NOWOCZESNE TECHNOLOGIE SYSTEMÓW UZBROJENIA

Transkrypt

1 MINISTERSTWO OBRONY NARODOWEJ WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA NOWOCZESNE TECHNOLOGIE SYSTEMÓW UZBROJENIA Praca zbiorowa pod redakcją Zygmunta MIERCZYKA KONFERENCJA NAUKOWA Kielce Warszawa 2008 Warszawa, WAT,

2 2. SENSORY I OBSERWACJA Zbigniew Bielecki Poniżej przedstawiona jest prezentacja dotycząca Rozdziału 2. Pełna treść tego i pozostałych rozdziałów znajduje się w monografii wskazanej na pierwszym slajdzie.

3 2. SENSORY I OBSERWACJA 2.1. Radary 2.2. Promieniowanie terahercowe przełomowa technologia w systemach bezpieczeństwa 2.3. Sensory promieniowania podczerwonego 2.4. Sensory zakresu widzialnego i nadfioletu 2.5. Sensory akustyczne 2.6. Sensory CBRNE Sensory skażeń chemicznych Sensory zagrożeń biologicznych Detektory i urządzenia do wykrywania i monitorowania skażeń radiologicznych stosowane w technice wojskowej Sensory materiałów wybuchowych 2.7. Nawigacyjne systemy satelitarne 2.8. Identyfikacja zagrożeń podwodnych i kierunki rozwoju systemów przeciwdziałania 2.9. Zintegrowane wieloczujnikowe systemy detekcji, identyfikacji i analizy zagrożeń 2

4 2. SENSORY I OBSERWACJA Telewizja ( <1 m) λ Mikrofale (od m do 0.1 m) Światło widzialne (od 380 nm do 780 nm) Fale nadfioletowe (od 50 nm do 380 nm) Promienie kosmiczne ( λ<0.001 nm) Fale radiowe (od 1 m do kilku km) Radar (ok m) Fale podczerwone (od 800 nm do 0.01 cm) Promienie X Promienie gamma (od 0.1 nm do 50 nm) (od 0.1 nm do 0.001nm) 3 24

5 2.1. RADARY A. Kawalec, J. Pietrasiński, T. Pietkiewicz, W. Kołosowski Badania teoretyczne oraz rozwój technologii powinny dotyczyć: nowych metod przetwarzania sygnałów oraz danych, półprzewodnikowych systemów nadawczych, aktywnych systemów anten szerokopasmowych oraz wielopasmowych, radaru szumowego, radaru wielofunkcyjnego, radaru pokładowego systemu wczesnego ostrzegania, radaru typu SAR polarymetryczny oraz SAR interferometryczny. Opracowywane nowe radary powinny być projektowane zgodnie z koncepcją RADARU PROGRAMOWEGO (Software Defined Radar). 4

6 2.2. PROMIENIOWANIE TERAHERCOWE PRZEŁOMOWA TECHNOLOGIA W SYSTEMACH BEZPIECZEŃSTWA M. Szustakowski, R. Panowicz Walka ze światowym terroryzmem. Możliwość wykrycia m.in. ukrytych pod ubraniem, schowanych za ścianą lub zakopanych w ziemi niebezpiecznych materiałów. Należy podjąć prace dotyczące: - układów generacji i detekcji promieniowania THz, - urządzeń THz do wykrywania niebezpiecznych materiałów i przedmiotów; - urządzeń do zdalnego prześwietlania osób -urządzeń do widzenia przez przeszkody -urządzeń do zdalnego wykrywania min. 0,1-10 THz promieniowanie gamma promieniowanie X UV widzialne podczerwień promieniowanie ciała doskonale czarnego promieniowanie teraherzowe mikrofale Częstotliwość (Hz) TV radio 5

7 2.3. SENSORY PROMIENIOWNIA PODCZERWONEGO H. Madura, J. Piotrowski, A. Rogalski, J. Rutkowski Krajowe zaplecze wytwarzania i badania detektorów podczerwieni: firma Vigo System S.A. Wojskowa Akademia Techniczna potencjalne możliwości w: Instytucie Technologii Elektronowej Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych Zastosowania detektorów: ( WAT kamery podczerwieni (Vigo, PCO, ( WAT celowniki termowizyjne (PCO, ( WAT lornetki z kamerą termowizyjną (PCO, ( WAT ) urządzenia ostrzegające przed promieniowaniem laserowym ( TELESYSTEM systemy samonaprowadzania pocisków (WAT, Należy podjąć prace: konstrukcyjne dotyczące kamer termowizyjnych na matrycach fotodiod wielobarwnych i QWIP technologiczne nad fotodiodami z supersieci z naprężeniami i na kropkach kwantowych wdrożeniowe szybkich niechłodzonych detektorów HgCdTe (FSO, CEAS) 6

8 2.4. SENSORY ZAKRESU WIDZIALNEGO I NADFIOLETU R. Ryniec, M. Piszczek Matryce detektorów zakresu widzialnego - matryce CCD - matryce CMOS Zastosowania: - wykrywanie skażeń chemicznych, - wykrywanie rakiet (pocisków kierowanych), - wykrywanie płomieni, -różne zastosowania astronomiczne, - określanie poziomu ozonu w atmosferze, - defektoskopia, - badania naukowe. Detektory UV - termiczne - fotonowe Diament SiC AlGaN Δλ = nm 7

9 azymut 2.5. SENSORY AKUSTYCZNE A. Kawalec, M. Kastek, M. Pasternak, T. Sosnowski Sensory akustyczne: - z akustyczną falą objętościową - z akustyczną falą powierzchniową - wysokoczułe mikrofony. Należy podjąć prace dotyczące: algorytmów przetwarzania sygnałów budowa baz danych nowych materiałów i technologii aktywnych układów tłumienia drgań (włókna piezoelektryczne) Krajowe zaplecze: Politechniki: Śląska, Warszawska, Wrocławska Wojskowa Akademia Techniczna Instytuty: ITME, IPPT. Zastosowania: wykrywanie i identyfikacja obiektów, rozpoznawanie rodzajów pocisków i broni, określenie współrzędnych stanowisk ogniowych artylerii przeciwnika, wykrycie i lokalizacja pojedynczego strzelca, detekcji gazów i mieszanin gazów, systemy ochrony obiektów, defektoskopii. elewacja 8

10 2.6. SENSORY CBRNE S. Neffe, M. Kastek, K. Kopczyński, A. Knap, B. Mazurek, B. Siodłowski Metody stosowane w monitoringu zagrożeń CBRNE: próbkowanie w miejscu występowania zagrożeń zdalna detekcja, identyfikacja i pomiar stężenia substancji. Detekcja, identyfikacja i analiza bojowych środków trujących oraz toksycznych substancji przemysłowych Wykrywanie i identyfikacja bakterii, wirusów i toksyn w powietrzu, wodzie i żywności Detekcja, identyfikacja i charakterystyka widma energetycznego promieniowania jonizującego: alfa, beta, gamma i neutronowego Wykrywanie i charakterystyka parametrów wybuchów jądrowych Wykrywanie identyfikacja i analiza materiałów wybuchowych, wojskowych, cywilnych i improwizowanych. 9

11 2.6. SENSORY CBRNE S. Neffe, M. Kastek, K. Kopczyński, A. Knap, B. Mazurek, B. Siodłowski Zagrożenia CBRNE: substancje chemiczne: VX, soman, sarin, iperyt, toksyny, chlor, amoniak środki biologiczne: bacillus anthracis, yersinia pestis, francisella tularensis, vibrio cholerae i kilkadziesiąt innych substancje promieniotwórcze:materiały rozszczepialne, odpady promieniotwórcze, awarie reaktorów i innych urządzeń jądrowych wybuchy jądrowe: atak jądrowy pojedynczy lub zmasowany, wypadek z użyciem broni jądrowej, atak terrorystyczny ładunki wybuchowe: miny, niewybuchy, improwizowane ładunki wybuchowe, ataki terrorystyczne. Krajowe ośrodki badawcze i wdrożeniowe: Wojskowa Akademia Techniczna Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii Instytut Badań Jądrowych w Świerku Instytut Fizyki Jądrowej w Krakowie Zakład Urządzeń Dozymetrycznych POLON-ALFA Sp. z o.o. Należy kontynuować i podjąć prace dotyczące: Nanotechnologii Zdalnej detekcji i identyfikacji zagrożeń CBRNE, Miniaturyzacji i integracji sensorów, chemicznych biologicznych i radiometrycznych, Budowy i implementacji autonomicznych systemów detekcji umożliwiających wczesne, niezawodne i zbiorowe ostrzeganie wojsk i ludności cywilnej o zagrożeniach CBRNE. 10

12 SENSORY MATERIAŁÓW WYBUCHOWYCH Z. Bielecki, J. Błądek, J. Janucki, J. Mikołajczyk, M. Nowakowski, J. Wojtas Obrazowanie broni i ładunków (bulk detection), techniki radarowe promieniowanie THz, IR, UV detekcja przy użyciu prom. X i γ techniki neutronowe magnetyczny rezonans jądrowy. Wykrywanie par MW (vapour detection), elektroniczne / chemiczne biosensory optoelektroniczne. Główne kierunki badań: Rozwój technik terahercowych Opracowanie wysokoczułych sensorów optoelektronicznych (CEAS, LIBS) Badania sensorów MEMS 11

13 2.7. NAWIGACYJNE SYSTEMY SATELITARNE M. Figurski, M. Szołucha, P. Mielnik Nawigacyjne Systemy Satelitarne: Dostępny: GPS, GLONASS Budowany: GALILEO Systemy wspomagania: Satelitarne (SBAS): EGNOS, WAAS Naziemne (GBAS): WADGPS, ASG-EUPOS Rozwój systemu GPS do 2020 roku. Wprowadzenie satelitów gen. IIR-M i IIF: 1. Drugi sygnał cywilny na L2 2. Nowy kod L1 i L2M 3. Trzecia częstotliwość L5 Wprowadzenie systemu GPS III 1. Zwiększenie niezawodności 2. Zwiększenie dokładności 3. Selektywne zwiększanie mocy sygnału GPS 4. Większa autonomia systemu Stacja kontrolna Komenda o zwiększeniu mocy Definicja obszaru Theater Teatr działań Kierunki badań Integracja GPS/INS Wykrywanie zakłóceń systemu GPS i metody ich wprowadzania Zwiększenie dokładności i niezawodności określenia pozycji i czasu. L2C, L5 Budowa systemów dwu-antenowych do pomiaru azymutu Wyznaczanie azymutu z wykorzystaniem poprawek różnicowych systemu ASG-EUPOS 12

14 2.8. IDENTYFIKACJA ZAGROŻEŃ PODWODNYCH I KIERUNKI ROZWOJU SYSTEMÓW PRZECIWDZIAŁANIA A. Cichocki, K. Listewnik, S. Milewski, J. Kobierski Pola fizyczne okrętu: Górna półsfera: termiczne, radiolokacyjne, optyczne - UV, akustyczne, Dolna półsfera: elektryczne, magnetyczne, elektromagnetyczne, hydroakustyczne. Systemy obrony przeciwminowej: okrętowe (systemy akustyczne, magnetyczne ) autonomiczne pojazdy podwodne (akustyczne i nieakustyczne) lotnicze (kamery multispektralne, LIDAR, radar, magnetyczne) Należy kontynuować prace dotyczące: systemów wykrywania min morskich, sonarów aktywnych podkilowych i holowanych, systemów demagnetyzacji i minimalizacji pola elektr. okrętów, trałów akustycznych i magnetycznych, integracji czujników w systemy inteligentne. INNE Elektryczne R-LOK Magnetyczne VIS Hydroakustczne Hydrodynamiczne IR Akustyczne Krajowe zaplecze badawcze: Akademia Marynarki Wojennej Politechnika Gdańska Centrum Techniki Morskiej 13

15 Pomiary i wstępne przetwarzanie danych Sensory zagrożeń chemicznych Sensory zagrożeń biologicznych Sensory zagrożeń radiologicznych Radiometry promieniowania elektromagnetycznego Sensory biometryczne Rozpoznanie obrazowe Radar Lidar Dane GPS Dane meteorologiczne Inne sensory 2.9. ZINTEGROWANE WIELOCZUJNIKOWE SYSTEMY DETEKCJI, IDENTYFIKACJI I ANALIZY ZAGROŻEŃ Transmisja danych Schemat struktury współczesnego systemu monitorowania zagrożeń Komputer centralny Komputery sieciowe Przetwarzanie, magazynowanie i udostępnianie danych Z. Mierczyk, M. Zygmunt, K. Kopczyński Współczesny system monitorowania zagrożeń powinien zapewnić: integrację urządzeń wieloczujnikowych i wielowidmowych w jeden system, detekcję, przetwarzanie, kodowanie, transmisję, ewidencję i udostępnianie danych pomiarowych, Należy kontynuować i podjąć prace dotyczące: wielowidmowych systemów wykrywania rakiet, taktycznych pocisków kierowanych i samonaprowadzających, wielosensorowych systemów ostrzegania przed promieniowaniem laserowym, systemów ostrzegania pojedynczego żołnierza, systemów wykrywania BSL, efektywnych metod przetwarzania sygnałów, układów identyfikacji swój-obcy, znajomości sygnatur prawdopodobnych zagrożeń. 14