Радиолокационные средства ПВО

Объединенная система ПВО Североамериканского континента (США и Канады) получившая обозначение «Сейдж», как сообщает зарубежная печать, предназначена для сбора, обработки и отображения на командных пунктах информации о воздушной обстановке на самом континенте и на подступах к нему; контроля за состоянием боеготовности активных средств ПВО (зенитных комплексов, авиации); принятия решений по перехвату воздушных целей, наведения на них беспилотных и пилотируемых перехватчиков.

Все эти операции выполняются централизованно с использованием электронно-вычислительных машин. Основным источником информации о воздушной обстановке в системе служит обширная сеть радиолокационных станций, причем особое значение придается радиолокационному дозору на подступах к континенту.

Со времени ввода в эксплуатацию в начале 60-х годов система постоянно модернизируется. Так, если до конца 70-х годов основными радиолокационными станциями были AN/FPS-6, AN/FPS-7 и AN/FPS-24, то уже в начале 80-х на вооружение были приняты РЛС с повышенными разрешающей способностью, точностью определения координат, помехоустойчивостью и надежностью работы.

Например, на базе трехкоординатной транспортабельной РЛС AN/TPS-59 и ее стационарного варианта GE-592 была разработана станция большой дальности с минимальным обслуживанием AN/ FPS-117, в основу которой заложены требования по существенному увеличению надежности и сокращению продолжительности технического обслуживания и ремонта. По сообщениям зарубежной печати, она имеет дальность действия около 400 км по целям с эффективной поверхностью рассеивания (ЭПР) 1 м2 на высотах до 30 км.

Использование подобных РЛС позволяет не только расширить возможности радиолокационных средств по обнаружению воздушных целей, но и значительно сократить личный состав оперативных смен. Так, по данным американской печати, при замене устаревших двухкоординатных станций и радиолокационных высотомеров, входящих в состав 13 радиолокационных постов Аляскинского района ПВО, на РЛС AN/FPS-117 расчетное количество занятого на постах личного состава сокращается с 570 до 95 человек, которые решают вопросы, связанные лишь с техническим обслуживанием и ремонтом. В режиме оперативного использования эти станции работают автоматически с выдачей данных о воздушной обстановке в центр управления района ПВО.

Обзор пространства в угломестной плоскости производится за счет электронного сканирования, а в азимутальной — механического вращения антенны. Антенная система представляет собой фазированную антенную решетку (ФАР) модульной конструкции. Выходная мощность модулей составляет 100 Вт. РЛС AN/FPS-117 имеет 20 рабочих частот. Согласно техническим требованиям, на ее обслуживание и ремонт выделяется не более 100 ч в год.

При совершенствовании радиолокационных средств особое внимание уделяется повышению дальности обнаружения воздушных целей, и прежде всего низколетящих, что достигается выбором типов и пунктов развертывания наземных станций (в том числе загоризонтных), использованием самолетов дальнего радиолокационного обнаружения и управления системы АВАКС, а также радиолокационных станций на привязных аэростатах.

Комплекс АВАКС предназначен для решения задач ПВО по борьбе с низколетящими целями (НЛЦ), а кроме того, обеспечения действий истребителей-бомбардировщиков за пределами Североамериканского континента, и в первую очередь на Европейском театре военных действий. Он размещается на самолете Е-ЗА «Сентри», который создан на базе «Боинга 707—320».

В нормальном режиме патрулирование ведется на высоте около 9000 м, при этом на борту самолета находятся 4 члена летного экипажа и оперативная группа из 13 человек. При необходимости длительного патрулирования численность экипажа увеличивается.

Основным информационным средством комплекса является РЛС AN/APY-1, работающая в 10-сантиметровом диапазоне волн. Станция обнаруживает высотные воздушные цели на дальности до 450 км и маловысотные на дальности до 320 км. В некоторых зарубежных источниках указывается, что она способна устойчиво сопровождать высотные цели типа бомбардировщик с расстояния 520 км. Антенная система РЛС, построенная на базе ФАР размером 7,3X1,5 м, состоит из 30 волноводных линеек и формирует остронаправленный луч, положение которого в угломестной плоскости изменяется с помощью ферритовых фазовращателей. Она жестко закреплена на обтекателе из многослойного стеклопластика и вращается по азимуту вместе с ним. Такое конструктивное решение объясняется стремлением к снижению уровня бокового излучения антенны, вызванного неоднородностью материала обтекателя. В центральной части антенной системы расположены фазовращатели с устройствами управления, высокочастотная аппаратура приемника РЛС и антенна системы опознавания. Ширина диаграммы направленности (ДН) ФАР в горизонтальной плоскости 1°.

Аппаратура станции (кроме выходного и предоконечного каскадов передатчика) выполнена на твердотельных элементах. Общая масса серийной РЛС составляет 3434 кг; она почти вдвое легче, чем ее первоначальный вариант. Такое снижение массы, по сообщению иностранной печати, было достигнуто в результате применения многослойных печатных плат, перекомпоновки и сокращения количества элементов аппаратуры со 100 тыс. до 78 тыс.

Станция имеет несколько режимов работы, которые могут использоваться но время одного оборота антенны на различных азимутальных направлениях. Для этого зона обзора разделена на 32 азимутальных сектора. В каждом из них РЛС работает в одном из следующих режимов; импульсно-доплеровском без сканирования лучом по углу места (применяется для первоначального обнаружения движущихся целей на фоне подстилающей поверхности); импульсно-доплеровском со сканированием лучом по углу места в секторе ±30 ° от нормали к полотну ФАР (применяется для сопровождения целей и измерения высоты их полета); дальнего обнаружения воздушных целей в отсутствии мешающих отражений; пеленгации источников активных помех при выключенном передатчике РЛС (применяется для определения направления на постановщика помех и его местоположения триангуляционным методом, если он работает достаточно продолжительное время).

При работе в первых двух режимах используются сигналы с высокой частотой повторения импульсов (ЧПИ), которые проходят через узкополосный фильтр, в результате чего устраняются мешающие отражения. Для обнаружения целей, расположенных выше линии горизонта, используется сигнал с низкой ЧПИ.

Сигналы из приемного устройства РЛС поступают на специализированный процессор, в котором осуществляется первичная обработка эхо-сигналов и определяются координаты и радиальные скорости обнаруженных целей. Эти данные в цифровой форме выдаются в центральную ЭВМ, где преобразуются в информацию для отображения (в виде отметок целей) на телевизионных экранах индикаторов, размещенных на рабочих местах операторов (в серийно выпускаемых самолетах их девять). В основном режиме работы верхняя часть экрана предназначена для отображения общей обстановки, а в нижней его части высвечивается вспомогательная буквенно-цифровая информация. Захват целей на сопровождение осуществляется оператором вручную.

Процессоры РЛС и система опознавания позволяют за один цикл обзора (10 с) обнаруживать и опознавать до 600 целей, однако центральная ЭВМ может сопровождать не более 250. Кроме того, она контролирует состояние системы и осуществляет автоматический поиск неисправностей (встроенная система контроля охватывает более 98% радиоэлектронной аппаратуры). Широкое применение дублирования, резервирования и автоматизированного контроля обеспечивает высокую надежность работы всей системы.

В начале 80-х годов началась модернизация этой станции в целях повышения надежности обнаружения надводных целей, движущихся с малыми скоростями или стоящих на якоре, и увеличения общего количества сопровождаемых целей. В связи с этим в РЛС был введен режим с использованием очень коротких импульсов после их сжатия в приемном устройстве, что позволило за счет повышенной разрешающей способности снизить влияние помех от морской поверхности (сообщалось, что надводные корабли типа эскадренный миноносец могут быть обнаружены при высоте волн до 4 м). Новая РЛС получила кодовое обозначение AN/APY-2. При модернизации антенная система и передатчик станции не претерпели серьезных изменений, но было разработано более совершенное математическое обеспечение для ЭВМ.

В начале 80-х годов в состав системы ПВО CLL1A вошел первый аэростатный радиолокационный комплекс, обеспечивающий обнаружение НЛЦ. И уже к середине 80-х годов был разработан новый, включающий бортовую двухкоординатную РЛС E/F-диапазона волн AN/DPS-5 для обнаружения НЛЦ и наземный пункт обработки данных, управления и связи. Объем аэростата, наполненного гелием, равен 7 тыс. м3; длина — 53, а диаметр — 17 м; подъемная сила около 5 т. Он связан с землей диэлектрическим тросом из полиэстера в полиэтиленовой оплетке (у металлического троса вероятность поражения молнией выше примерно в 10 раз). Прочность такого троса позволяет работать при скорости ветра до 35 м/с и порывах до 45 м/с. Лебедка с электрическим приводом обеспечивает рабочую скорость подъема 185 м/мин, максимальную — 275 м/мин. Имеется специальное устройство, позволяющее постоянно поддерживать ориентацию аэростата по ветру.

Дальность действия аэростатной РЛС AN/DPS-5 составляет 275 км при высоте подъема 3,6 км. Рабочая частота 3100 МГц. Вращающаяся параболическая антенна размером 6,7X3,8 м формирует косеканс-квадратную ДН. Излучаемые сигналы могут иметь либо круговую и горизонтальную, либо вертикальную и горизонтальную поляризацию. Скорость (частота) вращения антенны 5 об/мин, ширина ДН по азимуту 1 °, разрешающая способность по дальности 150 м. Общая масса бортового оборудования (вместе с конструкцией) 450 кг. Станция размещается в специальном ветрозащитном отсеке под стабилизатором аэростата.

Генератор питания РЛС приводится в действие карбюраторным двигателем. На аэростате установлена цистерна с горючим вместимостью 400 л, что позволяет обеспечить работу бортового оборудования в течение 143 ч. По эксплуатационным условиям заправка должна производиться через 120 ч.

В состав оборудования наземного пункта входят основной и резервный цифровые процессоры. Они позволяют Срабатывать данные, поступающие одновременно от двух аэростатов, или вести одновременно боевую работу и техническое обслуживание. Станция может работать в режимах с СДЦ и с использованием схемы поддержания постоянного уровня ложных тревог. На пульте управления наземного пункта размещается индикатор кругового обзора или дисплей для отображения данных. Цифровой спец-вычислитель позволяет формировать карту помех, создавать файлы по типам целей, хранить информацию об их траекториях. Кроме того, в состав наземного пункта входят устройство управления, имеющее дисплей с буквенно-цифровой индикацией, и графопостроитель для обработки и регистрации данных, в дальнейшем передаваемых по телефонной линии в региональный оперативный центр управления системы ПВО.

Определенные перспективы специалисты ВВС США связывают с развертыванием наземных загоризонтных радиолокационных станций наклонно-возвратного зондирования, работающих в коротковолновом диапазоне. По мнению американских экспертов, развертывание таких РЛС позволит обнаруживать дозвуковые воздушные цели за 3— 3,5 ч до их подлета к территории США, а сверхзвуковые — за 1,2 ч. В процессе оперативного использования эти РЛС могут осуществлять выдачу целеуказаний на наземные центры управления системы ПВО или самолеты типа Е-3 для решения задач наведения истребителей на обнаруженные цели.