных сил электрического ветра и повышения интенсификации тепломассоотвода в глубь бака. Для обеспечения крутки этого стержня, например, по часовой стрелке, отдающие иглы сменены местами с принимающими (см. фиг.3, 5, 6).

9. Расположение в каждой ячейке (фиг.7) параллельно ее основанию на вращающемся элементе 20 нескольких пар соосных рабочих игл, объединенных в виде гребенок - отдающих 21, 23 и принимающих 22, 24 - соответственно - для повышения эффективности тепломассоотвода пондеромоторными силами и предотвращения осадкообразования на основании ячейки электрическим ветром.

10. Создание вращающегося элемента 20 (фиг.8) в виде толкающего винта, в нижней части которого размещены отдающие 21, 23 и принимающие 22, 24 гребенки рабочих игл - для дальнейшего повышения тепломассоотвода от греющей стенки.

11. Создание толкающего винта с рабочими гребенками, высота которого может быть больше стенок ячейки или равна им для дальнейшего повышения тепломассообмена.

12. Создание толкающего четырехлопастного винта 20 (фиг.9), в нижней части каждой лопасти которого размещены отдающие 21, 25, 23, 27 и принимающие 22, 26, 24, 28 рабочие гребенки с соосными рабочими иглами - для дальнейшего повышения тепломассоотвода и тепломассообмена от греющей стенки и предотвращения осадкообразования на ней.

13. Создание надежной электротермоизоляции на всех токоподводах к рабочим иглам (гребенкам).

14. Для эффективной работы электрического ветра по интенсификации теплоотдачи, созданию пондеромоторных сил, предотвращению осадкообразования - необходимо подаваемое высоковольтное постоянное напряжение, расстояние между рабочими иглами или гребенками подбирать до зоны насыщения электростатическими полями в жидких или газообразных углеводородных горючих (охладителях).

15. Включение в работу любой пары соосных рабочих игл может осуществляться от тепловых датчиков, например, термопарного типа, размещенных по одному в центре или по пять: 1 - в центре, 4 - по углам в каждой ячейке при достижении в пристеночной области температуры 40^oС, информация о которой должна поступать в бортовую или наземную ЭВМ, на табло наземного оператора, летчика, космонавта.

16. Любая пара соосных рабочих игл может использоваться и в виде самостоятельного теплового датчика, т.к. при достижении 40^oС в жидких или газообразных углеводородных горючих появляется электропроводность, которую могут зафиксировать любые две соосные рабочие иглы, данные от которых должны поступать в бортовой компьютер ЛА, КЛА, на табло наземного оператора, летчика, космонавта, в результате чего возможно формирование команды на подачу на соосные рабочие иглы высоковольтного постоянного напряжения в данную ячейку, ставшей целью для лазерного оружия. Выполнять функции теплового датчика соосные рабочие иглы могут только при общем тепловом фоне - не менее 40^oС. Включение в работу электрического ветра возможно вручную или автоматически.

17. Чтобы избежать ложного включения системы защиты от боевых лазеров на основе влияния электрического ветра при общем нагреве ЛА, например, аэродинамическом или КЛА, например, из-за солнца, старта, стыковки ВКС и КЛА, КС, БКС, необходимо правильно идентифицировать причину повышения температуры. Для чего необходимо в бортовой или наземный компьютер внести банк данных об общем, частичном и локальных нагревах бака ЛА, КЛА. Если на общем фоне нагрева бака ЛА, КЛА вдруг появятся данные о локальном увеличении температуры одной или нескольких смежных ячеек, то здесь после анализа и сравнения с банком данных в ЭВМ необходимо срочное включение системы защиты автоматически или вручную. В условиях космоса возможны нагревы, например, только одной стороны КЛА, КС, БКС, ВКС - из-за солнца. Т.е. все возможные варианты необходимо учесть заранее при составлении программ для бортовой или наземной ЭВМ.

18. Сигнал о повышении температуры в одной или нескольких смежных ячейках может одновременно стать и сигналом на последовательное, выборочное или общее включение системы маскировки: задымленности, создания искусственных образований и аэрозолей; боковых ЭУМИ или ЭУМИМТ - для маневра ЛА, КЛА в сторону от лазерного пятна; подачи команды расположенным рядом от КЛА и курса лазерного луча ложным целям (ЛЦ) или ЛТЦ, а также космическим минам для маневра с целью защиты КЛА от лазерного пятна; подачи команды, например, в случае работы маршевых ЭУМИ или вспомогательных ЭУМИМТ во время маневра, полета ЛА, КЛА на изменение светимости или маскировки сопла или жаровой трубы, а также на применение ЛТЦ.

19. Решетчато-ячеистые структуры с различными вариантами соосных рабочих игл для эффективного использования электрического ветра возможно размещать в межстеночном пространстве двустенных корпусов ЛА, КЛА, заполненном жидким или газообразным углеводородным горючим.

20. Вращающиеся и (или) стационарные системы рабочих соосных игл или гребенок возможно размещать и на внутренней стороне одностенных корпусов ЛА, КЛА без решетчато-ячеистой структуры.

Итак, за наиболее близкий прототип-аналог можно принять способ защиты аэрокосмических систем от лазерного оружия путем покрытия облицовки летательного аппарата (ЛА) или космического летательного аппарата (КЛА) слоем абляционного типа с содержанием углеводородов, отличающийся тем, что интенсифицируют процесс теплоотдачи от внутренней стенки корпуса ЛА или КЛА в месте попадания теплового лазерного пятна к жидкому или газообразному углеводородному горючему.

Предлагаемое изобретение отличается тем, что:

1. в корпусе с жидким углеводородным горючим поддерживают зону критических давлений, а в корпусе с газообразным горючим поддерживают давление более 1,0 МПа;

2. упомянутые давления поддерживают в корпусе ЛА, КЛА, который выполняют одностенным;

3. корпус ЛА, КЛА выполняют двусторонним, а упомянутые необходимые давления создают в межстеночном пространстве совместно с основным баком или независимо от него;

4. на внутренней стенке корпуса выполняют решетчато-ячеистую структуру, в каждой ячейке которой параллельно упомянутой внутренней стенке на удалении 2-3 мм от нее располагают пару неподвижных соосных игл для обеспечения работы электрического ветра, при этом одна из них является отдающей, а другая - принимающей;

5. на внутренней стенке корпуса выполняют решетчато-ячеистую структуру, в каждой ячейке которой параллельно упомянутой внутренней стенке на удалении 2-3 мм от нее располагают несколько параллельных пар неподвижных соосных игл для обеспечения работы электрического ветра, при этом иглы, расположенные с одной стороны, являются отдающими, а иглы, расположенные с другой стороны - принимающими;

6. располагают четыре пары соосных игл, при этом каждую пару располагают на касательных линиях к вписанной в ячейку окружности, перпендикулярных диагоналям ячейки с такой последовательностью, при которой обеспечивается крутка горючего внутри ячейки, например, по часовой стрелке;

7. в каждой ячейке над нижними соосными иглами располагают несколько ярусов соосных игл, которые объединяют в гребенки, соответственно в отдающие и принимающие, а гребенки каждого яруса размещают под углом 45^o к основанию, причем отдающие гребенки располагают иглами под указанным углом вверх, а принимающие - вниз, при этом общую высоту принимающей гребенки выполняют выше стороны ячейки, по крайней мере на один шаг межиглового расстояния с возможностью крутки и тепломассотвода горючего от греющей стенки электрическим ветром;

8. отдающие и принимающие иглы объединяют в соответствующие гребенки, из которых формируют общую структуру, соответственно - отдающую и принимающую, при этом гребенки располагают параллельно диагоналям ячейки равномерно с определенным шагом в несколько ярусов с возможностью обеспечения работы электрического ветра;

9. на внутренней стенке корпуса выполняют решетчато-ячеистую структуру, в каждой ячейке которой параллельно упомянутой внутренней стенке на удалении 2-3 мм от нее располагают элемент, длина которого соответствует диаметру вписанной в ячейку окружности, с возможностью вращения внутри ячейки под действием пондемоторных сил электрического ветра, при этом на концах упомянутого элемента закрепляют по одной паре соосных игл для обеспечения работы электрического ветра и создания крутящего момента, причем одна из игл каждой пары является отдающей, а другая - принимающей;

10. на концах вращающегося элемента располагают несколько пар соосных игл, которые объединяют соответственно в отдающие и принимающие гребенки;

11. вращающийся элемент выполняют в виде толкающего винта, при этом отдающие и принимающие гребенки закрепляют на нижней части каждой лопасти упомянутого, винта;

12. толкающий винт выполняют с высотой, соответствующей высоте стенок ячейки или больше ее;

13. толкающий винт выполняют четырехлопастным;

14. все токоподводы к иглам или гребенкам выполняют с электротермоизоляцией;

15. подаваемое высоковольтное постоянное напряжение и расстояние между иглами или гребенками подбирают до предела, при котором обеспечивается насыщение электростатическими полями жидкого или газообразного углеводородного горючего;

16. включение в работу любой пары соосных игл осуществляют от тепловых датчиков, например, термопарного типа при достижении температуры в пристеночной области 40^oС, при этом информацию о температуре передают в бортовую или наземную ЭВМ, соответственно на табло летчика, космонавта или наземного оператора;

17. функцию тепловых датчиков выполняют любые пары соосных игл при общем тепловом фоне нагрева пристеночной области - менее 40^oС;

18. команду на включение в работу соосных игл в какой-либо ячейке подают вручную или автоматически после обработки данных об общем и (или) локальном нагревах с их идентификацией и сравнением с банком данных бортовой или наземной ЭВМ;

19. сигнал о повышении температуры в одной или нескольких смежных ячейках одновременно является сигналом на последовательное, выборочное или общее включение в работу других средств защиты от лазерного оружия;

20. решетчато-ячеистая структура размещена дополнительно в межстеночном пространстве с углеводородным горючим двустенной конструкции бака и крыльев ЛА, КЛА.

Все вышеперечисленные системы могут найти широкое применение и в народном хозяйстве: в нефтяной, газовой, химической, транспортной, энергетической, в том числе атомной и других отраслях промышленности, т.е. там, где применяются или перерабатываются жидкие и газообразные углеводородные горючие и охладители.

Источники информации

1. Арбатов А.Г., Васильев А.А., Велихов Е.П. Космическое оружие: дилемма безопасности. - М.: Мир, 1986. 182 с.

2. Бондарев В. Взгляды в США на ведение военных действий в космосе и из космоса // Зарубежное военное обозрение. 1998, 2. С. 42-44.

3. Алешин А. Лазерное оружие самолетного базирования // Зарубежное военное обозрение. 1997, 11. С. 35-38.

4. Козлов С.И., Смирнова Н.В. Методы и средства создания искусственных образований в околоземной среде и оценка характеристик возникающих возмущений // Космические исследования. "Наука". Т.30, вып.4, июль-август 1992. С. 495-523.

5. Томита Т., Диомидов В.Б., Небылов А.В., Соколов В.В. Проект построения интегрированной транспортной системы "Экраноплан - воздушно-космический самолет" // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. "Экраноплан - 96". Казань. Россия. 1996. С. 20-22.

6. Ващинин И. Взгляды в США на развитие ВВС в начале XXI века // Зарубежное военной обозрение. 1998, 1. С.17-25.

7. US 4986495, B 64 G1/58, 22.06.1991.

8. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П. Теория ракетных двигателей (Под ред. В.П. Глушко). - М.: Машиностроение, 1989, 464 с.