|
Бортовое радиоэлектронное оборудование самолёта F-22
Полковник Г. Горчица, доктор военных наук;
полковник А. Бочкарёв, кан-т техн наук;
подполковник С.Почуев, ка-т техн наук
Перспективный истребитель F-22, создаваемый в США по программе ATF (Advanced Tactical Fighter), предназначен для замены самолетов F-15, состоящих на вооружении американских ВВС. Научно-исследовательские работы были развернуты в конце 70-х годов, а в середине 80-х министерство обороны США и управление авиационных систем объявили о конкурсной разработке, в которой приняли участие две группы крупных авиастроительных фирм. Первая группа ("Локхид","Боинг" и "Дженерал дайнэмикс") приступила к постройке прототипа истребителя, получившего наименование YF-22A. Вторая группа ("Нортроп" и "Макдоннелл Дуглас") начала создание экспериментального самолета YF-23A.
Демонстрационные летные испытания конкурсных образцов, прошедшие в 1990 -1991 годах, позволили заказчику выбрать YF-22 качестве базового варианта для полномасштабной разработки. По мнению командования ВВС США, эта машина в качестве многоцелевого самолета, способного достаточно эффективно вести как дальний, так и ближний воздушный бой, оказалась более удачной по сравнению с прототипом соперником, основной акцент в конструкции которого был сделан на технологию минимального риска, малую заметность, использование сверхзвуковых скоростей и оружия большой дальности действия. Начало летных испытаний предсерийных образцов самолета F-22, построенных на основе YF-22А, ожидается в середине 1995 года, к серийному производству предусматривается приступить в 1997-м. Всего ВВС США согласно текущим планам собираются закупить от 650 до 750 таких машин. Ориентировочная стоимость одного истребителя на момент принятия на вооружение составит более 70 млн. долларов.
Самолет F-22 предназначен для реализации новых принципов и способов ведения боевых действий тактической авиацией с обеспечением высокой боевой эффективности, оперативности и выживаемости. В соответствии с последними взглядами американских военных специалистов на облик перспективного истребителя, предназначенного для завоевания господства в воздухе, F-22 в отличие от своего предшественника F—15 должен обеспечить: возможность действий по воздушным и наземным целям на полную глубину проведения воздушно-наземной операции при существенно меньшем времени выхода в заданный район, значительную эффективность групповых действий, в том числе против превосходящего по численности противника, высокую выживаемость при преодолении системы ПВО, эффективное поражение наземных объектов малым нарядом сил.
Исходя из предполагаемой концепции боевого применения к комплексу бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) истребителя F-22 предъявляются такие основные требования, как надежность, многофункциональность, простота эксплуатации и ремонта, а также максимальное удобство для работы экипажа. В соответствии с разработанными в рамках программы "Пэйв Пиллар принципами структура этого комплекса ориентирована на интеграцию оборудования как на аппаратурном, так и на функциональном уровне. Аппаратурная интеграция предусматривает использование общих электронных модулей для подсистем БРЭО различного назначения. Функциональная интеграция предполагает прежде всего использование информации от нескольких подсистем в интересах решения единой задачи.
Разработка комплекса бортового радиоэлектронного оборудования для F-22 в настоящее время находится в стадии производства и испытаний опытных образцов. В зарубежной печати сообщается о том, что в него включены две крупные подсистемы: интегральный комплекс навигации, связи и опознавания ICNIA и интегральная система РЭБ INEWS.
Использование на борту истребителя системы ICNIA позволит на аппаратурном уровне объединить функции приема, передачи и обработки различных радиосигналов, которые в настоящее время выполняются отдельными радиотехническими средствами навигации, связи и опознавания. При этом она будет иметь в 2 раза меньшие массо-габаритные характеристики за счет того, что такие функции современных приемопередающих устройств, как усиление радиочастотных сигналов, гетеродинирование, усиление на промежуточной частоте, демодуляция и обработка сигналов на звуковых частотах, будут выполняться с помощью сверхбольших интегральных схем. Применение в ICNIA стандартных электронных функциональных модулей, создаваемых на основе технологии таких схем, позволит решать те же задачи, что и объединенная система связи и распределения данных "Джитидс", глобальная спутниковая навигационная система НАВСТАР, система спутниковой связи ВВС США "Афсэтком", система помехозащищенной УКВ радиосвязи "Хэв Квик", инструментальная система посадки ILS/VOR, система предупреждения столкновений в воздухе TACS, система опознавания "свой -чужой" IFF—Mkl5, система ближней навигации ТА-КАН.
Зарубежные специалисты отмечают, что ICNIA смоет заменить до 16 существующих и разрабатываемых радиотехнических средств и систем. Одной из ее главных особенностей будет высокая надежность, обеспечиваемая 100- процентным резервированием отдельных электронных модулей. По оценкам экспертов, это позволит на два порядка увеличить среднее время наработки на отказ и на три - время наработки на критический отказ (приводящий к срыву выполнения задания). Как ожидается, по сравнению с существующими системами ICNIA обеспечит такие новые качества, как возможность одновременной работы в нескольких информационных сетях, автоматическое преобразование речевой и цифровой информации для передачи ее в другом диапазоне радиочастот.
Интегральная система РЭБ INEWS будет построена на принципах и элементной базе, сходных с ICNIA. В отличие от традиционных систем радиоэлектронного подавления она позволит осуществлять эффективное противодействие не только радиолокационным, но и оптико-электронным средствам. Для этих целей в состав INEWS, помимо приемников радиолокационного излучения, будут введены устройства приема сигналов в ИК и оптическом диапазонах, а также предупреждения об облучении, создании помех лазерным целеуказателям малой мощности и лазерным локаторам наведения управляемых ракет. Первичная обработка информации от радиолокационных. ИК и лазерных подсистем будет проводиться универсальными процессорами и заключаться в классификации принятых сигналов, идентификации целей, определении местоположения излучающих электронных средств, управлении средствами противодействия. Дополнительные процессоры будут формировать сигналы для устройств индикации, осуществляя предупреждение экипажа и выработку команд на применение оружия или средств радиоэлектронного подавления. Ожидается, что аппаратура системы INEWS обеспечит выполнение функций станции непосредственной радиотехнической разведки ALR-69 и станции активных помех AN/ALQ-165. Предусматривается включение в ее состав автоматов выброса дипольных отражателей и ИК ловушек. Координация работы системы будет осуществляться специальной подсистемой анализа и управления.
Одним из основных аспектов разработки ICNIA и 1NEWS являлась задача создания единых антенн для приема излучения сигналов различных типов. Поданным зарубежной печати в комплексе бортового радиоэлектронного оборудования самолета F-22 данная задача нашла частичное решение. Вместе с тем широко рекламируемая в свое время идея "интеллектуальной обшивки (встраиваемые в аэродинамические поверхности самолета приемопередающие модули) пока не получила своего воплощения из-за сложностей технической реализации.
В качестве основного информационного датчика комплекса БРЭО будет использована высоконадежная многофункциональная радиолокационная станция VRR. Она обеспечит всепогодное круглосуточное обнаружение, определение координат и сопровождение воздушных и наземных объектов в десятках режимов, основными из которых явЛЯЮТСЯ: ПОИСК И опознавание воздушных целей, сопровождение отдельных целей в группе с одновременным обзором воздушного пространства, следование рельефу местности, селекция движущихся наземных целей, картографирование местности и другое. Ожидается, что РЛС VRR приобретет новое качество, связанное с возможностью идентификации воздушных целей на больших дальностях, что позволит реализовать перспективный принцип "первым увидел - первым применил оружие" ("first look - first shot weapon system"). Одним из ключевых требований, предъявляемых к РЛС самолета F-22, является надежность. Для реализации данного требования антенна РЛС будет представлять собой фазированную антенную решетку (около 2000 твердотельных интегральных приемопередающих модулей). Считается, что одновременный выход из строя 3-5 проц. таких модулей не приведет к существенному ухудшению характеристик антенны. Это позволит на порядок увеличить среднее время наработки на отказ.
В соответствии с концепцией создания F-22 на основе максимально возможного использования технологии малой заметности "стелт" планируется включение в состав его оборудования бортовой оптико-электронной станции поиска и сопровождения целей. Ожидается, что в отличие от существующих она будет более универсальной с точки зрения обеспечения эффективности работы по наземным и воздушным целям. Окончательное решение о включении тех или иных оптико-электронных средств в состав комплекса БРЭО до настоящего времени не принято из-за больших экономических затрат. Вместе с тем в зарубежной печати отмечается возможность использования инфракрасных датчиков, построенных по новой мозаичной технологии. ИК приемник, формируемый двухмерной матрицей детекторов, размещенных в фокальной плоскости оптической системы, будет обладать значительными преимуществами в обнаружении целей и надежности работы по сравнению с традиционными ИК приемниками, имеющими одну или несколько линеек на приборах с зарядовой связью. Мозаичный ИК датчик, выдавая непрерывный поток информации о цели и окружающем ее фоне, обеспечивает минимальную вероятность ложных тревог. Ожидается, что масса данной ИК станции не превысит 45 - 65 кг. Вероятно также включение в состав оптико-электронной аппаратуры лазерного локатора, обладающего расширенными возможностями по сравнению с современными лазерными целеуказателями. Для обработки сигналов и данных в комплекс бортового радиоэлектронного оборудования самолета F-22, помимо спецвычислителей, используемых в системах ICNIA, INEWS и других, планируется включить высокопроизводительные интегральные процессоры CIP. Новый 32-разрядный процессор практически без изменений будет использоваться для решения типовых боевых задач: оборонительных, наступательных, обеспечения связи и самолетовождения. На вход таких процессоров будут поступать сигналы и данные от различных датчиков и подсистем (ICNIA, INEWS, VRR). При этом процессор будет одновременно обеспечивать решение задач функциональной интеграции БРЭО. По сравнению с аналогами, например процессором РЛС AN/APG-70, CIP обеспечит трех - пятикратное увеличение скорости обработки данных и 15 — 20-кратное увеличение скорости обработки сигналов при увеличении объема памяти в 3 - 5 раз и существенном сокращении массо-габаритных характеристик.
Для организации информационного обмена между подсистемами БРЭО на F-22 планируется использование двух основных разновидностей каналов информационного обмена: волоконно-оптической мультиплексной шины с пропускной способностью 50 Мбит/с и электрической шины распределения данных. Применение волоконной оптики позволит повысить устойчивость бортовой аппаратуры к электромагнитному импульсу ядерного взрыва.
Функции интерфейса (связи) между летчиком и комплексом БРЭО F-22 будет выполнять объединенная система индикации и управления, включающая многофункциональные индикаторы (дисплеи), индикатор на лобовом стекле, речевую информационно-управляющую систему, систему отображения информации о рельефе местности ITARS, нашлемный индикатор, процессор системы индикации. В последнюю войдут семь плоских матричных цветных индикаторов, выполненных на жидких кристаллах. Главный из них будет иметь размеры 20x20 см. По сравнению с существующими цветными индикаторами, использующими электронно-лучевые трубки, матричные жидкокристаллические обладают в 3 раза более высоким уровнем контрастности и высокой разрешающей способностью. Так, главный 20-см индикатор обеспечивает разрешение 640x640 линий. Важным нововведением является нашлемный индикатор, позволяющий пилоту следить за тактической обстановкой и работой основных бортовых систем самолета, а также значительно снизить воздействующую на него информационную нагрузку.
Предполагается, что в состав комплекса БРЭО самолета F-22 войдет и принципиально новая экспертная система управления полетом, двигателем и бортовой электроникой, которая должна решать широкий круг задач, начиная от диагностики технического состояния и кончая планированием тактики боевых действий при решении экипажем боевых задач. Подобная система, по взглядам ряда американских ученых, может стать прообразом авиационных интеллектуальных систем будущего. Принципиальным является то, что эта система также выполнена в соответствии с концепцией интеграции, предложенной в программе "Пэйв Пилар". Это, по мнению зарубежных экспертов, позволит успешно выполнить системную увязку комплекса БРЭО и обеспечить его высокую надежность.
"Зарубежное военное обозрение" 1993 №6
Другие материалы по теме
Смотрите также
|
