Радиоэлектронное оборудование самолёта F-15E

Подполковник А.Боков, кандидат технических наук

Вооруженные силы США осуществляют практические шаги по реализации концепции "воздушно-наземная операция (сражение)". Большое значение в ней придается нанесению ударов по вторым эшелонам группировки войск противника. Решение задач изоляции района боевых действий в глубине обороны противнике стратеги Пентагона возлагают в первую очередь на поступающие в ВВС многоцелевые тактические истребители F-15E фирмы "Макдоннелл Дуглас".
F-15E был создан на базе истребителя F-15C и D. Его максимальная боевая нагрузка увеличена с 7,25 до 11 т, а радиус действия - до 1300 км. В то же время этот самолет сохранил возможности по ведению воздушного боя.
Зарубежные специалисты отмечают, что высокие летно-технические характеристики и боевая эффективность F-15E во многом обеспечиваются благодаря оснащению его современным бортовым радиоэлектронным оборудованием (БРЭО). Вариант БРЭО был выбран в результате исследований, проведенных в рамках многоэтапной программы модернизации MSIP. Он позволяет наносить удары по наземным целям в любое время суток и в сложных метеоусловиях. Общий вес данного БРЭО составляет 1160 кг, то есть на 180 кг больше, чем на предыдущей модификации - F-15D. Дополнительное оборудование размещено в отсеке боеприпасов к 20-мм пушке М61А1, в результате чего ее боезапас сократился до 470 снарядов. На истребителе F-15E существенно повышена эффективность функционирования большинства бортовых систем, что достигнуто за счет введения в БРЭО новых процессоров, увеличения быстродействия и объема памяти ЭВМ, а также разработки более совершенного математического обеспечения. Объем памяти всех ЭВМ самолета 4 Мбайт, из которых 1 Мбайт выделен для РЛС и 0,5 Мбайт - для системы РЭБ.
В состав прицельно-навигационного оборудования входят: многофункциональная РЛС AN/APG-70,подвесная двухконтейнерная оптико-электронная система целеуказания и навигации ЛАНТИРН, инерциальная навигационная система (ИНС) LN-93, аппаратура глобальной спутниковой навигационной системы (СНС) НАВСТАР и радиовысотомер AN/APN-232.
РЛС AN/APG-70 фирмы "Хьюз" представляет собой импульсно - доплеровскую станцию 3-см диапазона, имеющую улучшенную разрешающую способность и повышенную помехозащищенность. Она создана на базе РЛС AN/APG-63, из состава которой без конструктивных изменений использованы лишь плоская щелевая антенная решетка с механическим сканированием (скорость перемещения луча увеличена с 70 до 140 град/с) и блок питания. Остальные шесть блоков либо являются новыми, либо в значительной степени модернизированы. Быстродействие процессора РЛС повышено втрое и достигло 1,4 млн. опер./с. Объем памяти постоянно запоминающего устройства (ПЗУ) ЭВМ увеличен до 1000 кбайт и распределен следующим образом (кбайт); 220 и 110 - выполнение задач в режимах "воздух - воздух" и "воздух - поверхность" соответственно, 200 - обеспечение функций системы встроенного контроля, 64-сверхоперативное ЗУ, 400-резерв для последующих усовершенствований РЛС. Быстродействие программируемого процессора сигналов увеличено в 5 раз и достигло 33 млн. комплексных операций в секунду. При этом масса и объем процессора не изменились и составляют соответственно 27 кг и 20 дм3.
Высокочастотный диапазон РЛС расширен на 75 проц. Приняты новые меры защиты от помех. Система обеспечивает обнаружение типа помехи (шумовая, увод строба дальности или скорости), а затем осуществляет адаптацию алгоритмов обработки принимаемых сигналов, рациональный выбор рабочей частоты, амплитуды, частоты повторения импульсов и чувствительности приемника. Среднее время наработки на отказ по сравнению с РЛС AN/APG-63 планировалось увеличить на 30 проц. Вместе с тем к настоящему времени достигнут уровень 30 - 35 ч на испытательных стендах и 23 ч при эксплуатации в войсках (60 ч для РЛС AN/APG-63). Общая масса РЛС 250 кг.
В режиме картографирования РЛС позволяет получать изображения участков земной поверхности, визируемых под углом до 45° по обе стороны от направления полета. Синтезирование апертуры обеспечивает высокое разрешение наземных целей. Так, на дальности 300 км оно составляет 38 м, а при приближении к цели до 27 км - 2,5 м. При этом задержка в формировании изображения не превышает 3 - 7с. Ранее, как правило, режим синтезирования апертуры РЛС применялся только в прямолинейном горизонтальном полете. Испытания самолета F-15E показали возможность получения достаточно качественных изображений и при маневрировании с четырехкратными перегрузками. При выполнении маловысотного полета в режиме следования рельефу местности новые возможности РЛС позволят сократить необходимое время "подскока" самолета для получения изображения цели. Выдаваемое на экран РЛС изображение может фиксироваться. С помощью "замороженного" изображения оператор системы управления вооружением осуществляет целеуказание. Излучение РЛС в этом случае прекращается, что повышает скрытность выполнения атаки. Использование радиолокационных ориентиров обеспечивает коррекцию ИНС по скорости с точностью до 0,3 м/с.
Испытания РЛС в режиме измерения дальности до наземных целей выявили значительные ошибки в прицеливании из-за искажений, вносимых обтекателем РЛС. Для их устранения потребовалось внести изменения в математическое обеспечение РЛС.
В режиме "воздух-воздух" дальность обнаружения целей составляет 185 км. Важным достоинством РЛС является возможность выделения отдельных целей в группе при расстоянии между ними до 30 м. В дальнейшем намечается ввести режим распознавания отдельных целей на основе анализа спектра модуляции сигналов, отраженных от вращающихся лопаток компрессора двигателя самолета-цели. РЛС обеспечивает одновременное сопровождение нескольких целей и пуск по ним перспективных управляемых ракет AIM-120 AMRAAM класса "воздух - воздух". Возможности РЛС при действиях по воздушным целям значительно расширены за счет введения нового режима излучения с высокой частотой повторения импульсов (200 кГц) и стробированием по дальности. Формирование множества стробов дальности, а также наличие 20 тыс. доплеровских фильтров (по 500 на строб) позволяет эффективно подавлять мешающие отражения от земной поверхности. Такой режим имеет ряд преимуществ перед традиционно используемым в импульсно - доплеровских РЛС, в частности повышается вероятность обнаружения целей на встречных и попутных курсах при больших дальностях. По мнению американских специалистов, в этом режиме РЛС сможет одновременно сопровождать до десяти целей.
Прицельно - навигационная система ЛАНТИРН относится к числу наиболее приоритетных программ ВВС США. Она должна обеспечить навигацию, обнаружение наземных целей и применение оружия (ракет "Мейверик", управляемых авиабомб и неуправляемого оружия) ночью и в сложных метеоусловиях. Это позволит вести боевые действия круглосуточно, что является одним из важных принципов концепции "воздушно-наземная операция (сражение)". В соответствии с контрактом ВВС США фирма "Мартин Мариэтта" должна изготовить 720 комплектов системы ЛАНТИРН. Вначале планируется оборудовать этой системой самолеты F-15E, а затем 200 истребителей F-16C и D 40-й партии. Не исключено. что ею будут оснащены современные штурмовики А-10 и перспективные А-12 (Проект закрыт).
Система ЛАНТИРН размещена в двух контейнерах: навигационном AN/AAQ-13 и прицельном (целеуказания) AN/AAQ-14. Они являются автономными и могут применяться независимо один от другого. В каждом контейнере наряду с функциональным оборудованием установлены ЭВМ, блоки питания и блоки терморегуляции.
Аппаратура навигационного контейнера предназначена для формирования ИК изображения подстилающей поверхности на индикаторе на лобовом стекле (ИЛС), а также выдачи информации для обеспечения полета в режиме следования рельефу местности. В контейнере размещены РЛС и ИК система переднего обзора с широким полем зрения.
РЛС следования рельефу местности выдает информацию о профиле местности и наличии опасных возвышений вдоль траектории полета. Она действует в диапазоне 12 - 18 ГГц. Основные параметры функционирования РЛС (рабочая частота, частота повторения импульсов, их длительность и амплитуда) программируются , что позволяет повысить скрытность ее работы За счет использования в системе ЛАНТИРН бортовой ЭВМ на самолете F-15E реализован автоматические режим следования рельефу.
ИК система переднего обзора, работающая в диапазоне 8 - 14 мкм, обеспечивает формирование изображения тепловой карты местности, сходного с визуально наблюдаемым. Это позволяет пилотировать самолет ночью и при ограниченной видимости. Поле зрения системы 21° по вертикали и 28° по горизонтали, что считается недостаточным при маневрировании. Поэтому предусмотрена возможность отклонения оптической оси ИК системы в сторону разворота. При небольших углах разворота управление отклонением осуществляется автоматически. Например, при крене самолета до 5° линия визирования ИК системы смещается на 25°. Большее отклонение летчик может задать вручную с помощью переключателя на ручке управления. При этом достигается получение изображения местности под углом (относительно строительной оси самолета) до 78 и 57° в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно. Отображение такого изображения на ИЛС может дезориентировать летчика. Как показали испытания, чем быстрее производится смещение изображения, тем лучше это воспринимается летчиком. Кроме того, символ самолета или маркер маршрута выводятся на ИЛС в виде штриховых линий.
Система ЛАНТИРН обеспечивает полет ночью над холмистой местностью на высоте 70 м (со скоростью 900 км/ч), а над равниной -30 м.
Аппаратура прицельного контейнера системы ЛАНТИРН предназначена для идентификации, захвата и сопровождения подвижных и стационарных наземных целей, а также целеуказания. Она обеспечивает автоматический пуск управляемых ракет "Мейверик" класса "воздух - поверхность" по шести целям в течение 8 - 12 с.
В прицельном контейнере размещены: ИК система переднего обзора с двумя полями зрения, лазерный дальномер - целеуказатель, устройство автоматического сопровождения цели, коррелятор линии визирования ракеты. Предусмотрено также место для установки в перспективе блока автоматического распознавания целей.
ИК система переднего обзора работает в диапазоне 8 - 14 мкм. Она имеет широкое (10,6Х10,6°) и узкое (2,5 X 2,5°) поля зрения. Проводились испытания системы с уменьшенными полями зрения - 8Х8 (6 X 6) и 1,7 X 1,7° соответственно. Это позволяло повысить качество изображения и в то же время обеспечивало поиск целей на достаточно больших площадях. Передняя часть контейнера может поворачиваться, что обеспечивает зону обзора 150° по азимуту и от 10 до -150° по углу места. Изображение от ИК системы переднего обзора может быть выведено на ИЛС либо на многофункцональные индикаторы на приборных досках как в кабине летчика, так и в кабине оператора оружия. Сопровождение малоразмерных целей ночью обеспечивается на дальности до 7 - 9 км.
Длина волны лазерного дальномера - целеуказателя 1,06 мкм. Благодаря наличию вращающейся носовой части контейнера поле обзора дальномера - целеуказателя ограничено лишь затенением от элементов конструкции ЛА, Лазерное целеуказание обеспечивает применение высокоточного оружия днем и ночью на дальности до 16-18 км.
Навигационный контейнер имеет длину 1,98 м, диаметр 0,3 м и массу 200 кг, а контейнер целеуказания - соответственно 2,5 м, 0,38 м и 240 кг.
Первоначально планировалось, что разработка системы ЛАНТИРН займет три года и ее серийное производство начнется в 1985 году. Однако задержки в создании оборудования контейнера целеуказания нарушили эти планы. Одной из причин этого было невыполнение требований по надежности. Судя по результатам летных испытаний системы в 1985 - 1986 годах, среднее время наработки на отказ контейнера целеуказания равнялось 40,1 ч, В соответствии с требованиями ВВС США среднее время наработки на отказ для доведенной системы должно составить 50 ч для навигационного контейнера и 112 ч для контейнера целеуказания. Ее рабочий ресурс 10 тыс. ч.
Проведенные в 1987 году войсковые испытания в частях тактической авиации ВВС США показали, что освоение системы ЛАНТИРН не связано со сложными проблемами и функциональная нагрузка на экипаж не выходит за допустимые пределы. Дальнейшие испытания предполагается посвятить отработке тактики применения самолетов, оснащенных этой системой.
Максимального темпа выпуска аппаратуры (18 - 20 комплектов в месяц) планируется достичь в 1991 финансовом году. Завершить производство необходимого количества контейнеров системы ЛАНТИРН предполагается к концу 1993 года. Ее внедрение должно существенно расширить возможности применения ударной авиации. Так, в настоящее время в Центральной Европе в связи со сложными метеоусловиями планируется в среднем не более двух самолето-вылетов в сутки. Самолеты, оснащенные системой ЛАНТИРН, смогут совершать более четырех вылетов.
В ИНС LN-93 фирмы "Литтон" используются кольцевые лазерные гироскопы LG-9028 (длина пути лазерного луча 0,28м). В 1987 году на самолете F-15E были проведены демонстрационные испытания ИНС на кольцевых лазерных гироскопах Н-770 фирмы "Ханиуэлл". Ошибка (КВО) счисления координат новой ИНС не более 1,45 км/ч (в первых испытательных полетах она составила 0,44 км/ч). Эта система может быть установлена на самолетах F-15E вместо существующих без внесения каких-либо изменений в конструкцию, проводку и элементы крепления. Среднее время наработки на отказ системы на гироскопах Н-770 должно быть 2000 ч.
В зарубежной печати отмечается, что в ближайшей перспективе источником наиболее точной навигационной информации станет СНС НАВСТАР. На самолете F-15E будет установлен ее пятиканальный приемник, Спутники этой системы осуществляют передачу информационных сигналов с помощью открытых и закрытых кодированных последовательностей. Основная рабочая частота 1575,42 МГц, резервная - 1227,6 МГц. Точность определения навигационных параметров с помощью СНС НАВСТАР составляет (в скобках указаны характеристики открытого канала): сферическая вероятная ошибка - 15 м (60 м); координаты по горизонтали - 18,1 м (100 м), по вертикали - 29,7 м (162 м); скорость - 0,1 м/с; время - 100 нс. Приемник системы НАВСТАР объединен с бортовой ИНС.
Радиовысотомер AN/АРМ-232 обеспечиваем измерение высот в диапазоне 0 - 15000 м. В целях повышения скрытности в высотомере применена автоматическая регулировка излучаемой мощности. Она обеспечивает поддержание отношения "сигнал/шум" на уровне 10 дБ. При этом выходная мощность высотомера, как правило, не превышает 1 Вт. Основные характеристики радиовысотомера приведены ниже.

На самолете F-15E установлена цифровая система управления полетом (ЦСУП) с трехкратным резервированием фирмы "Лир Сиглер". Аналоговая аппаратура предыдущих модификаций самолета F-15 не соответствовала требованиям по эффективности и надежности при решении задачи глубокого проникновения, особенно в режиме следования рельефу местности. Преимущество цифровой системы заключается в том, что она может быть оптимизирована в режиме как "воздух - воздух", так и "воздух - поверхность". В ней используются микропроцессоры типа 9450 фирмы "Фэрчайлд". Система управления полетом скомплексирована с РЛС управления оружием и индикатором на лобовом стекле. Как показали результаты испытаний ЦСУП, выполненной по программе IFFC, которые были проведены ВВС США на самолете F-15B в начале 80-х годов, такая интеграция позволяет осуществлять маневрирование одновременно с применением оружия. При этом сокращается время прицеливания, повышаются точность огня и живучесть самолета. Летные испытания системы в 1982 году показали, что результаты бомбометания при трехкратных перегрузках с дальностей 1200 - 5200 м были не хуже, чем при обычном бомбометании с горизонтального полета. Для дальнейшего повышения эффективности применения оружия при маневрировании необходима модификация аэродинамических поверхностей управления самолета. Работы в этом направлении продолжаются по программе AMAS на самолете AFTI/F-16.
В состав прицельно-навигационного оборудования входят также: курсовертикаль AN/ASN-108 фирмы "Сперри", вычислитель аэродинамических параметров AN/ASK-6, программируемый блок управления вооружением AN/AWG-27, гиростабилизированный прицел CN-1377/AWG, приемники радионавигационной системы ТАКАН и системы инструментальной посадки ILS фирмы "Коллинз" (по мере установки на самолетах F-15E терминалов системы ДЖИТИДС, приемники системы ТАКАН будут сниматься).
Информация. поступающая от различных навигационных и прицельных датчиков, объединяется с помощью мультиплексной шины передачи данных, соответствующей стандарту MIL-STD-1553. Совместная обработка позволяет повысить точность и надежность использования имеющейся в бортовом вычислительном комплексе информации.
Связное оборудование самолета F-15E включает УКВ радиостанцию AN/ARC-164, KB радиостанцию AN/ARC-190 (рис. 5) и терминал системы ДЖИТИДС. Основные технические характеристики этих радиостанций приведены ниже.

Радиостанция AN/ARC-164, принятая на вооружение в 1974 году, является стандартной бортовой радиостанцией ВВС США и НАТО. В целях повышения ее помехозащищенности фирма "Магновокс" по заказу управления электронных систем ВВС США с 1978 года проводили ее модернизацию по программе "Хэв квик". В результате была обеспечена возможность работы в режиме с медленной псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Модифицированные радиостанции начали поступать в войска в 1981 году. В период 1986-1990 годов в ВВС реализуется программа "Квик фикс 2", в ходе которой осуществляется очередная модернизация радиостанции. На первом этапе было усовершенствовано математическое обеспечение радиостанции, что потребовало увеличения памяти для хранения дополнительных рабочих частот и программы управления перестройкой частоты. Вместо двух кристаллов памяти объемом 4096 байт будут использованы кристаллы объемом 16384 байт. Новые элементы памяти являются программируемыми. Изменение математического обеспечения может быть осуществлено непосредственно в войсках, а не на заводе, как ранее. По программе "Квик фикс 2" планируется также увеличить выходную мощность с 10 до 20 Вт, уменьшить время, необходимое для синхронизации радиостанций (с вводом в действие РНС НАВСТАР будет использоваться эталонное время этой системы), установить блок, который позволит отказаться от ежедневного ручного ввода кода синхронизации ППРЧ. Объем, занимаемый радиостанцией после двух модернизаций, не изменится. В перспективе ВВС США предусматривают увеличить выходную мощность, ввести режим передачи данных (это приведет к увеличению размеров радиостанции) и режим засекречивания сообщений (в настоящее время оно осуществляется с помощью устройства KY-58/TSEK).
Объединенная тактическая система связи и распределения данных ДЖИТИДС разрабатывается с 70-х годов. К настоящему времени созданы терминалы первого класса, которые устанавливаются на самолетах Е-ЗА системы АВАКС. Самолеты F-15E предполагается оборудовать терминалами второго класса, получившими обозначение AN/URC-107. Они обеспечивают помехозащищенную засекреченную передачу данных и речевых сообщений, относительную межсамолетную навигацию и работу в режиме системы навигации ТАКАН. Эти терминалы в настоящее время проходят летные испытания. Передача информации в системе ДЖИТИДС осуществляется в режиме временного разделения. Применение в системе кодов Рида - Соломона с исправлением ошибок позволяет восстанавливать содержание сообщений, при передаче которых до 50 проц. импульсов искажено.

Информация, получаемая от системы ДЖИТИДС, выводится на цветной многофункциональный индикатор, расположенный на приборной доске. Летчик может получить данные о воздушной обстановке (свои самолеты, ЛА противника), положении зоны обзора РЛС, местоположении позиций зенитных ракетных средств, расположении своих аэродромов и линии боевого соприкосновения с противником.
Аппаратура опознавания "свой - чужой" самолета F-15E включает приемопередатчик RT/868A/APX-76A фирмы "Теледайн", вычислитель запросчика KIR/TSEK управления национальной безопасности, ответчик RT/10638/APX-101, вычислитель ответчика KIT/TSEK и устройство анализа ответных сигналов фирмы "Литтон" МХ-9147/АРХ. Основные характеристики приемопередатчика AN/APX-76 приведены ниже.

В целях повышения надежности опознавания "свой - чужой" разрабатывается система Мк15. Она будет функционировать в прежнем, 30-см диапазоне, однако применение широкополосных сигналов позволит улучшить ее помехозащищенность.
Оборудование радиоэлектронной борьбы (РЭБ) самолета F-15E включает усовершенствованную станцию активных помех AN/ALQ-135 фирмы "Нортроп", приемник предупреждения о радиолокационном облучении AN/ALR-56C фирмы "Лорал", автомат выброса диполей и ИК ловушек AN/ALE-45 фирмы "Трейкор". Станция активных помех может создавать шумовые и имитационные помехи в секторе 360°.

Оборудование кабин самолета F-15E соответствует концепции возможно более полной взаимозаменяемости членов экипажа. Наибольшую информационную нагрузку несут многофункциональные индикаторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ): четыре монохроматические размером 152Х152 мм фирмы "Кайзер" и три цветные (127 Х 127 мм) фирмы "Сперри". Органы управления основным оборудованием и вооружением выведены на ручку управления и РУД.
В кабине летчика размещены следующие средства отображения информации:
- ИЛС с широким полем обзора, заменяющий стандартные приборы с механической индикацией, в частности командный авиагоризонт, индикаторы воздушной скорости, высоты и т. д.; на ИЛС может также выдаваться изображение от системы ЛАНТИРН.
- Индикатор и пульт управления средствами связи, навигации и опознавания, размещенный непосредственно под ИЛС в центре приборной доски.
- Два монохроматических многофункциональных индикатора, расположенных в верхней части приборной доски справа и слева от вышеупомянутого пульта. На левый обычно выводится радиолокационное изображение от AN/APG-70 или РЛС следования рельефу местности системы ЛАНТИРН. Правый индикатор используется для отображения информации от ИК станции переднего обзора системы ЛАНТИРН либо от приемника предупреждения о радиолокационном облучении. Индикаторы могут также использоваться для дублирования информации ИЛС, отображения обстановки в горизонтальной плоскости или индикации командного авиагоризонта. Все многофункциональные индикаторы взаимозаменяемы.
- Цветной индикатор, расположенный в центре приборной доски под пультом управления средствами связи, навигации и опознавания. На него выводятся движущаяся карта местности, информация о состоянии подвесок вооружения, сигналы от системы встроенного контроля, данные системы ДЖИТИДС.
В кабине оператора системы управления вооружением в верхней части приборной доски в один ряд размещены четыре многофункциональных индикатора. В центре расположены два монохроматических индикатора, а справа от них - по одному цветному.
Как правило, на индикаторы выводится следующая информация:
- на левый цветной индикатор - движущаяся карта местности, сигналы системы встроенного контроля, данные о состоянии системы вооружения;
- на левый монохроматический индикатор - радиолокационное изображение (от AN/APG-70 или системы ЛАНТИРН), данные целеуказания, навигационные данные;
- на правый монохроматический индикатор - ИК изображение от системы ЛАНТИРН;
- на правый цветной индикатор - сигналы приемника предупреждения о радиолокационном облучении, данные системы ДЖИТИДС, дублирование информации ИЛС.
Пульт управления средствами связи, навигации и опознавания размещен на правой приборной панели.
Управление оборудованием и средствами отображения осуществляется летчиком и оператором системы управления вооружением независимо. Однако каждый член экипажа информируется о том, какие режимы выбрал другой член экипажа.
В целом, как подчеркивается в зарубежной печати, современное радиоэлектронное оборудование самолета F-15E позволило значительно расширить его боевые возможности. Оно обеспечило всепогодность и круглосуточность применения самолета, автоматический полет в режиме следования рельефу местности, повышение эффективности поражения воздушных и наземных целей, в том числе малоразмерных.

Зарубежное военное обозрение №12 1989

• Бортовое радиоэлектронное оборудование самолёта F-22
• Прицельно-навигационная система самолёта F-16