Совершенствование систем и комплексов радиолокационного обеспечения ВМС ведущих армий мираС. Шпартак Для решения задач освещения воздушной и надводной обстановки на кораблях развернуты современные РЛС ""различного назначения. Они способны эффективно действовать в условиях интенсивных помех, а также обеспечивают автоматизацию и интеграцию процессов обнаружения, сопровождения, целеуказания и наведения оружия. Особую роль в современной радиоэлектронике играют фазированные антенные решетки (ФАР), технологии создания которых за последние 20-25 лет развиваются наиболее интенсивно. Их применение позволило увеличить скорость обзора пространства, улучшить характеристики антенных систем, обеспечить возможность многофункциональной работы РЛС различного назначения. Создание надежных радиолокационных средств с ФАР, которые обеспечивали бы вооруженным силам возможность непрерывного и оперативного сбора полных и достоверных данных об обстановке, а также высокоточное определение координат и достоверное распознавание целей в различных условиях является долгосрочной целью и приоритетной задачей военно-технической политики. Ввиду расширения объема решаемых задач создаются качественно новые системы следующего поколения, развиваются технологии РЛС с активными ФАР (АФАР). В ходе НИОКР по созданию приемопередающих модулей (ППМ) для РЛС с АФАР в период с 1970 по 1980 год разрабатывались перспективные технологии твердотельной компонентной базы на новых полупроводниковых материалах, в первую очередь на арсенидгаллиевых, широко используемых в настоящее время. С 2002 года управление перспективных исследований министерства обороны США (DARPA) активно ведет работы по созданию новой элементной базы для средств радиолокации и радиоэлектронной борьбы, используя новое поколение сверхвысокочастотных (СВЧ) приборов на широкозонных полупроводниках. Основные усилия специалистов в этой области направлены на разработку и быстрое внедрение мощных транзисторов и монолитных интегральных схем (МИС) СВЧ- и КВЧ-диапазонов на нитриде галлия, которые заменят аналогичные приборы на арсениде галлия, применяемые при создании ППМ и СВЧ-усилителей мощности различных радиоэлектронных средств военного назначения. Радиоэлектронное оборудование, изготовленное на основе нитрида галлия, при одинаковых или меньших габаритах по сравнению с изделиями на арсениде галлия имеет расширенную полосу рабочих частот, большую выходную мощность, более высокий коэффициент полезного действия, увеличенные тепло-и электропроводность. Прибор на нитриде галлия сохраняет параметры при более высоких собственных рабочих температурах и имеет на порядок большее время наработки на отказ, а также другие значительно улучшенные характеристики. Одним из основных направлений совершенствования корабельных РЛС в настоящее время является использование технологии "открытой" архитектуры, которая позволяет разрабатывать и модернизировать РЛС наиболее экономичным способом. Данный принцип дает возможность качественно изменять конфигурацию комплекса в целом и наращивать производительность вычислительной системы комплекса. Применение унифицированных модулей (модульный принцип построения) позволяет с наименьшими финансовыми и временными затратами проводить модернизацию системы, значительно продлевая срок ее службы в целом. Модульный принцип предполагает также использование в составе системы имеющихся на рынке коммерчески доступных элементов. Кунифицированным модулям в современных РЛС относятся аппаратные (антенна, приемные и передающие устройства, сигнальный процессор, процессор обработки данных, источник вторичного питания) и программные модули, осуществляющие решение функциональных задач. В настоящее время на вооружении боевых кораблей ВМС США состоят более 20 типов РЛС. По своему функциональному назначению они подразделяются на многофункциональные, обнаружения воздушных целей (ВЦ), обнаружения надводных целей (НЦ), управления оружием, управления воздушным движением и обеспечения посадки на корабль летательного аппарата, а также навигационные.
На эсминцах УРО типа "Орли Берк" и на крейсерах УРО типа "Тикондерога" ВМС США установлена многофункциональная РЛС AN/SPY-1, которая является одной из основных частей имеющейся на данных кораблях многофункциональной системы управления оружием (МСУО) "Иджис". По своим возможностям и тактико-техническим характеристикам эта станция наиболее совершенная из корабельных РЛС, находящихся в настоящее время на вооружении боевых кораблей ВМС США. Данная РЛС предназначена для обнаружения, распознавания и сопровождения воздушных, баллистических и надводных целей, выдачи целеуказаний в автоматизированную систему боевого управления (АСБУ), наведения на цель истребителей, зенитных управляемых ракет и противоракет типа "Стандарт". Антенная система станции состоит из четырех идентичных ФАР, которые размещены в надстройке корабля и наклонены по отношению к вертикали.Такое расположение позволяет вести круговой обзор пространства одновременно в четырех секторах. Станция работает в S-диапазоне частот и обеспечивает обнаружение целей на максимальной дальности 1000 км. Дальность устойчивого сопровождения цели составляет 150 км. Существующие модификации станции отличаются своими параметрами и характеристиками. Каждая ФАР РЛС AN/SPY-1 В и -1 D размером 3,65 х 3,65 м и состоит из 4350 ППМ. ФАР РЛС AN/SPY-1 F (2,44 х 2,44 м) включает 1865 ППМ. РЛС AN/SPY-1К является облегченным вариантом AN/SPY-ID, имеет антенну размером 1,7 х 1,7 м, куда входят 912 ППМ, и предназначена для установки на фрегаты, корветы и патрульные корабли. Станция ведет поиск цели построчным сканированием узкими лучами диаграммы направленности, сформированными каждой из четырех ФАР. Координаты обнаруженной цели определяются по единичному отраженному радиоимпульсу. При ее сопровождении измерение координат производится по нескольким ближним точкам ее траектории. Время, затрачиваемое на получение данных, в зависимости от дальности обнаруженной цели, метеорологической и радиоэлектронной обстановки, составляет от 2 до 10 мс. Данная РЛС обладает высокой помехоустойчивостью за счет возможности изменения рабочей частоты, электромагнитной энергии большой мощности в импульсе и узкой диаграммы направленности ФАР. Кроме того, в станции предусмотрена возможность быстрого перехода к режиму радиомолчания и возобновления работы. Она выдает целеуказание на все комплексы корабельного оружия и обеспечивает радиокомандное наведение ЗУР на маршевом участке траектории полета ракеты. Для расширения спектра задач, решаемых РЛС AN/SPY-1, в МСУО поступают данные от других корабельных РЛС: на крейсерах УРО от AN/SPS-49 (диапазон частот 0,5-0,7 ITu), AN/SPS-55 (9-10 ГГц) и AN/SPS-64 (Зл и 8-10 ГГц); на эсминцахУРО от AN/SPS-64 и -67 (4-6 ГГц). Радиолокационная станция освещения воздушной и надводной обстановки AN/SPS-49 обеспечивает автоматическое обнаружение целей на дальности до 470 км. Данная станция имеет возможность обнаружения и распознавания воздушных и надводных целей. Навигационная РЛС AN/SPS-55 обеспечивает автоматическое обнаружение, распознавание и сопровождение НЦ, а также низколетящих самолетов и перископов подводных лодок. Разработка этой станции велась также с учетом требований по обнаружению и сопровождению баллистических целей. В настоящее время продолжается модернизация ее оборудования и программного обеспечения. В частности, ведутся работы по совершенствованию способности РЛС обнаруживать и сопровождать высокоскоростные баллистические цели, повышению помехозащищенности и улучшению характеристик по обнаружению и сопровождению низколетящих ВЦ, прежде всего ПКР в прибрежных акваториях. Принятыми программами строительства кораблей нового поколения в США предусматривается сократить количество типов корабельных РЛС до трех-четырех, отказавшись при этом от станций с вращающимися антеннами. Для оснащения перспективных боевых кораблей компанией "Рейтеон" ведутся НИОКР по созданию многофункциональной двухдиапазонной трехкоординатной РЛС DBR (Dual Band Radar), предназначенной для обнаружения, сопровождения и селекции воздушных и надводных целей, втом числе малоразмерных, а также для выдачи целеуказания в АСБУ. Станция будет работать в диапазонах 2-4 и 8-10 ГГц и иметь дальность обнаружения до 460 км. Количество одновременно сопровождаемых целей составит 1 тыс. Преимуществами РЛС DBR являются: возможность ее работы в дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн для одновременного обнаружения высоко- и низколетящих целей; уменьшение эффективной поверхности рассеяния и ИК-заметности корабля за счет использования меньшего количества антенных систем по сравнению с традиционными РЛС; автоматическая адаптация к условиям тактической обстановки; высокая помехоустойчивость и низкая вероятность ложной тревоги; высокая степень надежности оборудования, достигнутая за счет помодульного резервирования электронных узлов и использования автоматизированной системы функциональной диагностики, обеспечивающей тестирование оборудования станции. Заявленное производителем время наработки на отказ большинства элементов станции DBR (5000 ч) более чем в 3 раза превышает данный показатель существующих РЛС. В состав станции входят две подсистемы, предназначенные для обнаружения целей в различных диапазонах частот. Подсистема станции DBRX-диапазона (8-12 ГГц) предназначена для обнаружения и сопровождения низколетящих и надводных целей, в том числе малоразмерных, таких как буи, перископы подводных лодок и ПКР. Использование этого диапазона обусловлено Подсистема объемного поиска (VSR - VolumeSearchRadar) S-диапазона (2-4 ГГц) благодаря большой апертуре антенны предназначена для обнаружения и сопровождения самолетов и ПКР на больших высотах. При создании станции DBR были использованы технические решения и готовые узлы от разработанной ранее компанией "Рейтеон" многофункциональной РЛС (MFR - Multi-FunctionRadar), работающей в Х-диапазоне, и от трехкоординатной РЛС объемного поиска S-диапазона производства американской компании "Локхид-Мартин". Эта станция работает под управлением единого процессорного блока производства фирмы IBM (США), оснащенного новым специальным программным обеспечением, имеющим функции поиска неисправностей. При разработке РЛС широко использовались коммерческие технологии и принцип архитектуры открытого типа, что позволяет осуществлять обмен информацией между периферийными объектами модульного исполнения по общей шине с унифицированным интерфейсом, созданной на базе высокоскоростной оптоволоконной вычислительной сети. Данный подход, по заявлению разработчиков, обеспечит минимальные различия между вариантами РЛС для кораблей различных классов и позволит использовать DBR в качестве элемента глобальной сети разведки и наблюдения в рамках концепции "Ведение боевых действий в едином информационном пространстве". В апреле 2011 года начались развернутые натурные испытания РЛС на наземном полигоне испытательного центра ВМС (Валпоп-Айленд, штат Виргиния). Поставка двух PJIC DBR для строящихся эсминцев типа "Замволт" и атомного многоцелевого авианосца CVN-78 "Джеральд Форд" намечена на 2013 и 2015 годы соответственно. Министерство ВМС США заключило с фирмой "Рейтеон" контракт на производство двух первых систем стоимостью 217 млн. долларов. В рамках совершенствования радиолокационного оборудования морского компонента системы ПРО США фирма "Рейтеон" в 2009 году совместно с "Нортроп-Грумман" и "Локхид-Мартин" в рамках проекта AMDR (Airand Missile Defence Radar) начала работы по созданию новой РЛС в составе корабельной МСУО "Иджис" для замены станции AN/SPY-1 и установки ее на эсминцы УРО типа "Орли Берк" последней модификации. Новая РЛС предназначена для обнаружения, сопровождения и селекции воздушных и надводных целей, втом числе малоразмерных, а также для выдачи целеуказания в корабельную АСБУ. В состав радиолокационной станции войдут две активные ФАР (S- и Х-диапазонов) и общая автоматизированная система обработки данных. Она будет иметь повышенную мощность излучения при малых массо-габаритных характеристиках за счет использования в АФАР монолитных твердотельных ППМ, выполненных на основе нитрида галлия. Станция будет работать под управлением процессорного блока производства фирмы IBM (США), оснащенного новым специальным программным обеспечением. При создании станции AMDR используются технические решения, полученные в ходе разработанного ранее фирмой "Рейтеон" опытного образца многофункциональной РЛС DBR, а также AN/SPY-3. Обмен информацией между периферийными объектами модульного исполнения будет производиться по общей шине сунифицированным интерфейсом, созданной на базе высокоскоростной волоконно-оптической вычислительной сети. В 2012 году на проведение работ по созданию РЛС AMDR планировалось выделить 167 млн долларов. Общая стоимость программы закупки перспективных эскадренных миноносцев УРО типа "Орли Берк" с новыми РЛС составит более 15,7 млрд долларов. В период с 2014 по 2016 год намечено приобрести три таких корабля, первый из которых должен быть введен в строй в 2014-м. Фирма "Рейтеон" на базе собственного научно-исследовательского центра морских технологий в г. Портсмут (штат Род-Айленд) завершает разработку опытного образца многофункциональной РЛС с ФАР AN/SPY-5. Новая РЛС AN/SPY-5 предназначена для обнаружения, распознавания и сопровождения в автоматическом режиме воздушных, в том числе низколетящих малоразмерных, надводных целей, выдачи целеуказаний в корабельную систему боевого управления для зенитных ракетных комплексов и корабельной артиллерии. В состав станции, работающей в Х-диапазоне частот, входят: антенная система, приемопередающее оборудование, устройство преобразования сигналов и ЭВМ управления. В антенной системе три-четыре секции, каждая из которых включает активную и пассивную панели ФАР с твердотельными приемопередающими модулями на основе монолитных полупроводниковых СВЧ интегральных схем, размещаемых неподвижно одна над другой попарно под углом 30 град, к вертикали на корабельной мачте интегрированного типа. Зона обзора по азимуту одной панели ФАР составляет 120 град.. Количество секций зависит от конструктивных особенностей проекта конкретного корабля. Каждая панель ФАР включает 3072 элемента, объединенных в 48 горизонтальных сменных блоков по 64 элемента. Обзор окружающего пространства в РЛС обеспечивается путем электронного сканирования лучом диаграммы направленности по азимуту и углу места. Станция способна обнаруживать ВЦ в любых погодных условиях, а также в условиях сложной фоноцелевой обстановки и радиоэлектронного противодействия на дальности до 450 км. Благодаря использованию новых алгоритмов обеспечен высокий уровень помехозащищенности от активных и пассивных помех, в том числе перестройка рабочей частоты в широком диапазоне, автоматический выбор периода следования и длительности зондирующих сигналов, адаптация режимов работы. Высокая степень интеграции, достигнутая при проектировании основных узлов, позволила добиться уменьшения массо-габаритных характеристик станции, что обеспечит возможность ее размещения на кораблях водоизмещением до 1000 т. Ожидается, что оснащение кораблей ВМС США данной РЛС расширит их возможности по освещению воздушной и надводной обстановки, а также значительно повысит эффективность ПВО/ПРО при проведении боевых операций на морских и океанских театрах военных действий.
В целях повышения уровня боевого обеспечения сил флота командование ВМС США в рамках программы продления срока службы корабельных РЛС, принятых на вооружение в начале 1980-х годов, проводит мероприятия по модернизации станции обнаружения воздушных и надводных целей AN/SPS-48 (V), которой оснащено большинство авианесущих и десантных кораблей ВМС США. Дальность обнаружения этой станцией цели типа самолет до 410 км, а ПКР - до 30 км. Размер антенной системы 5,18 х 5,18 м. Данная трехкоординатная РЛС 10-см диапазона длин волн с ФАР предназначена для дальнего обнаружения, сопровождения и измерения координат воздушных и надводных целей, а также для выдачи целеуказания в корабельную АСБУ. В ходе модернизации РЛС AN/SPS-48 (V) предполагается увеличить дальность обнаружения ВЦ с малой эффективной поверхностью рассеяния и разрешающую способность, расширить диапазон скоростей сопровождаемых целей и динамические характеристики управления лучом диаграммы направленности антенны, а также снизить вероятность ложных тревог, повысить помехоустойчивость и надежность оборудования путем резервирования основных функциональных модулей и внедрения автоматизированной системы функциональной диагностики. В станции реализован принцип механического сканирования лучом ДНА по азимуту и электронного сканирования но углу места. Формирование ДНА шириной 5,6 град, осуществляется из девяти отдельных лучей по 1,5 град.. В модернизированной РЛС будут применены новые полупроводниковые приемник и передатчик модульного исполнения, а также программное обеспечение, позволяющее передавать данные о воздушной и надводной обстановке в единую автоматизированную систему управления и распределения данных ПРО и ПВО оперативного соединения СЕС (Cooperative Engagement Capability) через корабельную АСБУ. В ходе модернизации РЛС традиционно использовался принцип открытой архитектуры, который обеспечивает высокую совместимость станции на уровне программного обеспечения с АСБУ и минимизирует различия между ее вариантами для кораблей разных классов. Командование ВМС США заключило контракт с американской фирмой ITT стоимостью 169 млн. долларов на производство и установку 33 комплектов оборудования до 2015 года. Работы по модернизации планируется выполнить на атомных многоцелевых авианосцах типа "Нимитц" (CVN-68), десантно-вертолетных кораблях-доках типа "Сан-Антонио" (LPD-17) и универсальных десантных кораблях типов"Уосп" (LHD-1) и "Тарава" (LHA-1). В рамках контракта будет также осуществлена модернизация нескольких РЛС данной модификации, установленных на береговых постах контроля за воздушной обстановкой. Усовершенствованная РЛС получит условное обозначение AN/SPS-48 G. Данные мероприятия позволят улучшить основные характеристики станции и продлить ее жизненный цикл до 2050 года. Общая стоимость программы 169 млн долларов. В целях повышения эффективности полигонных испытаний элементов перспективной системы противоракетной обороны МО США проводит работы по созданию многофункциональной РЛС траекторных измерений морского базирования, получившей наименование XTR-1 (X-Band Transportable Radar). Новая станция предназначена для обнаружения, распознавания и сопровождения баллистических целей (БЦ), а также измерения текущих параметров траекторий их полета. Она обеспечит решение задач слежения за возможными пусками баллистических ракет иностранных государств.
В настоящее время данная РЛС установлена и проходит комплексные испытания на корабле измерительного комплекса ВМС США "Пасифик Трекер". Бортовое радиолокационное оборудование судна "Пасифик Трекер" включает: РЛС XTR-1 с антенной системой, функционирующую в 3-х и 10-сантиметровом диапазонах частот; две вспомогательные антенны траекторных измерений и передачи телеметрических данных; две станции спутниковой связи; аппаратуру обработки данных; средства связи, навигации и другое вспомогательное радиоэлектронное оборудование. Обзор воздушно-космического пространства по азимуту и углу места обеспечивается путем механического перемещения антенны, которая установлена в кормовой части судна под радиопрозрачным обтекателем. Многофункциональность станции достигается комбинированным использованием режимов работы РЛС в двух диапазонах и комплексированием алгоритмов обработки данных, обеспечивающих обнаружение боеголовок (головных частей) ракет на больших дальностях, их селекцию и распознавание в составе сложных БЦ. Для обнаружения, захвата и сопровождения целей будет использоваться 10-см диапазон длин волн по наибольшему из находящихся на траектории объектов, а для их селекции и идентификации - комбинированное применение обоих диапазонов. Стендовые испытания опытного образца РЛС XTR-1 были проведены в 2009 году на территории Массачусетского технологического университета. Размещение РЛС XTR-1 на корабле позволит в достаточно короткие сроки выдвигаться в те районы, где будут проходить испытания в рамках американской программы создания системы ПРО, а также занимать позиции в любом из районов Мирового океана, удобные для контроля и сбора данных об испытаниях МБР и другого ракетного оружия Россией, КНР, КНДР и другими странами. В целях интеграции национальных вооруженных сил в перспективную систему ЕвроПРО, инфраструктура боевого управления которой создается в рамках программы НАТО "Активная эшелонированная ПРО на ТВД", министерство ВМС Нидерландов приступило к модернизации многофункциональных PJIC SMART-L и APAR (Active Phased Array Radar), установленных на эсминцы УРО типа "Де Зефен Провинсиен". Усовершенствованные станции должны обеспечить обнаружение, распознавание и сопровождение в автоматическом режиме воздушных, в том числе баллистических, и надводных целей, выдачу данных целеуказания в корабельную систему боевого управления для комплексов вооружения и на другие корабли для совместных действий по организации ПРО на ТВД. В результате проводимых мероприятий предполагается повысить производительность сигнального процессора РЛ С при работе по баллистическим целям за счет установки нового, дополнительного модуля обработки сигналов и программного обеспечения, что должно увеличить дальность обнаружения и устойчивого сопровождения таких объектов. По заявлению разработчиков, максимальная дальность обнаружения цели типа истребитель модернизированной станцией SMART-L составит 2000 км, а диапазон рабочих частот- 1-2 ГГц. Максимальная импульсная мощность излучения будет достигать 100 кВт. В дополнение к основному режиму обнаружения и сопровождения воздушных и надводных целей в усовершенствованной PJIC SMART-L будут реализованы еще два: совмещенный (для обнаружения надводных целей и обзора воздушно-космического пространства) и обзора воздушно-космического пространства на большой дальности (до 2000 км, ELR - Extended Long Range). В основном режиме работы обзор пространства по азимуту обеспечивается путем механического вращения антенны в горизонтальной плоскости, а по углу места - электронным сканированием луча. Помехозащищенность РЛС обеспечивается за счет формирования узкого главного луча и низкого уровня боковых лепестков диаграммы направленности (ДНА). В совмещенном режиме более высокая разрешающая способность обеспечивается благодаря использованию широкополосного зондирующего сигнала с его последующей доплеровской обработкой и сжатием. В данном режиме дальность обнаружения воздушных целей (до 800 км) более чем в 2 раза превышает первоначальную. В режиме обзора воздушно-космического пространства на большой дальности антенная система находится в фиксированном положении. Поиск цели осуществляется электронным сканированием луча ДНА в секторах 40 и 0-70 град, по азимуту и углу места соответственно. Ориентация антенной системы по азимуту в этом случае устанавливается по данным внешнего целеуказания. По заявлениям разработчиков, увеличение дальности обнаружения баллистических целей достигнуто в основном за счет использования нового широкополосного сигнала, усовершенствования алгоритма формирования луча, снижения уровня боковых лепестков ДНА станции. Работы по модернизации РЛС SMART-L выполняет компания "Талес Нидерланд". Применение усовершенствованной РЛС по реальной баллистической цели было отработано в декабре 2006 года при проведении испытаний морского компонента ПРО США в районе Тихоокеанского ракетного полигона. В ходе эксперимента, к которому привлекался эсминец УРО ВМС Нидерландов "Тромп" (F 803), осуществлялось сопровождение радиолокационными средствами корабля мишеней, имитировавших баллистическую ракету средней дальности и крылатую ракету. Отрабатывался также обмен данными с американским крейсером УРО "Лейк Эри" (типа "Тикондерога"). Следует отметить, что в рамках модернизации РЛС APAR компания "Рейтеон" установила комплект аппаратно-программных средств для обеспечения применения американской корабельной противоракеты типа "Стандарт-3". Работы по совершенствованию радиолокационного оборудования планируется завершить до конца 2016 года. Расходы на их выполнение составят более 340 млн долларов. В перспективе применение новых технологий в ходе работ по модернизации радиолокационных станций с активными фазированными антенными решетками обеспечит требуемые параметры подсистем и элементов по массо-габаритным показателям, уровню мощности, возможности обнаружения и распознавания целей, защите от активных помех и противорадиолокационных управляемых ракет. Задача обнаружения малозаметных целей будет решаться благодаря использованию специальных видов сигналов и алгоритмов обработки, а также нетрадиционных методов построения радиолокационных средств и систем, включая многопозиционные, что обеспечит широкое применение перспективных РЛС с АФАР в создаваемых системах противоракетной обороны. Армейский сборник. - 2013. - №11. - С. 43-47 Смотрите также | ||||
|
| ||||
| Просмотров: 8232 | | | ||||
| Всего комментариев: 0 | |