I dag er luftfarten utenkelig uten radarer. En luftbåren radarstasjon (BRLS) er et av de viktigste elementene i det radio-elektroniske utstyret til et moderne fly. Ifølge eksperter vil radarstasjoner i nær fremtid forbli hovedmidlet for å oppdage, spore mål og rette guidede våpen mot dem.
Vi vil prøve å svare på de vanligste spørsmålene om driften av radarer ombord og fortelle hvordan de første radarene ble opprettet og hvor lovende radarstasjoner kan overraske.
1. Når dukket de første radarene ombord?
Ideen om å bruke radar på fly kom noen år etter at de første bakkebaserte radarene dukket opp. I vårt land ble bakkestasjonen "Redut" prototypen på den første radarstasjonen.
Et av hovedproblemene var plasseringen av utstyret på flyet - settet til stasjonen med strømforsyninger og kabler veide omtrent 500 kg. Det var urealistisk å installere slikt utstyr på en enseters jagerfly på den tiden, så det ble besluttet å plassere stasjonen på en to-seter Pe-2.
Den første innenlandske luftbårne radarstasjonen kalt "Gneiss-2" ble tatt i bruk i 1942. I løpet av to år ble det produsert mer enn 230 Gneiss-2 stasjoner. Og i den seirende 1945 Fazotron-NIIR, nå en del av KRET, begynte serieproduksjon av Gneiss-5s flyradar. Måldeteksjonsområdet nådde 7 km.
I utlandet ble den første flyradaren "AI Mark I" - britisk - tatt i bruk litt tidligere, i 1939. På grunn av sin tunge vekt ble den installert på tunge jagerfly-avlyttere Bristol Beaufighter. I 1940 gikk en ny modell, AI Mark IV, i drift. Det ga måldeteksjon i en avstand på opptil 5,5 km.
2. Hva består en luftbåren radarstasjon av?
Strukturelt består radaren av flere flyttbare enheter plassert i flyets nese: en sender, et antennesystem, en mottaker, en databehandler, en programmerbar signalprosessor, konsoller og kontroller og skjermer.
I dag har nesten alle luftbårne radarer et antennesystem som består av en flat antenneoppstilling, Cassegrain -antenne, passiv eller aktiv faset antenneoppstilling.
Moderne luftbårne radarer opererer i en rekke forskjellige frekvenser og gjør det mulig å oppdage luftmål med en EPR (Effective Scattering Area) på en kvadratmeter i hundrevis av kilometers avstand, og gir også sporing av dusinvis av mål i passasjen.
I tillegg til måldeteksjon, tilbyr radarstasjoner i dag radiokorreksjon, flyoppgave og målbetegnelse for bruk av guidede luftbårne våpen, utfører kartlegging av jordoverflaten med en oppløsning på opptil en meter, og løser også hjelpeoppgaver: å følge terreng, måle sin egen hastighet, høyde, drivvinkel og andre. …
3. Hvordan fungerer en luftbåren radar?
I dag bruker moderne krigere pulsdopplerradarer. Selve navnet beskriver prinsippet for drift av en slik radarstasjon.
Radarstasjonen fungerer ikke kontinuerlig, men med periodiske ryk - impulser. I dagens lokalisatorer varer overføringen av en puls bare noen få milliondeler av et sekund, og pausene mellom pulser er noen få hundredeler eller tusendeler av et sekund.
Etter å ha møtt noen hindring på veien for deres forplantning, spreder radiobølgene seg i alle retninger og reflekteres fra den tilbake til radarstasjonen. Samtidig slås radarsenderen automatisk av, og radiomottakeren begynner å fungere.
Et av hovedproblemene med pulserende radarer er å bli kvitt signalet som reflekteres fra stasjonære objekter. For eksempel for luftbårne radarer er problemet at refleksjoner fra jordoverflaten tilslører alle gjenstander under flyet. Denne interferensen elimineres ved hjelp av doppler -effekten, ifølge hvilken frekvensen til en bølge reflektert fra et objekt som nærmer seg øker, og fra et utgående objekt reduseres den.
4. Hva betyr X-, K-, Ka- og Ku -båndet i radaregenskapene?
I dag er rekkevidden av bølgelengder der luftbårne radarer opererer ekstremt bred. I egenskapene til radaren er stasjonsområdet angitt med latinske bokstaver, for eksempel X, K, Ka eller Ku.
For eksempel opererer Irbis-radaren med et passivt faset antenneoppsett installert på en Su-35-jager i X-båndet. Samtidig når deteksjonsområdet for Irbis luftmål 400 km.
X-båndet er mye brukt i radarapplikasjoner. Det strekker seg fra 8 til 12 GHz av det elektromagnetiske spekteret, det vil si at det er bølgelengder fra 3,75 til 2,5 cm. Hvorfor heter det slik? Det er en versjon at bandet under andre verdenskrig ble klassifisert og derfor fikk navnet X-band.
Alle navn på områder med den latinske bokstaven K i navnet har en mindre mystisk opprinnelse - fra det tyske ordet kurz ("kort"). Dette området tilsvarer bølgelengder fra 1,67 til 1,13 cm. I kombinasjon med de engelske ordene ovenfor og under fikk Ka- og Ku-båndene navnene sine henholdsvis "over" og "under" K-båndet.
Ka-band radarer er i stand til å måle kort rekkevidde og ultrahøy oppløsning. Slike radarer brukes ofte til lufttrafikkontroll på flyplasser, der avstanden til flyet bestemmes ved hjelp av svært korte pulser - flere nanosekunder i lengde.
Ka-bandet brukes ofte i helikopterradarer. Som du vet, for plassering på et helikopter, må en luftbåren radarantenne være liten. Med tanke på dette faktum, så vel som behovet for en akseptabel oppløsning, brukes millimeterbølgelengdeområdet. For eksempel er et Ka-52 Alligator kamphelikopter utstyrt med et Arbalet radarsystem som opererer i åtte millimeter Ka-bandet. Denne radaren utviklet av KRET gir Alligatoren enorme muligheter.
Dermed har hvert område sine egne fordeler, og avhengig av plasseringsforhold og oppgaver, opererer radaren i forskjellige frekvensområder. For eksempel realiserer Ka-båndet å oppnå en høy oppløsning i sektoren for fremovervisning, og en økning i rekkevidden til den innebygde radaren gjør X-båndet mulig.
5. Hva er PAR?
Åpenbart, for å motta og overføre signaler, trenger enhver radar en antenne. For å passe det inn i et fly, ble spesielle flate antennesystemer oppfunnet, og mottakeren og senderen er plassert bak antennen. For å se forskjellige mål med radaren må antennen flyttes. Siden radarantennen er ganske massiv, beveger den seg sakte. Samtidig blir det samtidige angrepet av flere mål problematisk, fordi en radar med en konvensjonell antenne holder bare ett mål i "synsfeltet".
Moderne elektronikk har gjort det mulig å forlate slik mekanisk skanning i en luftbåren radar. Den er ordnet slik: en flat (rektangulær eller sirkulær) antenne er delt inn i celler. Hver slik celle inneholder en spesiell enhet - en faseskifter, som kan endre fasen til den elektromagnetiske bølgen som kommer inn i cellen med en gitt vinkel. De behandlede signalene fra cellene sendes til mottakeren. Slik kan du beskrive driften av en faset matriseantenne (PAA).
For å være mer presis, kalles et lignende antennearray med mange faseskiftelementer, men med en mottaker og en sender, et passivt HEADLIGHT. Forresten, verdens første jagerfly utstyrt med en passiv faset radar er vår russiske MiG-31. Den var utstyrt med en radarstasjon "Zaslon" utviklet av Research Institute of Instrument Engineering. Tikhomirov.
6. Hva er AFAR til?
Aktiv faset array -antenne (AFAR) er neste trinn i utviklingen av passiv. I en slik antenne inneholder hver celle i matrisen sin egen transceiver. Antallet kan overstige tusen. Det vil si at hvis en tradisjonell lokalisator er en separat antenne, mottaker, sender, så i AFAR, er mottakeren med senderen og antennen "spredt" i moduler, som hver inneholder en antennesplitt, en faseskifter, en sender og en mottaker.
Tidligere, hvis for eksempel en sender var ute av drift, ville flyet bli "blint". Hvis en eller to celler, til og med et dusin, påvirkes i AFAR, fortsetter resten å fungere. Dette er den viktigste fordelen med AFAR. Takket være tusenvis av mottakere og sendere, øker antennens pålitelighet og følsomhet, og det blir også mulig å operere på flere frekvenser samtidig.
Men det viktigste er at strukturen til AFAR lar radaren løse flere problemer parallelt. For eksempel, ikke bare for å betjene dusinvis av mål, men parallelt med kartleggingen av rommet, er det veldig effektivt å forsvare seg mot forstyrrelser, forstyrre fiendens radarer og å kartlegge overflaten og skaffe høyoppløselige kart.
Forresten, den første luftbårne radarstasjonen i Russland med AFAR ble opprettet på KRET-bedriften, i Fazotron-NIIR-selskapet.
7. Hvilken radarstasjon vil være på femte generasjon PAK FA -jager?
Blant den lovende utviklingen av KRET er konform AFAR, som kan passe inn i flykroppen til et fly, så vel som den såkalte "smarte" flyrammen. I neste generasjons jagerfly, inkludert PAK FA, vil det bli som en enkelt mottakerlokalisering, som gir piloten fullstendig informasjon om hva som skjer rundt flyet.
PAK FA radarsystem består av et lovende X-bånds AFAR i neserommet, to radarer som ser ut til siden og et L-bånds AFAR langs klaffene.
I dag jobber KRET også med utviklingen av en radiofotonradar for PAK FA. Bekymringen har til hensikt å lage en fullskala modell av fremtidens radarstasjon innen 2018.
Fotoniske teknologier vil gjøre det mulig å utvide radarens evner - å redusere massen med mer enn halvparten og å øke oppløsningen ti ganger. Slike radarer med radio-optiske fasede antennearriser er i stand til å lage et slags "røntgenbilde" av fly plassert i en avstand på mer enn 500 kilometer, og gi dem et detaljert, tredimensjonalt bilde. Denne teknologien lar deg se inne i et objekt, finne ut hvilket utstyr den har, hvor mange mennesker som er i den, og til og med se ansiktene deres.
