Радиотехнические системы (продолжение)

Ну что ж, уже Продолжение № 2, однако Конец предыдущего топика здесь: Физико-математические основы радиолокации (продолжение)

2 Ab

> Да и щель то излучает в основном по нормали к поверхности т.е. вбок, а нам назад надо.

Так нам же не излучать, нам ПРИНИМАТЬ надо! Всё-таки не покидает меня следующая бредовая идея. Представим запаянную с обоих концов металлическую трубу (волновод), в боковой стенке которой вырезана щель. Разместим источник излучения на продолжении продольной оси трубы (т.е. строго сзади). Что будет происходить в точках разрыва, т.е. на границах щели, при облучении нашей трубы с такого ракурса? Отчего-то у меня возникла мысль, что в этом случае щель будет "излучать" (если такое можно сказать про пустое место) по нормали к своей плоскости, в том числе внутрь. Ну а внутри ставим приемник - и все дела...

Такое может быть, или у меня очередные глюки?

> А вы не думаете, что это снимок какого-нибудь габаритно-весового макета, на котором просто не все стоит?

А кто их знает? Может и так. Вообще-то хвостовая часть Р-77, подвешенных на самолетах, визуально не отличается от того, что мы видим на этой фотографии. Но на самом деле никто не мешает и туда вешать массогабаритные макеты, для целей фотосъемки...

А как Вы думаете, можно ли встроить невыступающую антенну в сам решетчатый руль?

> Вы радиоуправление моделями видели?

Хе-хе, ну да . Действительно...

> Кстати для рк еще и бортовой ответчик должен быть, за ракетой следить тоже надо.

Ну это для чистого радиокомандного наведения, а для обычной радиокоррекции он не нужен. ИСУ ракеты сама производит счисление собственных координат, значит на ее борт требуется передавать только координаты цели и их производные (в выбранной системе отсчета). А уж дальше пусть сама думает, куда поворачивать, не фига носителю башку забивать

Тем более траектория ракеты как правило пролегает вне основного лепестка РЛС, так что за ней особо и не последишь...

На чужом форуме прочел интересной аргумнент о том, что нет радиокорекции на Р-27Т. Собствено довод :
ракеты Р-27Т немогут прикреплятся к подфюзелажным узлы подвески где обзор вверху/впереди сильно ограничен, а Р-27Р можно.

Да. Я уже ответил на том же "чужом форуме" (404 - Not Found ), что это совсем не "довод"

Я имел ввиду более чужой форум
http://www.acig.org/phpBB/viewforum.php?forum=5&273

Moss> Я имел ввиду более чужой форум

А... Спасибо за ссылку.

Ab> ДН антенны на излучение и на прием одинаковая, что однопозиционные рлс успешно и демонстрируют.

Угу, вообще-то этого и следовало ожидать. Не знаю, с чего у меня такие идеи возникают?

> Ну что ж, нормальное описание процесса возникновения боковых лепестков, децибелл так на 20-30 слабее основного. Но работать на них не стоит.

20-30 дБ?! Всё, вопрос снят

> Встроить то можно в любой, она ведь на 3-см маленькая, а вот на снимке ничего похожего не видно.

А, так здесь я исхожу из ранее высказанного вами предположения: "А вы не думаете, что это снимок какого-нибудь габаритно-весового макета, на котором просто не все стоит?"

Ab> А у р-77 ведь еще и крылья есть, кроме стабилизаторов, а там ничего нет?

Выступающих антенн не видно. Да и рационально ли в крыло антенну запихивать? Будет ведь экранироваться хвостовой частью. Да и паразитные отражения от корпуса появятся, т.е. будет что-то вроде ситуации с обнаружением НЛЦ - набег фазы и прочие дела.

> Что на самолетах в жизни чаще возят не знаю, но думаю в мирное время макеты разного назначения не так уж редки, из соображений безопасности и экономии ресурса боевых ракет (вибрации, перегрузки)

Вот именно. Кстати, где-то читал, что у AMRAAM'а средний ресурс около 50 летных часов (данные приводились для F/A-18), именно из-за высоких вибродинамических нагрузок. Так что конечно и на самолетах в свободное время тоже макеты возят. А макеты - все одинаковые

А на макет Фазотроновской АФАР можно посмотреть вот тут МАКС-2001 (а заодно и на прочие БРЛС, которые выставлялись на прошлом МАКСе)

НИИП И ЕГО РАДАРЫ

Юрий БЕЛЫЙ, директор НИИП им. В.В.Тихомирова
Владимир ЗАГОРОДНЫЙ, главный конструктор, начальник отделения НИИП им. В.В.Тихомирова

Научно-исследовательский институт приборостроения (НИИП) имени В.В.Тихомирова - одно из головных предприятий отрасли, занимающееся вопросами создания авиационных радиолокационных станций. Оно было создано под руководством В.В.Тихомирова в 1955 году как филиал НИИ-17. В 1956-58 гг. молодым коллективом конструкторов были разработаны серийные радиолокационные станции "Изумруд" (устанавливавшиеся на всепогодных истребителях МиГ-17ПФ и МиГ-17ПФУ) и "Изумруд-2" (МиГ-19П и МиГ-17ПМ), а также опытная БРЛС "Ураган-5Б". В 1958 году была начата разработка радиолокационной части мобильного армейского зенитного ракетного комплекса "Куб", принятого на вооружение в 1966 году и с большим успехом применявшегося во многих локальных конфликтах 1970-90-х годов. В 1958-98 гг. было создано и принято на вооружение девять модификаций "Куба" - ЗРК "Бук", "Бук-М1, "Бук-М2 и другие.

В 1968 году НИИП была поручена разработка системы управления вооружением "Заслон", предназначенной для оснащения тяжелого истребителя-перехватчика МиГ-31. В этой уникальной системе впервые в мире была реализована фазированная антенная решетка (ФАР), обеспечивающая многоцелевую работу при сохранении обзора в широкой зоне с одновременным обстрелом ракетами большой дальности до четырех воздушных целей. В 1981 году МиГ-31 с "Заслоном" был принят на вооружение авиации ПВО.

Совместно с НИИР (ныне - "Фазотрон-НИИР") НИИП с 1970-х годов участвовал в работах по созданию унифицированных БРЛС Н001 и Н019, предназначенных для истребителей четвертого поколения Су-27 и МиГ-29. При этом удалось достичь степени унификации, превышающей 70%.

Сегодня институт имени В.В.Тихомирова ведет работы по широкому фронту, включающему модернизацию бортовых радиолокационных комплексов для истребителей ВВС России и иностранных заказчиков, а также разработку перспективных БРЛС (в том числе и предназначенных для оснащения истребителей пятого поколения).

Заслуженным предметом гордости коллектива НИИП является радиолокационная станция поколения "4+" Н011М, разработанная для оснащения модернизированных самолетов типа Су-27. Экспортный вариант БРЛС под названием "Барс" устанавливается на многофункциональных самолетах Су-30МКИ, строящихся для ВВС Индии (поставки этих машин заказчику должны начаться уже в текущем году).

Сегодня "Барс" - наиболее совершенная в мире серийная радиолокационная станция, предназначенная для оснащения истребителей. Она обладает рядом свойств, не имеющихся пока ни у одной зарубежной БРЛС. В частности, с помощью "Барса" можно подсчитать число лопаток в компрессоре двигателя обнаруженного самолета и по этому признаку определить конкретный тип силовой установки, а следовательно - и тип самого самолета противника. При этом параллельно с распознаванием цели станция продолжает обзор воздушного пространства и сопровождение ранее захваченных целей. В течение секунды "Барс" способен "составить портрет" пяти самолетов противника. И это не рекламные заявления, в достоверности которых еще только предстоит убедиться заказчику в ходе испытаний и экспериментов, а реально отработанный режим, проверенный на практике.

Еще одна уникальная способность "Барса" - одновременное сопровождение наземных и воздушных целей, что особенно важно для многофункционального самолета типа Су-30МКИ и других машин подобного класса. Все это требует сложнейшей "математики", ювелирной обработки сигнала и многого другого, подпадающего под определение "технологии XXI века".

Помимо истребителей Су-30МКИ, предназначенных для индийских ВВС, "Барс" должн найти применение и на ряде других машин семейства "Су-27". В частности, эта станция имеет хорошие перспективы попасть на борт самолета Су-30МКМ, предлагаемого Малайзии. Помимо уникальных характеристик самой БРЛС, этому способствует географическая, политическая (а как следствие - и военно-техническая) близость Малайзии с Индией. Другой машиной, которая должна получить БРЛС типа "Барс", является многофункциональный двухместный истребитель Су-35УБ - продолжение линии самолетов Су-27М, Су-35 и Су-37. Работы по его созданию ведутся в двух направлениях: с ориентацией на экспорт, а также для российских ВВС. Этот самолет, создающийся в сжатые сроки (что обусловлено, в первую очередь, потребностями мирового авиационного рынка и необходимостью для нашей страны сохранять на нем прочные позиции), получит усовершенствованный вариант "Барса": создать полностью новую станцию в отведенные на реализацию программы сроки просто не удастся.

[ слишком длинный топик - автонарезка ]

БРЛС, предназначенная для Су-35УБ российских ВВС может получить уже отработанный на ранних версиях "Барса" двухкоординатный привод антенны, обеспечивающий ее доворот по азимуту и стабилизацию по крену, а также мощный выходной усилитель передающего канала, созданный на базе лампы бегущей волны "Челнок" (средняя мощность 5...7 кВт), который не имеет в настоящее время мировых аналогов. Все это должно почти на порядок повысить "боевой" потенциал БРЛС. "Барс" может быть установлен и на перспективный корабельный двухместный многофункциональный самолет Су-27КУБ, проходящий в настоящее время летные испытания.

Следует отметить, что в ходе испытаний ранняя версия "Барса", оснащенная пятикиловаттным передатчиком, реально продемонстрировала возможность обнаружения истребителей класса "Су-27" на дальности более 330 км. Такие возможности под силу сегодня разве что специализированным самолетам ДРЛО - "Хоукай", "Сентри" или А-50.

Опыт, полученный коллективом НИИП в ходе создания "Барса", трудно переоценить. Специалисты, прошедшие эту школу, сегодня играют ключевую роль в разработке новых, более совершенных радиолокационных станций. К числу "барсистов" относятся и лидеры команды "Русской авионики", создавшей совместно с ИАПО многофункциональный самолет Су-30КН, принятый ВВС России за основу при модернизации парка истребителей Су-27 и Су-30.

НИИП продолжает работы по совершенствованию радиолокационной станции Н001 "Меч". Модернизированный вариант "Меча" установлен на серийных самолетах Су-30МКК, выпускаемых КнААПО для ВВС Китая. Завершена работа по сопряжению этого локатора с ракетой класса "воздух-воздух" средней дальности РВВ-АЕ. В настоящее время осуществляется второй этап модернизации этой БРЛС - освоение режимов "воздух-поверхность". В ближайшее время планируются опытные пуски противокорабельных управляемых ракет Х-31А, получающих целеуказание от БРЛС, работающей по морским целям в режиме низкого разрешения. Начаты испытания в режиме высокого разрешения по наземным целям. Су-30МКК "второго этапа" уже получил новое обозначение - Су-30МК2. В настоящее время проходят испытания два таких самолета, к которым в ближайшее время присоединится третий.

Стратегический курс руководства НИИП - на всех новых и модернизированных станциях, идущих после "Барса" (на котором установлен доставшийся в наследство от БРЛС Н011 процессор Ц-200) использовать процессоры нового поколения "Багет-55" разработки КБ "Корунд". Результаты, полученные на БРЛС, оснащенных этими процессорами (в частности, в режиме доплеровского сужения луча), не хуже, чем у наиболее совершенных зарубежных аналогов.

Программное обеспечение, созданное в рамках программ Су-30МКК и Су-30МК2, предполагается реализовывать и в других программах - в частности, при модернизации комплекса "Заслон" и даже на самолете пятого поколения. Ведь если новое "железо", как показывает отечественный и мировой опыт, можно создать за три-четыре года, то для отработки "математики" для 40-50 режимов (а именно такое число режимов должен иметь бортовой радиолокационный комплекс истребителя пятого поколения) требуется как минимум семь лет. Реализующаяся в настоящее время программа позволит значительно повысить характеристики процессора. Через два-три года производительность "Багета" должна быть увеличена более чем в 40 раз.

По аналогичной схеме ведутся и работы по поэтапной модернизации БРЛС Н001 самолетов Су-27 и Су-27УБ. Предусмотрено пять режимов работы модернизированной санции: воздух-воздух, картографирование земной поверхности, обнаружение наземных движущихся целей, определение дальности до наземных целей, а также определение собственной скорости самолета. Резкое наращивание вычислительной мощности за счет внедрения современного процессора (осуществляемого параллельно с установкой линейного приемника) позволяет станции решать дополнительные задачи и в режиме "воздух-воздух" (сверхдальнее обнаружение, распознавание типа цели, распознавание целей в группе, работа по вертолетам и т.п.).

[ слишком длинный топик - автонарезка ]

На следующем этапе модернизации предполагается придать локатору возможность двухцелевого сопровождения, что обеспечит Су-27 способность одновременного пуска двух ракет с радиолокационным или тепловым наведением по двум целям.

Новый вычислитель образует как бы второй канал, который работает параллельно с прежним одноцелевым каналом. В результате модернизацию можно осуществить "малой кровью", без ломки структуры всего комплекса.

Дальнейшим шагом в области совершенствования "борта" Су-27 станет оснащение радара фазированной антенной решеткой типа "Перо". В настоящее время такая антенна уже имеется "в металле" и в ближайшее время будет установлена на самолет. Новая антенна будет подключена к модернизированному многоцелевому варианту станции.

Создание БРЛС с ФАР "Перо" открывав новые возможности по повышению боевого потенциала самолетов типа Су-27. В частности, рассматривается относительно малозатратный вариант модернизации парка истребителей, при котором "Перо" получат лишь часть самолетов (например, истребители командиров звеньев), которые, в рамках единой внутригрупповой информационно-управляющей сети, будут осуществлять дальнее обнаружение и, используя автоматизированную систему обмена информацией внутри группы, станут своеобразными пунктами управления, выдавая целеуказания остальным самолетам, имеющим более простой "6орт".

Еще одним принципиально новым режимом, обеспечивающим существенна тактические преимущества, станет способность модернизированного Су-27 подсвечивать цель, оружие по которой будет применяться с другого самолета, действующего в режиме радиомолчания. Это серьезно затруднит противнику возможность противодействия такой атаке.

Еще одной крупной работой института в области модернизации радиолокационных комплексов является дальнейшее совершенствование радиолокационной системы "Заслон", осуществляемое в рамках государственного оборонного заказа. Эта станция, устанавливаемая на истребителях МиГ-31, весьма "удобна" для модернизации. Несмотря на то, что "Заслон" был создан более 20 лет назад на уровне технологий 1970-х годов, концептуально он по-прежнему выглядит вполне современно. Станция изначально имела в своем составе фазированную антенную решетку и обладала способностью одновременной работы по нескольким воздушным целям. А добавление линейного приемника и процессора "Багет" существенно расширяет потенциал "Заслона" по борьбе с воздушными целями, а также придает станции свойства многофункциональности - способность действовать по земной и водной поверхности. За счет реализации новых средств представления информации значительно облегчилась работа штурмана и летчика модернизированного МиГ-31. Истребитель получил новое оружие класса "воздух-воздух" (в частности, УР РВВ-АЕ), а также ракеты "воздух-поверхность". Это существенно изменило весь облик "тридцать-первого", превратив его из узкоспециализированного перехватчика ПВО в современный многофункциональный авиационный комплекс, эффективно поражающий цели "в небесах, на земле и на море".

В настоящее время в НИИП создается стенд для отработки модернизированного комплекса "Заслон", позволяющий постепенно наращивать его возможности.

В инициативном порядке НИИП ведутся активные работы по созданию принципиально новой малогабаритной и относительно дешевой БРЛС"Оса", в конструкции которой воплощены последние достижения в области радиолокационной техники (в частности -опыт создания "Барса"). Станция, в которой также использован процессор "Багет-55", оснащена фазированной антенной решеткой пассивного типа. Она имеет практически те же режимы работы, что и "Барс" (в том числе и комбинированный режим одновременной работы по воздуху и земле, а также режим распознавания самолетов противника).

[ слишком длинный топик - автонарезка ]

"Оса" может устанавливаться на самолетах различного типа. Это и модернизированные истребители МиГ-21, МиГ-29УБ и Су-22, и самолеты нового поколения - учебно-боевые МиГ-АТ и Як-130, и создаваемые на их основе легкие ударные авиационные комплексы. Еще одна область применения "Осы" - использование ее в качестве радиолокационной станции заднего обзора для самолета типа Су-27ИБ и других машин. Вариант установки БРЛС "Оса" на Су-27ИБ поддержан ОКБ Сухого и ВНК ВВС.

В настоящее время "Оса" уже прошла "примерку" на борту реального самолета МиГ-21 и, как планируется, в первом полугодии 2002 года выйдет на летные испытания.

В 2001 году институтом была проделана большая работа по созданию БРЛС пятого поколения, предназначенной для перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации: определен облик системы, состав ее потенциальных разработчиков. В случае победы в конкурсе, объявленном ВВС РФ, первый образец нового НИИПовского локатора может быть изготовлен уже к концу 2004 года.

Радиолокационный комплекс пятого поколения, разрабатываемый в Жуковском, должен первоначально иметь хорошо отработанную фазированную антенную решетку пассивного типа с приводом доворота по азимуту и углу места. Такое решение вполне оправдано: на разработку опытного образца активной фазированной антенной решеткой (АФАР) потребуется как минимум пять-шесть лет, еще столько же времени уйдет на организацию серийного производства. А это выходит за временные рамки, отведенные на реализацию программы создания перспективного истребителя.

В сочетании со станцией заднего обзора (при ее создании за основу предполагается взять БРЛС "Оса") применение ФАР с системой доворота обеспечит истребителю возможность кругового обзора воздушного пространства. При этом прорабатывается возможность использования "Осы" не только для обзора задней полусферы, но и для управления оружием, наведения ракет класса "воздух-воздух". Возможно и создание облегченного и упрощенного варианта "Осы" с передатчиком, имеющим воздушное охлаждение, специально предназначенного для установки в хвосте истребителя и решающего лишь информационные задачи.

В последующем предполагается создать и внедрить в серийное производство более совершенный вариант радиолокационной станции, снабженный АФАР. Некоторое отставание в этой области от американцев (которые планируют принять на вооружение истребитель Локхид-Мартин F-22A, оснащенный первой в мире серийной АФАР Нортроп Грумман/Рейтеон AN/APG-77, в декабре 2005 года), объясняется тем, что в США работы над АФАР были развернуты значительно раньше, чем в России, и финансировались гораздо интенсивнее. В то же время специалисты НИИП обладают значительно большим, чем их зарубежные коллеги, опытом создания фазированных антенных решеток (которыми занимаются с 1960-х годов) и лучше владеют техникой электронного управления лучом. Это позволяет надеяться, что на создание отечественной АФАР будет затрачено меньше времени и средств, чем в США.

Главным отличием стации нового поколения от своих предшественников станет новая архитектура радиолокационного омплекса. В соответствии с концепцией БРЭО пятого поколения, предложенной ОКБ Сухого, все элементы "борта" (в том числе и радиолокационная станция) будут управляться из единого центра ("ядра") -своеобразного "головного мозга" самолета, за создание которого будет отвечать его "хозяин" - самолетостроительное КБ. У специалистов НИИП несколько иное видение "борта" перспективного истребителя. Они полагают, что за короткий срок нельзя передать самолетостроителям всю "школу" создания столь сложных электронных структур. Поэтому на перспективном "Су", по мнению директора НИИП Ю.И.Белого, будет реализован менее рискованный компромиссный вариант построения бортового комплекса.

[ слишком длинный топик - автонарезка ]

Предполагается значительно увеличить степень автоматизации решаемых БРЛС пятого поколения задач. Ставится цель в максимальной степени отстранить летчика от функций управления бортовыми системами, сосредоточив его усилия на решении тактических задач ведения воздушного боя. Это особенно важно для одноместного многофункционального самолета.

Огромное внимание при создании радара пятого поколения уделяется вопросам снижения его радиолокационной заметности. Эти работы НИИП ведет совместно с другими отраслевыми институтами, специализирующимися на данной тематике. Следует отметить тот факт, что локаторы с ФАР обеспечивают более эффективное (по сравнению с ЩАР) решение проблемы повышения скрытности: вместо большого "зеркала" антенны (которое просто невозможно спрятать в рабочем положении) в ФАР "светят" лишь торцы фазовращателей. Это снижает ЭПР антенны почти на два порядка. Если же покрыть радиопоглощающим материалом все элементы конструкции ФАР (за исключением фазовращателей) то ЭПР можно уменьшить еще более радикально. При этом "капризное" покрытие из РМП будет находиться под конусом антенны, не подвергаясь внешним воздействиям.

Наличие фазированной антенной решетки на двухстепенном приводе ("ноу-хау" НИИП) позволяет в нерабочем положении располагать ФАР горизонтально, полностью скрывая ее от визирования РЛС противника и делая "невидимой" (подобное решение было отработано еще на станции Н011 с ЩАР, установленной на самолете Су-27М, созданном в конце 1980-х годов).

НИИП обладает огромным заделом по созданию программного обеспечения радиолокационных комплексов. Имеющийся у его специалистов опыт и практические наработки позволяют решить задачу комплексирования БРЛС с системами РЭБ и другими бортовыми системами (в частности, станциями пассивной разведки, радиоопознавания и т.п.). В результате появляется возможность выделять РЛС с ФАР конкретное работное время в общем цикле работы бортовых датчиков самолета. В таком "оркестре", управляемом единым "дирижером", устраняются взаимные помехи и бортовой радиоэлектронный комплекс работает в режиме, обеспечивающем максимальную эффективность.

НИИП имени В.В.Тихомирова продолжает работы по совершенствованию бортовой радиолокационной аппаратуры. Есть все основания надеяться, что радары, созданные в Жуковском, будут надежно служить российской авиации и в XXI веке.

// "Вестник авиации и космонавтики" #1 2002

Ab, а что такое "линейный приемник", о котором в статье часто вспоминают, и почему его добавление или замена позволяет серьезно улучшить характеристики РЛС?