Создание в США перспективной РЛС противоракетной обороны LTAMDS для ЗРК "Пэтриот"

Подполковник М. Халин,
кандидат технических наук

Зенитные ракетные комплексы (ЗРК) большой дальности действия (100 км и более) продолжают сохранять ключевую роль при защите важных военных и административных объектов, а также группировок войск от ударов с воздуха. Последовательное наращивание возможностей средств воздушного нападения и внедрение новых способов их боевого применения, в том числе массированных ударов высокоточным оружием и группового использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), приводят к необходимости создания перспективных активных средств противовоздушной обороны (ПВО), к которым относятся ЗРК. Пентагон уделяет значительное внимание работам в этом направлении.

Министерство обороны США с 2014 года инициировало начало работ в рамках программы LTAMDS (Lower Tier Air and Missile Defense Sensor) по созданию перспективной наземной многофункциональной (МФ) радиолокационной станции (РЛС) противоракетной обороны (ПРО). Перспективная станция заменит многофункциональную РЛС AN/MPQ-65 ЗРК средней дальности "Пэтриот" модификации ПАК-3 (PAC - Patriot Advanced Capability).

В настоящее время ЗРК "Пэтриот" оснащается станцией AN/MPQ-65, разработанной на базе РЛС AN/MPQ-53.

Она имеет расширенные возможности по распознаванию оперативно-тактических ракет, повышенную помехозащищенность и увеличенный сектор поиска и обнаружения целей. Вместе с тем данный ЗРК имеет ряд существенных недостатков, а именно:
1. Большая "мертвая зона" обнаружения воздушных целей - до 3 км по дальности и до 60 м по высоте, что делает его уязвимым для средств воздушного нападения, в том числе для малоразмерных БПЛА в боевом оснащении, особенно когда авиация противника прорывает дальний и средний рубеж ПВО и приближается к позициям ЗРК на 5-9 км.
Для устранения указанной проблемы и прикрытия комплекса на предельно малых высотах в сухопутных войсках (СВ) США ранее планировалось развертывание смешанных дивизионов ЗРК "Пэтриот", "Авенджер" и SLAMRAAM.
2. Отсутствие кругового обзора - антенную систему комплекса необходимо разворачивать в боевом положении в направлении вероятного огня. При этом каждая станция из состава батареи работает только в своем выделенном секторе и располагается таким образом, чтобы плоскость антенны была направлена по центру сектора ответственности ЗРК.
3. Относительно низкая мобильность и большое время развертывания. Станция является транспортабельной и размещена на прицепе. Время перевода комплекса из походного в боевое положение - 30 мин, включая юстировку (процедура уточнения текущих координат не только антенны станции на местности, но и координат пусковых установок (ПУ) относительно РЛС).
4. Недостаточная помехозащищенность радиолокационной станции комплекса и использование сетки из 150 фиксированных рабочих частот с шагом 3 МГц в диапазоне 5,2-5,7 ГГц. Следовательно, известные частоты излучения и алгоритм их использования, а также ограниченное количество выделенных частотных каналов для каждой РЛС дивизиона позволяют противнику эффективно осуществлять радиоэлектронное противодействие. Современные радары используют адаптивную псевдослучайную перестройку частоты. Кроме того, в некоторых регионах указанный диапазон перегружен и его задействование может быть осложнено из-за помех большого количества радиоэлектронных средств гражданского назначения.

Все перечисленные недостатки обусловливают необходимость замены стоящей с начала 1980-х годов на вооружении станции AN/MPQ-53 различных модификаций, включая AN/MPQ-65, как имеющей ограниченные возможности по дальнейшей модернизации¹.

В октябре 2017 года американским консорциумом по технологии вооружений (DoD - Ordnance technology consortium) в рамках программы LTAMDS объявлен конкурс и выдано техническое задание на разработку в 15-месячный срок концепции перспективной РЛС трем американским компаниям - "Локхид-Мартин", "Нортроп-Грумман" и "Рейтеон" и одной небольшой частной компании "Техновэйтив эпликейшнс" (Technovative Applications).

О последней известно, что она осуществляет разработку в интересах МО США радиолокационных станций контрбатарейной борьбы, траекторных измерений и оценки результатов стрельбы. Ее участие в конкурсе вызвано планами командования СВ США привлечь к начальному этапу разработки расширенный список американских компаний, производящих РЛС военного назначения помимо традиционных крупных поставщиков.

В сентябре 2018 года к началу этапа доведения технологий до необходимого уровня готовности было отобрано только две из четырех компаний - "Локхид-Мартин" и "Рейтеон", которым руководство СВ выдало контракты на этап минимизации рисков по дальнейшей разработке РЛС.

Победитель конкурса на создание новой станции будет объявлен в третьем квартале 2019 года. До этого, в мае-июне 2019-го, командование сухопутных войск страны планирует провести полевые испытания представленных компаниями опытных образцов на ракетном полигоне ВС США Уайт-Сандс (штат Нью-Мексико). В ходе тестовых испытаний предполагается продемонстрировать технические и точностные возможности прототипов РЛС по обнаружению и перехвату аэродинамических и баллистических мишеней, в том числе в сложной помеховой обстановке и в условиях радиоэлектронного подавления. Временной интервал для испытания каждого образца станций составит 14 сут.

Всего запланировано поставить в СВ США до 80 комплектов РЛС, созданных по программе LTAMDS, стоимостью до 50 млн долларов каждый для последовательной замены уже состоящих на вооружении подразделений ЗРК "Пэтриот". Начало серийного производства и передача первых комплектов станций в войска ожидается после 2022 года.

В 2018 финансовом году на данные НИОКР по программе LTAMDS было выделено 76,7 млн долларов, на 2019-2020 годы запланировано финансирование в объеме 120,4 и 125,8 млн долларов, в 2021-2023 годах - 376,7, 332,3 и 241,5 млн соответственно. К 2020 году планируется завершить разработку эскизного проекта (TMRR-Technology Maturation and Risk Reduction, Milestone B) и после его оценки приступит к инженерной разработке и подготовке к производству станции (EMD - Engineering and Manufacturing Development).

Следующим этапом будет создание к 2022 году прототипа станции и проведение испытаний по оценке его технических возможностей. В соответствии с бюджетным запросом СВ США на указанные работы планируется выделить 114,18 млн долларов в 2021 финансовом году и 142 млн - в 2022-м. Согласно оценкам, общие расходы на разработку перспективной РЛС будут значительно ниже, а также технически целесообразней, чем проведение углубленной модернизации состоящих на вооружении МФ РЛС ЗРК "Пэтриот", стоимостью в 2,4 млрд долларов США.

Заявка на разработку РЛС по программе LTAMDS вошла в список крупных программ приобретения МО США (MAIS - Major Automated Information System List) образцов военной техники и вооружения на 2019 год.

При этом программой LTAMDS предусматривалось заменить устаревшие МФ РЛС AN/MPQ-53 и -65 на новые только к 2027 году. Такие темпы перевооружения в американском конгрессе признаны слишком медленными и для их ускорения в октябре 2018-го представителями СВ США выдвинута отдельная инициатива, получившая название LTAMDS "Sense-off". Она была представлена 29 октября на ракетном полигоне Уайт-Сандс и предусматривает использование условий для соревновательного конкурентоспособного подхода при создании новой РЛС.

Основные этапы создания перспективной РЛС ПРО для ЗРК "Пэтриот" по программе LTAMDS и инициативе LTAMDS "Sense-off"

Таким образом, через месяц после отбора двух производителей в рамках программы LTAMDS параллельно инициирован конкурс LTAMDS "Sense-off" с участием уже пяти компаний, из них три - американские ("Локхид-Мартин", "Нортроп-Грумман" и "Рейтеон"), одна австралийская "Сае текнолоджис норт америка" и американское подразделение израильской "Элта".

При этом отмечается, что работы по программе LTAMDS и в рамках инициативы LTAMDS "Sense-off" ведутся отдельно и являются самостоятельными направлениями. По замыслу американских военных специалистов, применение такой стратегии позволит разработчикам к сроку создания (2022 год) опытных образцов радиолокационных станций по этой программе использовать технологии, предложенные в конце 2019-го расширенным списком участников в рамках инициативы "Sense-off".

Одновременно с сокращением сроков изготовления станций были снижены технические требования. Так, заказчик исключил условие кругового обзора на первом этапе создания прототипа РЛС, допуская использование нескольких антенных решеток при формировании совокупной зоны обнаружения целей в 360°.

Следует отметить, что для традиционных основных американских разработчиков радиоэлектронных систем - компаний "Локхид-Мартин", "Рейтеон" и "Нортроп-Грумман" новая инициатива стала неожиданностью, учитывая тот факт, что к задаче создания таких чувствительных для национальной обороны США систем вооружения, как комплексы ЗРК, были подключены иностранные производители. Особенно после того, как с 2014 года Вашингтон закрыл совместную с ФРГ и Италией программу выпуска перспективного ЗРК МЕАДС, отказавшись от дальнейшего финансирования этого проекта и ограничившись намерением использовать полученные наработки для модернизации комплекса "Пэтриот".

Руководство СВ США, выступая в качестве заказчика, к перспективной РЛС предъявляет следующие основные требования:
- многофункциональность РЛС, которая должна обеспечить поиск и обнаружение воздушных целей всех категорий, включая БПЛА, баллистические, оперативно-тактические ракеты и тактические;
- круговой (360°) обзор воздушного пространства;
- использование приемопередающих модулей (ППМ) на основе нитрида галлия (GaN - GAllium Nitride);
- сопряжение с интегрированной системой ПВО/ПРО сухопутных войск США (AIAMD - Army Integrated Air and Missile Defense) и с автоматизированной системой боевого управления силами и средствами ПРО США С2BMC (Command and Control Battle Management and Communications), а также развернутыми ЗРК "Пэтриот" модификации ПАК-3;
- соответствие техническим условиям стандарта транспортабельности MILSTD-1366E, при котором платформа с РЛС должна размещаться на единственном автомобиле повышенной проходимости или трейлере;
- ограничение по мощности электропитания - до 400 кВт (во временном режиме - до 150 кВт).

Соответствие указанным требованиям предопределит выбор компании-производителя по результатам конкурса. Также отмечается, что предпочтения будут отдаваться проектам не ниже шестого уровня готовности технологий (TRL - Technology Readiness Level), принятого в американской классификации. Всего их в США девять, а указанный выше шестой предусматривает демонстрацию действующего прототипа.

Таким образом, ожидается, что компании "Локхид-Мартин", "Рейтеон" и "Нортроп-Грумман" для создания опытного образца задействуют уже имеющиеся РЛС кругового обзора, оснащенные активной фазированной антенной решеткой (АФАР) и приемопередающими модулями, выполненными с использованием нитрида галлия.

Другим требованием заказчика является использование готовых коммерческих аппаратно-программных средств с открытой архитектурой, основанных на гражданских стандартах и технологиях.

К 2022 году министерство обороны США выберет только одну компанию-производителя и закажет создание шести прототипов РЛС, из них три - в III квартале 2021 года и три в I квартале 2022-го, которые в дальнейшем будут отправлены на заводские и полевые испытания. После их завершения, в случае получения требуемых параметров, возможна закупка еще 16 РЛС.

Работы по программе LTAMDS компании "Локхид-Мартин". При создании новой станции будет использоваться технологический задел, полученный при разработке прототипа РЛС, основанной на демонстраторе с условным наименованием "Арес".

Ожидается, что этот прототип будет двухдиапазонным - для решения задач поиска и обнаружения целей предполагается использовать поддиапазон 1-2 ГГц (или 3-4), для наведения противоракет - поддиапазон 5-6 ГГц (или 8-12). Станцию планируется оснастить АФАР с твердотельными приемопередающими модулями (ППМ), выполненными на основе нитрида галлия. В ней предусматривается использование самых современных аналого-цифровых преобразователей для обеспечения требуемой точности вычисления коэффициентов корреляции между спектрами сигналов.

В модули антенны предполагается встраивание программируемых матриц, созданных по технологии FPGA (Field Programmable Gate Array), которая позволяет воспроизводить ответные помеховые сигналы, подобные отраженным от цели, при различных условиях ее полета относительно РЛС.

Вместе с тем, хотя официальные представители компании считают, что инициатива LTAMDS "Sense-off" не позволит указанные сроки создать РЛС ПВО/ПРО принципиально нового поколения, тем не менее они активно работают над изготовлением новой станции.

Компания "Локхид-Мартин" к настоящему времени имеет значительный технологический задел и опыт создания радиолокационных станций. К 2019 году компания инвестировала более 3 млрд долларов в технологии их строительства в рамках программ МЕАДС, "Спейс фенс", "Лрдр" (LRDR - Long Range Discrimination Radar), AN/TPQ-53 и "Иджис". При этом компания участвует в разработке современных и новых РЛС ПВО и ПРО, контрбатарейной борьбы комплекса МЕАДС, TPY-X и AN/TPQ-53.

Несмотря на то что с 2014 года финансирование проекта создания ЗРК МЕАДС в США прекращено, компания "Локхид-Мартин" продолжает совершенствовать наработки, полученные при конструировании РЛС наведения противоракет MFCR (Multifunction Fire Control Radar) и станции обнаружения воздушных целей типа SR (Surveillance Radar), входящих в штатный состав перспективного ЗРК МЕАДС.

В настоящее время изготовление комплекса проводится в рамках совместного проекта с участием ФРГ "Тлвс" (TLVS - Taktisches LuftVerteidigungs System). Предположительно, при разработке опытного образца РЛС "Арес" компания "Локхид-Мартин" активно использовала опыт и технические решения, полученные в ходе создания РЛС MFCR и SR комплекса МЕАДС.

Об этом свидетельствует также внешнее сходство и линейные размеры антенных систем указанных РЛС и станции "Арес".

Работы по программе LTAMDS компании "Нортроп-Грумман". Сведения о дальнейших официальных планах работ компании "Нортроп-Грумман" в рамках программы LTAMDS отсутствуют. Тем не менее известно, что компания также планирует участвовать в разработке и предложит свой вариант РЛС.

При его создании будет использован технологический задел, полученный при конструировании мобильной РЛС ПВО AN/TPS-80 "Гейтор" (G-ATOR - Ground/Air Task Oriented Radar) для американского корпуса морской пехоты, принятой на вооружение ВС США в 2016 году для замены станции ПВО и управления действиями авиации AN/TPS-75.

Станция "Гейтор" стала первой разработкой компании, в которой использованы ППМ в АФАР с использованием нитрида галлия, что формально соответствует одному из требований к перспективной станции LTAMDS. Кроме того, компания "Нортроп-Грумман" входит в число трех крупнейших производителей РЛС для министерства обороны США и экспортеров для стран НАТО в Европе и имеет значительный опыт создания подобных станций: бортовых РЛС для самолетов дальнего радиолокационного обнаружения и управления MESA (Е-737 "Пис Игл"), AN/APY-9 (Е-2D "Усовершенствованный Хокай"), AN/APY-2 (Е-3 "Авакс"), наземных - AN/TPS-75, морского базирования - "Кобра Кинг" и других.

Работы по программе LTAMDS компании "Рейтеон". Данная корпорация является наиболее вероятным победителем в конкурсе по программе LTAMDS, как имеющая проработанный технологический задел. В апреле 2018 года она завершила техническую экспертизу в рамках выхода на финальный этап подготовки к 2020 финансовому году эскизного проекта РЛС. В ходе работ проведены исследования и оценка планируемой полосы частот излучения для перспективной станции, возможность обеспечения кругового обзора антенной системой, а также оценены надежность и ремонтопригодность в полевых условиях.

Работы по созданию опытного образца будут проводиться на одной из производственных площадок компании "Рейтеон" в районе Пэлхэм (штат Нью-Гемпшир).

Заявлено, что в рамках испытаний прототип, оснащенный АФАР с ППМ на нитриде галлия, будет тестироваться на протяжении 3 тыс. ч.

Проблема отсутствия кругового обзора станции AN/MPQ-53 была решена благодаря двум дополнительным антенным решеткам. До этого антенная система РЛС изначально устанавливалась и юстировалась на местности на ракетоопасном направлении. С учетом высокого экспортного потенциала станции должна учитываться проблема электромагнитной совместимости диапазона излучения американской РЛС при возможной эксплуатации в странах-импортерах², где частотный С-диапазон (4-6 ГГц) по классификации НАТО чрезмерно перегружен. Также инженерам-разработчикам требуется решить техническую проблему относительно выбора самого участка рабочих частот для функционирования на излучение - С-диапазон, который использует РЛС AN/MPQ-53 и -65, или Х-диапазон (8-12 ГГц), который используется в станции ПРО AN/TPY-2.

Предположительно прототип перспективной станции по программе LTAMDS компании "Рейтеон" будет разрабатываться на базе технологического задела, полученного в рамках создания последней версии многофункциональной РЛС AN/MPQ-65, созданной в 2016 году с круговым обзором на базе АФАР с ППМ на нитриде галлия и многофункциональной корабельной РЛС AN/SPY-6(V), планируемой к установке на эсминцы УРО типа "О. Бёрк" мод. 3 к началу 2020 года. Тем самым будут учтены технические требования заказчика и значительно сократятся сроки по созданию перспективной станции.
Предполагается, что по дальности обнаружения перспективная РЛС будет более чем в три раза (до 500 км) превосходить станцию AN/MPQ-65. Использование современной элементной базы на основе нитрида галлия обеспечит высокую надежность, в два раза увеличит мощность излучения, а также значительно снизит энергопотребление станции и массогабаритные характеристики.
В целом, вероятность получения контракта на разработку и производство новых РЛС противоракетной обороны именно компанией "Рейтеон" достаточно высокая, благодаря не только большому опыту компании в области создания, модернизации предшественников - станций AN/MPQ-53 и -65 MSE ЗРК "Пэтриот", но и развитой в мире сетью ее подразделений, осуществляющих техническое обслуживание и ремонт указанных станций.
Анализ основных тактико-технических характеристик радиолокационных станций, представленный в таблице (оценочные), показывает, что новая РЛС, создаваемая по программе LTAMDS, будет по некоторым параметрам превосходить современные станции, в частности по дальности обнаружения воздушных целей и зоне обзора.

Таким образом, в США планируют ускорить разработку и создание наземной многофункциональной РЛС нового поколения для ЗРК "Пэтриот" в рамках программы LTAMDS. Это вызвано несоответствием технических характеристик РЛС AN/MPQ-53 и -65 современным требованиям, их устареванием, отсутствием возможностей модернизации и экономической целесообразности.

Полигонные испытания первых образцов планируется провести в июне 2019 года. По итогам конкурса, сухопутные войска С ША выберут одну компаниюпроизводителя новых станций. Всего запланировано производство около 80 комплектов РЛС для последовательной замены станций AN/MPQ-53 и -65, состоящих на вооружении, а также для возможного оснащения комплексов "Пэтриот" новыми ЗУР. Вместе с тем, комплекс "Пэтриот" является одним из самых распространенных ЗРК средней дальности в странах НАТО, его продолжают производить и поставлять в европейские государства.

¹ В настоящий момент модернизация комплекса "Пэтриот" проводится в рамках программы Patriot Product Improvement (Project DV8).

² ЗРК "Пэтриот" развернут в 13 странах. В 2018 году компания "Рейтеон" заключила контракты на поставку комплексов в Румынию, Швецию и Польшу, расширив список стран до 16, где ЗРК состоит на вооружении.

Зарубежное военное обозрение. - 2019. - №6. - С. 48-55

• Боевое применение зенитных ракетных комплексов «Пэтриот» в вооружённых конфликтах (2006)
• Перспективные РЛС противоракетной обороны 3-см диапазона (2006)
• Прицельные РЛС самолётов тактической авиации стран НАТО
• Современное состояние и перспективы развития загоризонтных радиолокационных станций зарубежных стран (2008)
• Возможности современных РЛС с синтезированием апертуры антенны (2009)
• Договорно-правовые аспекты развёртывания РЛС американской ПРО в Чехии (2009)
• Радиолокационные станции системы "Бимьюс"
• Основные ТТХ посадочных РЛС
• Диспетчерские РЛС
• Обзорные РЛС