Главная Pentagonus Регистрация

Вход




Приветствую Вас Гость | RSS Воскресенье, 11.12.2016, 11:02
Ключевые слова
АМДР-S, А. Типикин, АМДР, Л. Петрова, РЛС, ПРО

Ключевой партнёр
Академия военных наук РФ
Академия военных наук РФ

Категории каталога
ВМС общие вопросы [153]
Флот [140]
Авиация [87]
Морская пехота [77]
Уставы и руководства [7]
вооружение [86]
снаряжение [18]
Боевые операции [33]
Структура и организация [110]
Стратегия и тактика [74]
Техническое обеспечение [98]
История [24]
ТТХ [12]
НИОКР [83]

Поиск


Наш опрос
The military tattoo
Всего ответов: 129
Статистика

Rambler's Top100

Онлайн всего: 5
Гостей: 5
Пользователей: 0

Top secret


Translate.Ru PROMT©
Главная » Статьи » ВМС » Техническое обеспечение

Разработка перспективной корабельной многофункциональной РЛС ПВО/ПРО "АМДР" для ВМС США (2013)

Разработка перспективной корабельной многофункциональной РЛС ПВО/ПРО "АМДР" для ВМС США

А. Типикин,
Л. Петрова

В 1980-1990-х годах некоторые страны начали проектировать и испытывать многофункциональные радиолокационные системы на основе активных фазированных антенных решеток (АФАР). Проектные работы предполагали создание системной архитектуры, применение различных режимов управления, использование современной элементной базы и способов формирования радиолокационного луча. Все это позволило продвинуться далеко вперед по отношению к предыдущему поколению уже привычных вращающихся радиолокаторов. Сейчас, три десятилетия спустя, развитие технологии и ее воплощение в конкретных радиоэлектронных средствах, поставленных на вооружение, позволило сделать, пожалуй, самый большой со времен Второй мировой войны скачок в области морской радиолокации. Современная многофункциональная радиолокационная станция (МФ РЛС) на основе АФАР использует возможности антенной решетки, состоящей из нескольких тысяч отдельных приемопередающих модулей, по управлению радиолучом во всех направлениях без физического поворота самой антенны. Такие станции кроме решения задач обнаружения воздушных и надводных объектов способны одновременно сопровождать несколько целей, что ранее было невозможно. Это позволяет одной МФ РЛС в виде единого комплекса выполнять задачи по поиску и обнаружению объектов, их сопровождению, целеуказанию и наведению управляемого ракетного оружия (УРО).

Концепция работы РЛС "АМДР" по обнаружению воздушных и надводных целей

В отличие от предыдущего поколения станций с вращающейся антенной, разрешающая способность во времени которых была постоянна, у современных МФ РЛС с.электронным управлением радиолучом она может меняться в зависимости от подвижности цели. Это достигается благодаря способности многофункциональной станции распределять операции по времени и затратам мощности таким образом, что объем операций слежения, обзора пространства и сопровождения целей меняется в зависимости от их приоритета. Ресурсы времени и энергетического потенциала под каждую конкретную задачу, характеризующуюся типом сгенерированного сигнала, временем обработки и обновления данных, распределяются компьютерным блоком управления в режиме реального времени в соответствии с избранным алгоритмом.

Это позволило снизить энергетические потери и нарастить мощность, излучаемую в окружающее пространство, что особенно важно при обнаружении целей с малой эффективной площадью рассеяния (ЭПР1, RCS - Radar Cross Section). Необходимо также отметить, что увеличение количества приемопередающих модулей (ППМ) позволяет сохранять боевые возможности РЛС при выходе отдельных ППМ из строя.

Данные модули созданы на основе арсенида галлия (GaAs). В то же время активно ведутся работы по использованию нитрида галлия (GaN) в качестве основного материала при изготовлении приемопередающих модулей. Это позволит использовать новые широкодиапазонные полупроводниковые материалы для эффективного их комбинирования с оптическими.

В сравнении с интегральными СВЧ-платами (Monolithic Microwave Integrated Circuit - MMIC), построенными на GaAs-технологии, GaN обладает значительными преимуществами, а именно возможностью создания источников излучения большей мощности и меньших размеров, с более высокой теплопроводностью элементов и их лучшим коэффициентом полезного действия. Но при этом есть один недостаток - высокая стоимость.

Станция "АМДР-S" - перспективная корабельная МФ РЛС ПВО/ПРО (AMDR2 -Air and Missile Defense Radar), предназначенная для обнаружения, сопровождения, а также для селекции воздушных и надводных целей, в том числе малоразмерных (включая оперативно-тактические и баллистические ракеты). Первоначально новую РЛС планировалось установить на перспективный эсминец "Замволт". Однако в соответствии с кораблестроительным планом ВМС США, первая "АМДР-S" должна быть размещена на эсминце УРО типа DDG-123 (головной корабль проекта - DDG-51 "Орли Бёрк" модификации "Флайт-3") в 2019 году. Его намечается ввести в боевой состав в 2023-м.

Контрольно-финансовое управление конгресса США3 (US Government Accountability Office - GAO), опираясь на данные ВМС. оценивает расходы по проекту в 15,4 млрд долларов: 2,2 млрд будет затрачено на исследовательскую программу и 13,2 млрд - на закупку 24 станций.

Внешний вид антенной системы прототипа РЛС "АМДР-S" корпорации "Нортроп-Грумман"
Возможный вариант размещения на корабле РЛС «АМДР-S» фирмы «Рейтеон»
Концепт-дизайн РЛС «АМДР-S» корпорации «Локхид-Мартин»

Потребность в новой, двухдиапазонной РЛС обусловлена количеством решаемых ею задач и особенностью функционирования в 3- и 10-см диапазонах. В первом станция обеспечивает надежное обнаружение малоразмерных целей и подготовку данных для целеуказания, во втором - наиболее эффективно решаются задачи обнаружения воздушных целей, их сопровождения и определения параметров движения.

Антенная решетка с раскрывом 4,27 м (14 футов) в силу своих габаритов может быть установлена на корабле подобного класса.

По замыслу разработчиков, весь комплекс "АМДР" будет состоять из РЛС S-диапазона с четырьмя АФАР ("АМДР-S") для объемного обзора пространства, станции Х-диапазона с тремя АФАР ("АМДР-Х") для обзора горизонта, а также из устройства RSC (Radar Suite Controller) для синхронизации работы станций и сопряжения их с боевой информационной управляющей системой (БИУС) корабля. Для осуществления постоянного технологического обновления комплекса в течение всего срока эксплуатации предусматривается создание устройств и программного обеспечения на принципах модульности, масштабируемости и открытой архитектуры.

В июле 2011 года были сформулированы первичные требования к "АМДР-Х" в рамках проводимых НИОКР, но уже в декабре того же года они были пересмотрены командованием ВМС в связи с тем, что это "не отвечает современным потребностям флота", и отмечалась также необходимость выработки в кратчайшие сроки новых требований. В апреле 2012 года командование ВМС объявило, что первые 12 эскадренных миноносцев типа DDG-51 "Флайт-3" будут оборудованы уже существующей корабельной двухкоординатной РЛС обнаружения и сопровождения низколетящих воздушных и надводных целей, а также управления оружием - SPQ-9B, а последующие уже будут оснащаться новой станцией - "АМДР-Х", которая находится в стадии разработки.

В настоящее время усилия американских специалистов сосредоточены на разработке компонентов РЛС "АМДР-S" и устройства RSC. В 2009 году командование кораблестроения и вооружений ВМС США (Naval Sea Systems Command - NAVSEA) отвело компаниям "Локхид-Мартин", "Нортроп-Грумман" и "Рейтеон" шесть месяцев на создание опытного образца станции и проведение технологических исследований. В сентябре 2010 года с ними были подписаны двухлетние контракты (каждый на сумму не менее 120 млн долларов), по итогам выполнения которых компании должны были представить прототипы "АМДР-S" и RSC.

Основная задача заключалась в демонстрации ключевых технологических узлов: высокомощных усилителей, приемопередающих модулей АФАР и их архитектуры, а также программного формирования радиолуча. Все это на сегодняшний день должно быть в стадии готовности по критерию Technological Readiness Level 64, что включает возможность производства промышленного образца, а также проведения функционального тестирования алгоритмов поиска и сопровождения целей в S-диапазоне с программным формированием радиолуча.

Кроме того, должностным лицом командования кораблестроения и вооружений американских ВМС, отвечающим за программу интегрированных боевых систем (Program Executive Officer Integrated Warfare Systems - PEO IWS 2.0) в направлении средств обнаружения надводных кораблей (Above Water Sensors Directorate), были инициированы дополнительные научно-исследовательские работы (НИР) для минимизации рисков. Сюда вошел ряд программ, во-первых ManTech, которая должна предотвратить возможные проблемы в области прикладного применения технологических изобретений; во-вторых, Title III, направленная на сокращение периода внедрения полученных технологий в производство и непосредственно в оборонные системы; и, в-третьих, это венчурные программы конгресса США (Small Business Innovation Research/ Small Business Technology Transfer - SBIR/STTR) по привлечению небольших частных компаний к научным исследованиям, финансируемым правительством.

На конференции представителей Национальной ассоциации оборонных предприятий (National Defense Industrial Association-NDIA) по вопросам интегрированных боевых систем, состоявшейся в декабре 2011 года, представитель командования кораблестроения и вооружений ВМС США капитан Д. Смолл признал, что привлечение к работе многих небольших компаний привело к желаемому результату при создании основных элементов комплекса, например таких, как высокомощные усилители. Фактически же было профинансировано более 20 проектов по программам SBIR/STTR, предусматривавших разработку GaN-структур на алмазной подложке, модульные пакеты GaN-усилителей и т. д.

Д. Смолл также отметил, что командование, которое он представляет, активно взаимодействует по производственной программе GaN5 с заместителем министра обороны. В рамках данной программы контракты Title HI на общую сумму 39 млн долларов в конце 2010 года выиграли компании "Трикуинт" (TriQuint) и "Кри" (Сгее)6, которым предстоит усовершенствовать технологи ю производства материалов на основе GaN. На сегодняшний день у руководства национальных ВМС сложилось четкое представление о том, что от технологии производства GaN без преувеличения зависит будущее всего проекта "АМДР".

Доклад счетной палаты США (январь 2012 года) высветил ряд проблем, связанных с установкой РЛС "АМДР" на эсминцы УРО типа DDG-51 "Флайт-3", которые касаются прежде всего массогабаритных характеристик, системы охлаждения и условий функционирования. В то же время алгоритмы программного формирования радиолуча и интеграция с БИУС корабля (и то и другое - направления по разработке нового программного обеспечения) наряду с созданием высокомощных приемопередающих модулей были определены в качестве ключевых технических заданий.

Вместе с тем счетная палата, признавая возможность достижения высокой мощности и эффективность устройств, созданных на основе GaN-технологии, считает, что о полной надежности нового материала говорить пока еще преждевременно, так как он не прошел проверку временем и не использовался при создании РЛС подобных габаритов.
Далее в упомянутом докладе отмечается: "В случае невозможности использования GaN необходимо применять уже известные технологии, проработанные для устройств повышенной мощности с дополнительным охлаждением. Заявленные технические требования могут быть снижены с перспективой их выполнения по мере технологического прогресса в будущем7. Также было отмечено, что предыдущие программы по разработке новых РЛС - VSR (Volume Search Radar7) и CJR (Cobra Judy Replacement8) - "предполагают проведение дополнительных испытаний и совершенствование технологии изготовления приемопередающих модулей в связи с ростом стоимости и объема запланированных работ".

Тем не менее, отвечая на вопросы участников симпозиума, прошедшего в Вашингтоне 17 апреля 2012 года, контр-адмирал Д. Сайринг, отвечающий за реализацию программ интегрированных систем вооружения, сообщил, что командование ВМС США в целом довольно результатами НИР в этом направлении. "Мы продвинулись гораздо дальше, чем могли предположить ранее", - заявил он. Также были развеяны все сомнения относительно возможности размещения на эсминцах УРО типа DDG-51 "Флайт-3" станции "АМДР".

По условиям тендера на разработку данной РЛС компания-победитель должна будет изготовить промышленный образец "АМДР-S" с одной АФАР и два устройства RSC для проведения испытаний в лаборатории радиолокации Тихоокеанского центра измерений полетов баллистических ракет на Гавайях (Radar Laboratory of Pacific Missile Range Facility on Hawaii). Этой же фирме необходимо будет создать симуляторы "АМДР-S" и RSC интерфейса и "АМДР-S"-эмулятор. Кроме того, в 2014-2015 годах на базе указанного центра (о. Баркинг-Сэндз), намечено проведение испытаний образца комплекса ARDEL, представленного победителем конкурса.

Каждый из трех участников тендера -корпорации "Локхид-Мартин", "Нортроп-Грумман" и "Рейтеон" - имеют свои собственные наработки и уникальные технологии в области радиолокации. Так, "Локхид-Мартин" является лидером по производству РЛС 10-см диапазона частот (S-band), "Рейтеон" занимает лидирующие позиции по станциям 3-см диапазона (X-band). "Нортроп-Грумман" в период с ноября 2012 года по январь 2013-го провела успешные испытания прототипа новой корабельной РЛС "АМДР-S" в районе аэропорта г. Балтимор (штат Мэриленд).

Данные компании ищут возможности по использованию преимуществ GaN-технологии в приемопередающих модулях РЛС. Исследования, проводимые ими в этой области, должны найти применение в широком спектре приложений, касающихся радиолокации.

Таким образом, после проведения серии наземных испытаний перспективную корабельную многофункциональную РЛС ПВО/ПРО "АМДР-S", разрабатываемую для военно-морских сил США, намечается принять на вооружение в 2019 году и к 2023-му установить на первые эсминцы УРО типа DDG-51 модификации "Флайт-3". В целом данная станция позволит повысить эффективность боевого применения групп надводных кораблей американских ВМС.

1 В радиолокации площадь некоторой фиктивной поверхности, являющейся идеальным изотропным отражателем, который, будучи помещенным в точку расположения цели, создает в точке расположения радиолокационной станции ту же плотность потока мощности, что и реальная цель. В англоязычной литературе применяется аналогичный термин Radar Cross Section.

2 Дословный перевод Air and Missile Defense Radar (радиолокационная станция ПВО/ПРО): под термином missile подразумеваются баллистические ракеты, так как возможность их обнаружения декларируется в характеристиках AMDR, a air defense, то есть защита от крылатых ракет, входит в задачи ПВО.

3 Контрольно-финансовое управление конгресса США является аудиторским, оценочным и аналитическо-следственным органом конгресса США.

4 Согласно классификации МО США, технологические уровни готовности имеют девять ступеней: от первой, описывающей базовые принципы, до девятой, представляющей готовые образцы, прошедшие всесторонние испытания и оценку в реальных условиях. Шестой уровень представляет собой демонстрацию системы/подсистемы или прототипа в лабораторных условиях либо в условиях имитации реальных событии.

5 GaN Produeibility Program или GaN on Silicon Carbide Radar/Electronic Warfare MMIC Production Capability Project - программа производства MMIC для радиолокации/радиоэлектронной борьбы на основе технологии GaN с подложкой из карбида кремния.

6 Компании, работающие в области создания различных полупроводниковых технологий.

7 Volume Search Radar - радар объемного обзора, известный также как AN/SPY-IE и -2 - американская корабельная радиолокационная станция L-диапазона с тремя АФАР фирмы "Локхид-Мартин", которая разрабатывалась для размещения на перспективных кораблях проектов CV(X), CG(X) и DD(X).

8 Cobra Judy Replacement (CJR) - программа по замене AN/SPQ-11 "Кобра Джуди" - пассивного радара с электронным управлением, установленного на кораблях измерительного комплекса типа "Обзерзейшн Айленд". CJR представляет собой многокомпонентную радиолокационную систему наблюдения и сбора данных о полетах баллистических ракет. Программа инициирована правительством США в целях мониторинга и предупреждения ядерных угроз.

 

Зарубежное военное обозрение. - 2013. - №9. - С. 75-80

Категория: Техническое обеспечение | Добавил: pentagonus (10.04.2014) | Автор: А. Типикин, Л. Петрова

Просмотров: 3907 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0

avatar


Copyright MyCorp © 2016

Рейтинг Военных Ресурсов