Признакирадиолокационного распознавания противорадиолокационных ракет и их носителей
1.Противорадиолокационная ракета – поражающий элемент высокоточного оружия, какновый тип цели для поражения войсковым ЗРК «Бук-М1»
1.1Современное состояние масштабов и характера противоборства средств огневогоподавления и ПВО
Способыдействия авиации по преодолению системы ПВО непрерывно совершенствуются инасыщаются новыми элементами по мере поступления на вооружение новых средствборьбы с летательными аппаратами. Многие из них прошли проверку в локальныхвойнах, отвергались боевой практикой или получили право на дальнейшеесуществование. Следует отметить, что в 80–90 годы термин «подавление» системыПВО постепенно вытеснил использовавшийся ранее более широкий термин «преодоление».Под «подавлением» системы ПВО понимается действия войск по уничтожению,нейтрализации или временному нарушению работы средств ПВО противника путемнанесения огневых ударов, применение РЭС подавления или сочетания огневого ирадиоэлектронного воздействия.
По опытуборьбы авиации с современной ПВО в настоящее время определились три основныхспособа: уклонения, нейтрализация и подавления. Уклонение объединяеттактические приемы преодоления ПВО без применения систем оружия и постановкипомех. Главными из них являются: использование малых и предельно малых высот,обход зон поражения ЗРК, выполнение противозенитного, противоракетного ипротивоистребительного маневров.
Нейтрализация– воспрещение боевой работы ЗРК без использования огневого воздействия по ним.Это, прежде всего, постановка активных и пассивных помех, затрудняющаяобнаружение, выработку точных данных РЛС наведения ЗУР.
Способыпреодоления ПВО, не связанные с применением оружия, не всегда были эффективнымидля беспрепятственного выхода ударных групп к назначенным целям. Требовалисьболее эффективные способы преодоления ПВО – ее подавление, т.е. применениесредств поражения класса «воздух-земля», специально предназначенных дляуничтожения РЭС ПВО.
Теоретическиеразработки проблемы подавления системы ПВО базируются на техническом оснащениибоевой авиации. Основными направлениями повышения боевой эффективностиавиационных средств огневого подавления объектов ПВО в настоящее времяявляются:
– повышениеэффективности тактической авиации за счет использования нового бортового оружияи поражающих элементов ВТО;
– увеличениедальности применения бортового вооружения и поражающих элементов ВТО;
– повышениеэффективности тактической авиации по поражению основных средств ПВО за счетуменьшения времени их вскрытия и увеличении достоверности их распознавания;
– уменьшениенаряда самолетов на поражение одной типовой цели за счет более широкогоприменения поражающих элементов ВТО класса «земля-земля» и увеличении точностиих наведения;
– уменьшениеэффективной отражающей поверхности пилотируемой авиации.
Планируемыеколичественные и качественные показатели роста боевой эффективности авиационныхсредств огневого подавления вероятного противника на ближайшее десятилетиеприведены в приложении на рисунке1 и таблице 1.
Важным этапомв развитии СВН стало создание управляемого бортового оружия. Его развитие,совершенствование систем наведения, комплексирование воздушных поражающихэлементов с внешними системами разведки и управления привели к созданию оружиякачественно новыми свойствами – высокоточного оружия. Предлагаемаяклассификация ВТО в приложении на рисунке 2.
Такимобразом, ВТО – это система вооружения, в которой сохраняется информационныйконтакт системы наведения поражающего элемента с целью от момента ееобнаружения до поражения с вероятностью не ниже 0,5.
Разработка ипринятие на вооружение вероятным противником ВТО привели к изменению взглядовна ведение противовоздушного боя и операции. Появились новые формы оперативногои боевого применения средств воздушного нападения: воздушно – наземнаяоперация, глубокое поражение вторых эшелонов, массированный удар поражающимиэлементами ВТО, увеличение интенсивности огневого воздействия СВН противника повойскам и объектам ПВО и др.
Анализируястратегию и тактику действия СВН против ПВО в последних вооруженных конфликтахнеобходимо отметить, что противник в полной мере реализует принципымассированного применения авиации и поражающих элементов ВТО на главныхнаправлениях. Так, операция «Буря в пустыне» 17 января 1991 года началасьименно с нанесения массированного удара крылатыми ракетами морского базирования«Томахок» двумя залпами по 50 ракет по объектам ПВО Ирака. Между массированнымиавиационными ударами периодически осуществлялись пуски КРМБ по 2–10 и болееракет в залпе.
Реализуяпринципы массированного применения и непрерывности воздействия по войскам иобъектам на всей глубине оперативного построения за трое суток авиациямногонациональных сил выполнила 7 массированных ударов, совершив более 4500боевых самолетовылетов. Продолжительность каждого массированного ракетно-авиационногоудара достигала от 2 до 7 часов. Максимальная глубина боевой задачи ударных группировокдостигала до 250 км и более. Оперативное построение сил включало следующиеэшелоны: подавление системы ПВО и два ударных. Общее количество СВН в ударедостигало до 600 самолетов. Эшелонированное тактическое построение смешанныхгрупп имело следующий состав: 4 истребителя F-15, 4 самолета F-4G» Уайлд Уизл»,8–12 тактических истребителей F-16. Удаление между самолетами в группесоставляло:
- дистанция – 0,2 – 0,4 км;
- интервалы – 0,2 км.
Распределение усилий тактической авиации по высотамосуществлялось в зависимости от выполняемых ею задач.
Дляпроведения демонстративных действий с целью отвлечения на себя части сил исредств ПВО Ирака, вынуждая его включать РЛС, тем самым создавая условия длявскрытия радиоэлектронной обстановки, МНС использовали специальные группы из 2–4самолетов и беспилотные ложные цели типа AN/ADM-141 TALD.
По взглядамвоенных экспертов НАТО, наиболее распространенным способом в тактике преодолениясистемы ПВО противника является по-прежнему полет на предельно малой и малойвысотах с огибанием рельефа местности до рубежей обнаружения НЛЦ средствами ПВОс околозвуковой скоростью полета, обеспечивающей наилучшую маневренность.
Приподавлении Иракской ПВО основную роль в уничтожении радиотехнических средств исистем ПВО сыграли американские ПРР AGM-88A, B HARM и ПРР Великобритании ALARM.В ряде работ отмечается, что при подавлении средств ПВО Ирака былозадействовано свыше 100 ПРР ALARM.
Пуски ПРР осуществлялисьна дальностях от 8 до 100 км, на высотах полета от 800 до 6000 м пригоризонтальном полете с последующим кабрированием. Носители ПРР, как правило,находились в головной группе боевого порядка или в группах, предназначенных дляподавления средств ПВО.
Всоответствии с боевыми уставами ВВС США экипаж ударного самолета, обнаружившийфункционирующее средство ПВО противника должен был его уничтожить своимвооружением даже ценой невыполнения основной задачи на вылет.
Приобеспечении действий тактической авиации первому эшелону налета можетпредшествовать удар ДПЛА и БЛА. Основными задачами которого являются подавлениеи уничтожение ранее разведанных РЭС, вскрытие группировки и дезинформация ПВОпротивника. С этой целью с их помощью производится разведка РЭС, созданиеложных целей, пассивных и активных помех, доставка в районы узлов связи ипозиций ЗРК забрасываемых передатчиков помех, а также уничтожение РЭС сиспользованием ПРР или путем самонаведения на них. В последнем случае ДПЛАприменяются по заранее намеченному району предполагаемой дислокации какстационарных, так и мобильных РЛС. Необходимый наряд ДПЛА определяется израсчета 1–2 ДПЛА на одну РЛС-цель и не более 4–8 ДПЛА на один пункт управленияПВО.
Реализацияпротивником вышеизложенных принципов ведения противовоздушного боя и операции сновыми формами оперативного и боевого применения СВН приведет к массовомувыводу из строя вооружения войсковой ПВО. Прогнозирование ожидаемых масштабов ихарактера действия основных поражающих элементов ВТО, согласно позволяетпредположить, что в первых массированных ракетно-авиационных ударах в полосеобороны армии первого эшелона группировки войск фронта можно ожидать 60–80стратегических крылатых ракет, 12-16 оперативно-тактических баллистическихракет, до 50 дистанционно – пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов, идо 280 противорадиолокационных ракет различного типа.
Проведенныеисследования и расчеты по прогнозированию потерь дивизий первого и второгоэшелона армии показывают, что уже после первого вылета тактической и армейскойавиацией противника дивизия первого эшелона может потерять до 40% своегобоевого состава еще до атаки переднего края ее обороны сухопутными частями, адля дивизии второго эшелона армии возможные потери могут составить 20–25% от еебоевого состава. Основной ущерб группировке наносится именно поражающимиэлементами ВТО и после 2–3 ударов войска армии практически теряют своюбоеспособность.
Проведенныеисследования и расчеты по прогнозированию потерь вооружения и военной техники войсковойПВО армейского звена системы ПВО фронта показывают, что в результатемассированного удара с применением современных поражающих элементов ВТО ихпотери могут достигать таких значений которые могут привести к срывуоборонительной операции. Эффективность армейских средств войсковой ПВО поборьбе с крылатыми и баллистическими ракетами, управляемыми ракетами различногоназначения при отражении первого массированного удара составляет 4–6%уничтоженных в ударе целей.
Анализрезультатов моделирования позволил определить:
– общееколичество потерь ВВТ в ходе операции в процентах к исходному количеству;
– количествопотерь ВВТ за первые сутки операции;
– структуруповреждений ВВТ;
– распределениеповрежденных образцов ВВТ по суткам операции.
Обобщенные данныепо потерям ВВТ системы ПВО армии приведены в приложении таблице 2.
Общееколичество вышедшего из строя ВВТ ЗРбр «БУК» за операцию составляет:
– дляармии первого эшелона – 83,3%;
– дляармии второго эшелона – 79,1%;
– впервый день операции для армии первого эшелона – 58,3%;
– впервый день операции для армии второго эшелона – 33,3%.
Распределение потерь основных образцов ВВТ Зрбр «БУК» постепеням повреждений и по дням операции представлены приложении в таблице 3.
Анализрезультатов моделирования позволяет сделать вывод, что «…приемлемая ситуация,когда в одном вылете тактическая авиация понесет 3–5% потерь при потерях войскПВО 20–25%» будет нарушена».
Такимобразом, подавление системы ПВО является важнейшим составным элементомопераций, проводимых ВВС, успешное выполнение которых позволит решить задачивойны в целом.
Анализрезультатов применения средств войсковой ПВО по борьбе с аналогами новых типоввоздушных целей при боевых стрельбах на государственном полигонесвидетельствуют, что имеющиеся на вооружении ЗРК и ЗРС имеют ограниченныевозможности по обнаружению и поражению воздушных элементов ВТО. Причинанесоответствия их возможностей требованиям борьбы с большим количествоммалоразмерных разнотипных поражающих элементов ВТО заключается, прежде всего, втом, что оперативно-тактические и технические требования к современным ЗРКразрабатывались за 10 -15 лет до принятия их на вооружение. И в то времясуществовала концепция, что борьбу с управляемым оружием можно вести толькопутем поражения его носителей до рубежей пуска управляемых ракет и авиационныхбомб. Так, например, войсковой ЗРК 9К37М1» БУК-М1» разрабатывался с 1974 года ипоступил на вооружение только в 1985 году как армейское средство ПВО «…дляборьбы с скоростными, маневрирующими аэродинамическими целями и крылатымиракетами в условиях массированного налета и интенсивного радиопротиводействияпротивника, а также с вертолетами огневой поддержки, в том числе зависающими напредельно малых высотах». Все расчеты при разработке велись для целей с ЭОПболее 0,3 м2, а практические испытания при принятии на вооружениепроводились для АЦ – по мишеням ЛА-17 и М-21 с ЭОП равной 1 м2,для КР типа АЛКМ – по мишеням РМ–217У, РМ–217МВ, МВ – 1 и для ВОП – по мишени сЭОП и уязвимостью вертолета типа МИ-4.
ПоявлениеВТО, использование его как высокоэффективного средства поражения войск на полебоя, при выдвижении и в районах расположения требует принятия ответных мер,заключающихся в соответствующем развитии средств ПВО. Учитывая, чтозначительное количество новых типов поражающих элементов ВТО и воздушных целейпредназначено для борьбы со средствами ПВО, выполнение боевой задачи ЗРК «БУК-М1»достигается в основном уничтожением в первую очередь самолетов – носителей этихсредств. Поражение самих ракет в полете возможно только с места и в степениготовности №1, а в большинстве случаях – только в режиме автономной работы СОУв ответственных секторах.
Поражающийэлемент ВТО – ПРР, является наиболее опасной и сложной целью, так как параметрытраектории полета характеризуются большими диапазонами дальности пуска, высоты,углов подлета к РЛС – цели. Высокая скорость, небольшие геометрические размеры,низкая уязвимость и маленькое значение ЭОП ракет позволяют их отнести к классуопасных целей и подлежащих к первоочередному уничтожению. Своеобразный видтраектории полета ПРР приводит к тому, что цель может быть обнаружена СОЦ9С18М1 тогда, когда углы пикирования не превышают предельно возможные углыобнаружения для РЛС в режимах «Противосамолетная оборона» – 40 град и «Противоракетнаяоборона» – 55 град на дальностях не превышающих 40–45 км. Проведенныеисследования и расчеты с использованием ПРР типа «Шрайк» показывают, чтообнаружение ПРР в полете РЛС сантиметрового диапазона из-за незначительной ЭОПна экранах РЛС практически невозможно. Отделение ПРР от самолета – носителяобычно наблюдается на экранах индикаторов при сопровождении носителя и работеприемной системы в режиме «Ручного усиления». При этом дальность обнаружениямомента отделения ПРР от носителя не превышает 25–30 км.
Проведенныеполигонные испытания войскового ЗРК «БУК-М1», доработанного с целью повышенияТТХ свидетельствуют, что вертикальное сечение зоны поражения комплексом ПРРтипа «Харм» ограничена:
- по высоте от 0,1 до 15 км;
- по дальности от 3 до 15–20 км;
- по курсовому параметру до13–15 км.
Вероятностьпоражения ПРР в пределах указанной зоны составляет 0,5–0,6. Вертикальноесечение зоны поражения ЗРК «БУК-М1–2» ПРР типа «Харм» приведено на рисунке 3.
Приведенныепараметры зоны поражения справедливы для стрельбы ЗРК в беспомеховойобстановке, а в помеховой обстановке максимальная дальность стрельбысокращается до 5,7–11 км.
Основойзащиты СОУ от ПРР в настоящее время является максимальное использованиепассивных режимов обнаружения и сопровождения воздушных целей –телевизионно-оптического визира. Результаты практических исследований показывают,что использование ТОВ с 12-ти кратным увеличением при условии дальностиметеорологической видимости равной 20 км, обеспечивается обнаружение исопровождение ПРР типа «Харм» в зависимости от высоты полета и курсовогопараметра на дальностях до 4,3 – 7,2 км.
Наиболеерациональной является стрельба СОУ с минимальным временем излучения СВЧэнергии, т.е. максимальное использование режима защиты СОУ от воздействия ПРРпри автономной работе двух СОУ и при выдаче ЦУ с КП.
Анализвозможностей систем ВТО вероятного противника показывает, что время его реакциипо средствам ПВО составляет 2–5 мин. Исходя из этого, для повышенияживучести необходимо стремиться к тому, чтобы расчеты СОУ были подготовленысразу же после пуска ЗУР, пролета самолета-разведчика сменить СП. Максимальноевремя оставления СП не должно превышать 2–3 мин. В этом случае целесообразнопериодически производить смену СП путем использования маневра СОУ с включеннойаппаратурой. За время 3–5 мин СОУ способна с включенной аппаратурой, нобез излучения переместиться со скоростью не более 8–10 км/ч на достаточнобезопасное расстояние.
Вышеперечисленныеспособы борьбы с ПРР ЗРК «БУК-М1» не позволяют эффективно бороться с ними.Следовательно, возникает необходимость в поиске путей и способов повышенияэффективности борьбы с поражающими элементами ВТО для ЗРК «БУК-М1» или проблемуборьбы для этого ЗРК необходимо рассматривать как проблему его защиты,исключения или максимального ослабления его воздействия.
Повышениеэффективности борьбы с ПРР различных типов ЗРК «БУК-М1» возможно за счетсовершенствования вооружения, совершенствование способов боевого применениясуществующего вооружения и повышения уровня обученности боевых расчетов.Проведенные исследования и расчеты показывают, что вклад этих направлений вповышении эффективности борьбы с поражающими элементами ВТО до уровняпротивосамолетной распределяются следующим образом:
1.Модернизация состоящих навооружении боевых средств ЗРК – до 50%;
2.Совершенствованиеспособов боевого применения ЗРК – до 20%;
3.Совершенствованиеспособов боевой работы расчетов СОУ – до 20%;
4.Повышение уровняобученности и слаженности всех расчетов боевых средств ЗРК – до 10%.
Учитывая, чтозащиту РЭС от ПРР можно обеспечить поражением самих ракет и их носителей,подавлением радиопомехами систем наведения ПРР, изменением режимов работызащищаемых средств возникает закономерная необходимость подробного изучения ихбоевых возможностей и способов применения.
1.2 Анализбоевых возможностей и способов применения некоторых типов ПРР при подавлениисистемы ПВО
Значительнуюроль в реализации задач по огневому поражению наземных и корабельных РЛСпротивника зарубежные специалисты отводят ПРР. Основные характеристикипоражающих элементов ВТО с пассивными радиолокационными системами наведениянекоторых иностранных государств и Российской Федерации приведены в таблице 3.
Основным ихпреимуществом в сравнении с другими средствами воздействия является то, что онивызывают не временное прекращение работы РЛС, как в случае применения РЭСподавления, а приводят к их уничтожению или значительному повреждению. Этообусловило появление противорадиолокационных управляемых ракет типа AGM-45A «Шрайк»с пассивным самонаведением на луч РЛС. ПРР принята на вооружение авиации ВВС иВМС США в 1964 году и имеет 12 модификаций. Всего было поставлено более 24 тыс.таких ракет. Только во Вьетнаме было использовано более 5 тыс. ракет «Шрайк».Эти ПРР активно использовались израильской авиацией на Ближнем Востоке, впериод англо-аргентинского конфликта из-за Фолклендских островов и дляподавления ливийских ЗРК. Дальность пуска ПРР «Шрайк» зависит от высоты полетаносителя и находится в пределах 7–85 км. Высота, с которой в основномосуществлялись пуски ракет «Шрайк», составляла 2,5–3,5 км. Нижняя границазоны пуска для дозвукового носителя составляет 200 м, для сверхзвукового –500 м. Средняя скорость полета ПРР составляет 400–600 м/с. Прискорости самолета – носителя 450 м/с скорость полета ПРР достигает до 1000 м/с.Траектория полета и используемый метод наведения зависят от расстояния междуточкой пуска и объектом удара, высоты точки пуска и характера движения объектаудара. При пусках ПРР с больших расстояний наведение производится потраектории, близкой к баллистической. Угол пикирования на цель может составлятьот 10 до 60 град, а располагаемые перегрузки – с 3 до 10 – кратных величин.
Значительнаямощность излучения, ограниченные возможности по использованию спектраэлектромагнитного излучения в РЛС, слабая стойкость к воздействию поражающихфакторов боеприпасов, а также отсутствие специальных мер защиты отсамонаводящегося оружия обусловили довольно высокую эффективность ПРР «Шрайк»на начальном этапе боевого применения.
На ракетеустанавливались взаимозаменяемые боевые части трех типов, имеющие одинаковыегабариты и вес 66 кг. При подрыве осколочно-фугасных боевых частей образуетсяоколо 20 тыс. осколков, обеспечивающих угол разлета около 40 градусов, с радиусомпоражения примерно 15–20 м. Сигнальная боевая часть может снаряжатьсябелым фосфором. В момент его срабатывания образуется белое облако, котороеявляется своеобразным ориентиром для осуществления бомбометания другимисамолетами.
Дляподавления ЗРдн с помощью ПРР «Шрайк» по каждому ЗРК пускались 2–4 ракеты подприкрытием ответно-импульсных активных шумовых помех. Самолеты – постановщикипомех в момент пуска ракет находились на дальности, исключающей воздействиепомех на канал разведки и пассивную радиолокационную головку самонаведения.
Опыт боевогоприменения этих ракет в локальных войнах показал их относительно низкуюэффективность. Так, вероятность срыва боевой работы ЗРК при нанесении по нимударов за 1965–1972 гг. составило: бомбами – 0,5, ракетами «Шрайк» – 0,19.В результате серьезных недостатков и относительно низкой эффективности боевогоприменения ПРР «Шрайк» была снята с производства.
С 1966 годаначалась разработка более эффективной ПРР AGM-78 «St. ARM», которая былапринята на вооружение в 1968 году и является ПРР второго поколения. Расширениечастотного диапазона работы ГСН в ракете модификации AGM-78B и установкаустройства запоминания координат РЛС-цели прекратившей излучение в ракетемодификации AGM-78D способствовали повышению возможности ракеты в борьбе противРЛС противника. Ракета оснащена мощной осколочно-фугасной боевой частью массой 150кг, подрыв которой производится контактным или неконтактным радиовзрывателем инаибольший эффект достигается при подрыве на высоте 15–20 м над целью. Приэтом радиус разлета ее осколков кубической формы с ребром длиной 10 мм, составляетоколо 600 м. Данная боевая часть обеспечивает поражение техники нарасстоянии до 150 м, а живой силы – до 500 м. При наземном взрывеобразуется воронка диаметром около 5 м. В промежуточном отсеке ракетыустанавливается сигнальный заряд, после подрыва которого образуется дымовоеоблако являющееся ориентиром для осуществления бомбометания другими самолетами.Всего в авиационные части США было поставлено около 3 тыс. ракет, основныминосителями которых являются самолеты F-4E, A-6A, F-105F. Данная ПРР применяласьСША в боевых действиях в Юго-Восточной Азии и израильтянами против сирийскихЗРК в долине Бекаа в Ливане. В связи с относительно малой скоростью,отсутствием ГСН с достаточно широким диапазоном частот, а также сложностьюконструкции и дороговизной ракета «St. ARM» со второй половины 1976 года снятас производства.
Дляпополнения арсенала ПРР в США в начале 70-х годов разработана тактическаявысокоскоростная ракета AGM-88A HARM и самолетное оборудование для ееприменения. Ракета относится к ПРР второго поколения и предназначена дляпоражения РЛС работающих в режимах импульсного и непрерывного излучения,оснащена пассивной РГСН, масса которой 20 кг, работающей в широком диапазонечастот и имеющее запоминающее устройство координат РЛС-цели в случаепрекращения излучения.
В памятивычислительного устройства ракеты хранятся эталоны сигналов РЛС противника, чтопозволяет быстро идентифицировать цель, вести селекцию радиолокационныхсигналов, иметь меньшее время реакции. В ракете располагается бесплатформеннаяинерциальная система наведения, обеспечивающая достаточную точность наведенияракеты, даже в случае прекращения работы РЛС-цели. Среднеквадратичный промахПРР при наведении на РЛС, излучающую без паузы составляет 6–8 м.
ПРР HARMвыполнена по аэродинамической схеме «поворотное крыло», максимальные нормальныеперегрузки могут составлять до 15 единиц при наведении по методупропорциональной навигации. Твердотопливный, бездымный реактивный двигатель сдвухступенчатой тягой обеспечивает скорость полета ракеты до 3–4 М. Онаоснащена осколочно-фугасной боевой частью относительно небольшой массы инеконтактным лазерным взрывателем, с помощью которого определяется высотаподлета ракеты и с учетом конкретного типа подавляемой РЛС обеспечиваетсяоптимальный разлет осколков кубической формы размером около 5 мм извольфрамового сплава. Момент подрыва выбирается из условий максимальногонакрытия цели осколками. ПРР HARM предназначена для вооружения самолетов ВВС иВМС США А-6Е, ЕА-6В, А-7Е, F-4G, F-16B, F-16C, F-18, F-14, F-15, F/A-18.Программа закончена в 1993 году. Всего в арсенале 32 тыс. штук, является самойпредставительной и основной ПРР в авиации США на следующее десятилетие. ДаннаяПРР использовалась в боевых действиях для подавления ливийских ЗРК и ИракскойПВО. Так при подавлении ливийских ЗРК с самолетов F/A-18 было осуществленоболее 30 пусков ракет с удаления около 96 км.
Предусмотренытри режима применения ПРР HARM.
Режим самозащиты.Он реализуется только для ракеты в модификации AGM-88A с помощью самолетнойсистемы оповещения о радиолокационном облучении, анализирующей иклассифицирующей все получаемые радиолокационные сигналы по степени угрозы,выбирая наиболее важные РЛС-цели. Параметры сигналов РЛС одновременнопередаются летчику и на ракету. О готовности к пуску летчик получает сигнал сборта ракеты, а после пуска может развернуться и выполнять другую задачу.
Режимдействия по незапланированным, внезапно обнаруженным целям. Он реализуется сиспользованием системы радиотехнической разведки самолета, которая обнаруживаетсигналы РЛС, классифицирует их и определяет степень угрозы. Данные обнаруженияРЛС-цели, в том числе и прекративших излучение, выдаются на индикатор в кабинелетчика, являющийся частью системы управления ПРР. Цель выбирает летчик, послечего осуществляется пуск. Для боевого применения в первых двух режимахразработана ракета модификации AGM-88B.
Режимдействия по предварительно выбранным целям в заданном районе. Он реализуетсяпутем ввода в бортовую систему радиотехничекой разведки ракеты предварительныхданных подавляемых РЛС и ставится задача ее поиска и уничтожения. Ракетазапускается в район РЛС-цели и в ходе полета производит автономный поиск иобнаружение всех излучающих РЛС, а также захват РЛС-цели с заранее заданнымихарактеристиками. Если сигналы такой РЛС-цели не обнаруживаются, тозахватывается наиболее важная цель и производится наведение на нее в этомрежиме ракет модификации AGM-88C. Пуск осуществляется с дальности 70–75 км.
Вариантыбоевого применения ПРР HARM приведены на рисунке 3.
ПРР ARMATсоздана на базе устаревшей французской ПРР «Мартель» и принята на вооружение1984 году для подавления неподвижных и карабельных РЛС ПВО. Дальность пускасоставляет от 70 до 120 км. Пассивная РГСН обеспечивает наведение ракетына РЛС, работающей в режиме «мерцание» и использующей другие методы защиты от средствРЭБ. Угол пикирования ракеты на РЛС более 80 град, что позволяет исключитьприем переотраженных зондирующих сигналов от поверхности земли.
ПРР AGM -122ASADARM предназначена для поражения работающих РЛС войсковых ЗРК противника сдальности до 8 км. Принята на вооружение в 1987 году. В качественостителей новой ПРР могут использоваться вертолеты АV-8B и AH-1J. Стартоваямасса ракеты 91 кг, максимальная скорость полета до 1,3М. ПРР оснащена боевойчастью массой 10,2 кг осколочного типа. Точность стрельбы менее 6 м.
В 1991 году навооружение ВВС стран НАТО была принята ПРР ALARM совместного производства США иВеликобритании, для оснащения самолетов «Торнадо», «Си Харриер», «Хок» ивертолета «Линкс». Ракета оснащена твердотельной широкодиапазоннойпротиворадиолокационной ГСН с аппаратурой программного управления, в которуювводятся характеристики РЛС противника и имеет собственный радиолокационныйобнаружитель цели. Очередность поражения целей зависит от выполняемой задачи итипов средств ПВО, ее можно менять перед взлетом самолета-носителя. Наиболееважным узлом в ракете считается блок управления выполнением боевой задачи,позволяющий выбирать траекторию полета.
Ракета ALARMфункционирует в двух основных режимах: непосредственный пуск по цели и захватцели на траектории при спуске с раскрытым парашютом. Пуск ракеты в первом режимеосуществляется непосредственно в направлении РЛС-цели, находящейся в зонепрямой видимости, с предварительным ее захватом РГСН или без захвата.
Вариантбоевого применения ПРР АLARM при пуске непосредственно в направлении РЛС-целиприведен на рисунке 4.
Пуск ракеты ввтором режиме производится в условиях отсутствия прямой видимости РЛС-цели принахождении самолета-носителя на малой высоте. После пуска ракета в соответствиес программой набирает заданную высоту, обеспечивающую увеличение дальностиобнаружения РЛС-целей. После набора высоты двигатель отключается и раскрываетсяпарашют, с помощью которого ракета может планировать около двух минут доповторного включения РЛС-цели. В процессе медленного снижения РГСН ракетыосуществляет поиск работающих РЛС противника. При захвате цели РГСН парашютотстреливается и ПРР, запустив двигатель, наводится на цель. Если цельпрекращает излучение, то ПРР удерживается на курсе с помощью блока наведениябортовой инерциальной системы навигации.
Вариантбоевого применения ПРР ALARM при ее пуске в случае нахождения самолета – носителяна малой высоте приведен на рисунке 5.
На конечномучастке траектория ПРР АLARM является практически вертикальной, что уменьшаетошибки наведения из-за переотражений сигналов РЛС-цели от местных предметов.Ракета оснащена осколочной боевой частью, подрываемой на определенной высотенад РЛС-целью. Подрыв боевой части производится с помощью неконтактноголазерного взрывателя.
ПРР – БЛА AGM-136A«ТЭСИТ РЕЙНБОУ» предназначена для поражения работающих РЛС противника сдальности более 90 км. С 1990 года проходит полигонные испытания. Стартоваямасса ракеты 480 кг. ПРР оснащена боевой частью массой 45 осколочно-фугасноготипа. Точность стрельбы менее 10 м. После пуска ракета выполняет полет помаршруту и осуществляет поиск цели самостоятельно в ходе патрулирования надтерриторией противника в соответствии с заданной программой. В качественосителя новой ПРР могут использоваться в основном стратегическиебомбардровщики В-1В, В-2А, В-52. Например, специально оборудованныйстратегический бомбардировщик В-52 может нести до 30 ПРР на трех пусковыхустановках барабанного типа. Вариант боевого применения ПРР – БЛА «ТЭСИТРЕЙНБОУ» по РЛС-цели приведен на рисунке 6.
ДПЛА типа BGM-34B,C, «Локаст», «Пейв – Тайгер» относятся к классу «ударные» – носители ПРР типов «Шрайк»и «Мейверик». Они могут поражать РЛС не только с помощью этих ПРР, но и путемсамонаведения на нее. В этом случае ДПЛА применяются по заранее намечанномурайону предполагаемой дислокации РЛС. Для этого в систему наведения ДПЛАвводятся однозначно характеризующие РЛС данные и программа полета,обеспечивающая его вывод в район барражирования. Максимальная дальность полетаможет достигать 1200–1300 км. В намечанном районе ДПЛА барражирует навысоте 2 -4 км, осуществляя разведку работы РЭС. При обнаружении РЛС сзаданными характеристиками и захвата ее на автосопровождение ДПЛА выводится висходное положение, обеспечивающее пикирование на РЛС под углами 60–90 град.При этом производится сброс воздушного винта и несущих плоскостей. По утверждениюиностранных специалистов, малоразмерные ДПЛА практически невозможно увидетьвизуально и обнаружить с помощью РЛС из-за малых ЭОП на высоте свыше 900 м,трудно увидеть и услышать на дальности более 1600 м, обладают низкойвероятностью поражения вследствие малой уязвимости площади и способностисовершать полет по криволинейным траекториям с перегрузкой в 2–3 ед.
Наличиебольшого числа малоразмерных, скоростных и маловысотных, относительно недорогихбеспилотных целей по-новому высвечивает задачи выбора приоритетных целей дляцелераспределения и их поражения средствами войсковой ПВО. Невозможностьуничтожения всех воздушных целей потребует в условиях жесткого лимита временираспознавания и установления очередности поражения самых важных из них.
Своевременноеи достоверное радиолокационное распознавание типа поражающего элементавысокоточного оружия – одна из важнейших проблем и основа разумных действийрасчета радиолокационного вооружения ЗРК по правильному принятию решения наиспользование пассивных и активных способов его защиты.
Основнымисоставляющими этой проблемы являются низкая информативность традиционныхметодов получения информации о цели и высокая стоимость технической реализацииРЛС, позволяющих получать одновременно большое количество признаков радиолокационногораспознавания цели. Таким образом, решение задачи радиолокационногораспознавания является более сложным, чем решение других задачрадиолокационного наблюдения, поскольку предполагает применениевысокоинформативных радиолокационных сигналов, их статистический анализ ииспользование априорной информации о распознаваемых классах цели.
Выходом изданного положения является учет всех условий, влияющих на эффективность системыраспознавания, правильный выбор и точное описание признаков, оптимизация системраспознавания с учетом потребителей информации и адаптация систем распознаванияк условиям ее работы.
2. Анализаприорного словаря признаков распознавания противорадиолокационных ракет и ихносителей
Одним изосновных путей повышения эффективности радиолокационного распознавания являетсяповышение информативности радиолокационных систем с целью получения такогопризнака распознавания, который бы отражал определенные свойства конкретноготипа цели, отличающего его от других.
Сигнальныепризнаки непосредственно связаны с отражающими свойствами цели и динамикой ееполета, поэтому они обеспечивают более высокие показатели качествараспознавания и позволяют назначить для распознавания большее число классов. Нов отличие от траекторных признаков, которые могут быть измерены с достаточнойточностью большинством РЛС, измерение большинства сигнальных признаков требуетспециальных методов, связанных с анализом более «тонкой» структурырадиолокационных сигналов. При этом усложняются и сами зондирующие сигналы РЛС.Наиболее полными описаниями свойств цели являются радиолокационные «портреты».Их получение предполагает наличие сверхразрешения по соответствующим параметрамсигнала, достижение которого зачастую невозможно или затруднено. Например, получениевеличины разрешения по дальности, равному одному метру, требует полосызондирующего сигнала примерно 150 Мгц, сверхразрешение по угловым координатамтребует применение ДНА, имеющих ширину, равную единицам угловых секунд. В обоихслучаях «дробление» сигнала приводит к уменьшению отношения сигнал / шум, т.е.задача распознавания по дальномерным или угломерным «портретам» целей вступаетв противоречие с задачей их обнаружения.
В настоящеевремя, с применением широкополосных сигналов с достаточной базой и техники их сжатияпоявилась возможность получения дальномерного «портрета» цели, позволяющегораспознать не только класс, но и тип цели. Например, в работах приводятсярезультаты исследований распознавания по дальномерному «портрету»истребителя-бомбардировщика, транспортного самолета и ложной цели.
Прощерешается задача распознавания по доплеровским «портретам», которые представляютсобой распределение по радиальной скорости элементарных отражателей цели,совершающие при ее движении регулярные и хаотические поступательные ивращательные движения. Доплеровский «портрет» самолета характерен наличием вспектре общего доплеровского смещения частоты, составляющих, вызванных маневромцели, регулярных составляющих, связанных с турбинной или винтовой модуляцией, ислучайных составляющих, обусловленных вибрациями и рысканием цели.
Однакополучение доплеровского «портрета» предполагает излучение непрерывного сигнала.При этом теряются такие важнейшие достоинства РЛС, как разрешение по дальностии возможность использования совмещенной антенны. Тем не менее определенныевозможности применения «турбинного» эффекта для распознавания открываются всвязи с созданием квазинепрерывных РЛС.
Пространственные,поляризационные, временные и спектральные характеристики отраженныхрадиолокационных сигналов зависят в основном от следующих четырех разнородныхсвойств целей:
– размера,формы и материала рассеивающей поверхности;
– движенияотражающих элементов относительно друг друга;
– движениявсего корпуса цели вокруг центра тяжести;
– перемещениецентра тяжести цели в пространстве.
Эти свойствасоответственно определяют четыре группы признаков цели. Для распознавания иселекции наиболее информативны те параметры отраженных сигналов, которыеобусловлены первым и вторым свойствами целей. Принципы современной радиолокациипозволяют определять каждую группу признаков раздельно.
Такимпризнаком распознавания конкретного типа поражающего элемента ВТО может служитьодна из составляющих сигнального признака распознавания – «шумы» цели,вызванные ее движением на траектории полета, различными видами вибрации идвижения ее отдельных частей, приводящие к амплитудным и фазовым флюктуациямотраженного сигнала, появлению в спектре общего доплеровского смещения частотысоставляющих, вызванных «вторичным» эффектом Доплера.
Движение целии её частей относительно РЛС вызывают изменения суммарного отраженного сигналаво времени. Эхо-сигнал от сложной цели отличается от сигнала точечногоисточника модуляцией, вызывающей изменения амплитуды, частоты и относительнойфазы сигналов, отраженных от отдельных участков цели. В ряде работ рассматриваютсяпять типов модуляции отраженного сигнала от сложной цели для случая ближнейрадиолокации.
С цельюоценки ширины и составляющих спектра флюктуации частот в отраженном сигнале от различныхклассов целей имеется необходимость проведения теоретических иэкспериментальных исследований. Рассмотрим более подробно характеристикиотраженных радиолокационных сигналов от сложной цели.
Амплитудныйшум.Этот наиболее очевидный тип модуляции эхо-сигнала от сложной цели можнопредставить в виде флюктуирующей суммы многих составляющих векторов со случайноизменяющимися относительными фазами. Амплитудный шум, для удобстварассмотрения, можно разделить по частоте на две составляющие: низкочастотную ивысокочастотную.
Небольшиеизменения относительной дальности отражателей, вызванными движениями цели натраектории, приводит к соответствующим случайным изменениям относительных фазотраженных сигналов, а следовательно, к случайным флюктуациям векторной суммысигналов. Так, например, при рыскании и кренах самолета в спектре отраженногосигнала могут появиться частоты в пределах 10…40 Гц, а маневры по тангажу ведутк формированию в спектре флюктуаций сигнала более высоких частот -100…400 Гц.
Спектры амплитудногошума с низкочастотной составляющей одинаковы как для больших, так и для малыхразмеров целей. Это объясняется тем, что скорость изменения дальностиотражателей является функцией как углового рыскания самолета, так и расстоянияот отражателей до центра тяжести самолета.
Высокочастотныйамплитудный шум содержит случайную и периодическую составляющие. Случайный шумот такой цели, как самолет, является результатом вибраций и движения егоотдельных частей, создающих относительно равномерный спектр шума, ширинакоторого достигает нескольких сотен Гц, в зависимости от типа самолета.
Дляобоснования границ данного диапазона частот необходимо отметить, что насовременных самолетах и вертолетах различают, согласно, следующие видывибраций:
– вибрации,возникающие при работе силовых установок цели – двигательные вибрации ивибрации от движения воздушных винтов;
– аэродинамическиевибрации, связанные с особенностями обтекания воздушным потоком конструкций иотдельных частей цели;
– акустическиевибрации;
– колебаниятипа «флатер».
Исследования,посвященные анализу работы двигательных установок летательных аппаратовпоказывают, что наибольшими по амплитуде смещения являются вибрации начастотах:
1. Дляпоршневых двигателей – Wкв, 2Wкв, Wв, NWв, где
Wкв-угловаяскорость вращения коленчатого вала;
Wв-угловаяскорость вращения винта;
N – количестволопастей винта.
2. Длятурбовинтовых двигателей – Wв, NWв, Wр, где
Wр– угловая скорость вращения ротора.
3. Длятурбореактивных двигателей Wр1, где
Wр1– угловая скорость вращения первого ротора.
Данныевибрации порождают спектральные отклики на частотах 56… 300 Гц.
4. Длявертолетных двигателей – Wнв, КнвWнв, где
Wнв– угловая скорость вращения несущего винта;
Кнв – количестволопастей несущего винта.
Данныевибрации порождают спектральные отклики на частотах 2…14 Гц.
Исследования,посвященные аэродинамике полета летательных аппаратов показывает, чтопреобладающих по амплитуде аэродинамические колебания всегда очень близки илисовпадают с частотами собственных колебаний конструкции. Наибольшими поамплитуде из этих колебаний являются колебания, соответствующие низким тонамсобственных колебаний. При аэродинамических вибрациях конструкция летательногоаппарата как бы является своеобразным фильтром, выделяющим только такиеколебания, частота которых находятся в зоне резонанса с его собственнойчастотой. Поэтому, зная значения частоты собственной вибрации элементовконструкции, можно предсказать, на каких частотах вибрации будут максимальнымипо амплитуде.
В общемслучае режим вибрации конструкции объектов, представляющий собой суммувынужденных и собственных колебаний, определяются как интенсивностью ичастотным спектром случайных внешних факторов, так и значениями соответствующихпередаточных функций. Величины последних зависят от спектра собственных частотконструкции в целом, ее частей и элементов, а так же коэффициентовдемпфирования. Если коэффициенты демпфирования сравнительно не велики, чтовыполняется на современных летательных аппаратах, то передаточные функции будутиметь большие коэффициенты усиления на всех частотах, совпадающих ссобственными, т.е. спектр вибраций реальной конструкции будет в основномузкополосным и зависящим от конструктивных особенностей летательного аппарата.
Акустическиевибрации так же имеют частоты, близкие к собственным частотам элементовконструкции и занимают спектральный диапазон 1,5…40 Гц.
Такимобразом, для распознавания целей по спектру вибрации необходимо анализироватьполосу частот 0…300 Гц.
Угловойшум. Принаблюдении за объектом конечных размеров отраженный сигнал является результатоминтерференции волн, отраженных от отдельных элементов цели. Флюктуации фазовогофронта отраженной волны от сложной цели вызывает блуждание кажущегося источникаэхо-сигнала в плоскости цели относительно физического центра цели и его угловоеположение зависит от относительных амплитуд и фаз составляющих эхо-сигналов иих угловых положений.
Угловой шумвыраженный в линейных единицах смещения кажущегося положения цели относительно «центратяжести» распределения ее отражателей, не зависит от дальности. Типичныезначения sаng для реальных самолетов находятся в пределах 0,15L…0,25L взависимости от характера распределения основных отражающих элементов. Длянебольшого самолета с одним двигателем, не имеющего каких-либо эффективныхотражателей на крыле, значение sаng при облучении его с носа близко к 0,1L, тогдадля большого самолета с двигателями, расположенными вне фюзеляжа, баками длягорючего, размещенными на консолях крыла, значение приближается к 0,3L. Приоблучении этого самолета сбоку sаng также приближается к значению 0,3L.
Длянебольшого самолета с размахом крыла 18 м типичное значение sаng равно 2,7 м, токвадрат радиуса вращения относительно «центра тяжести» для такого самолетаравен 3,8 м.
Типичныезначения ширины спектра углового шума при сильной турбулентности атмосферы длячастот 8,5…10,7 ГГц носят низкочастотный характер и заключаются в пределах от 1Гц – для небольшого самолета, до 2,5 Гц – для большого самолета в интервалечастот 0…6 Гц. Для более низких частот диапазона и менее турбулентностиатмосферы ширина спектра уменьшается.
Такимобразом, эффективная ширина спектра угловых флюктуаций равна 1…6 Гц.
Значения sаng для целей сложнойформы является в сущности постоянной величиной, не зависящий ни от высокойнесущей частоты РЛС, если размеры цели равны по крайней мере нескольким длинамволн, ни от скорости случайных движений цели. Спектральное распределениемощности углового шума непосредственно зависит от высокой частоты,турбулентности атмосферы и других параметров.
Угловыеошибки, вызванные угловым шумом, обратно пропорциональны дальности, то влияниеэтого шума сказывается главным образом на средних и малых дальностях.
Поляризационныйшум.Поляризация эхо-сигнала от сложной цели в общем случае отличается отполяризации зондирующего сигнала. Хотя поляризация зондирующего сигнала обычнопреобладает в отраженном сигнале, сигнал от отражателей сложной формы икомбинации таких отражателей имеют составляющие с другими видами поляризации.Это означает, что цель со сложной конфигурацией изменяет поляризациюотраженного сигнала, вариация которого эквивалентна некоторому шуму.
Деполяризациярадиолокационного сигнала при отражении его от цели вызывает некоторую потерюэнергии эхо-сигнала. Измерения показывают, что при линейной поляризацииэхо-сигнала преобладает такая же поляризация, как и поляризация излучаемогосигнала, а составляющая ортогональной поляризации, вызванная деполяризующимисвойствами сложной цели, на 7–12 дБ ниже.
Полноеописание поляризационных свойств цели дается поляризационной матрицейрассеяния, имеющий вид:
/>, где
di,j – комплексные коэффициенты, характеризующие амплитуду и фазу отраженного отцели сигнала при облучении ее ортогональными поляризационными компонентами электромагнитнойволны и приеме отраженного сигнала в ортогональном поляризационном базисе.
Величинадеполяризации и фаза кроссполяризационной составляющей сигнала, по сравнению сосновной составляющей, описываются элементами d12 и d 21 матрицы.
Деполяризующиесвойства целей зависят от их размеров и сложности конфигурации и могут бытьсущественно различными для разных классов целей.
Например,простая по форме ракета слабо деполяризует сигнал, тогда составляющая d 12 для самолета можетдостигать 10 дБ и более от уровня составляющей d 11. Таким образом,поляризационная матрица рассеяния может рассматриваться как поляризационныйпортрет цели.
Шум дальности. Относительные амплитудаи фаза эхо-сигналов от отдельных частей сложной цели и их дальностьотносительно РЛС влияют на положение «центра тяжести» видеоимпульса притипичном методе сопровождения целей по дальности – определение «центра тяжести»площади видеоимпульса электронным интегрированием. Случайные перемещения цели иее элементов вызывают изменения во времени этих параметров, а также результирующейдальности. Шум, вызванный флюктуациями дальности сложной цели приводит к ошибкеслежения по координате дальности.
В работеприводятся результаты измерений случайных флюктуаций дальности при измеренияхпо небольшому, большому самолетам и по группе самолетов, устанавливающие связьшума дальности с распределением отражательной способности целей по координатедальности. Среднеквадратическая ошибка измерения дальности с достаточнойточностью равна 0,8 радиуса перемещения распределенных отражающих поверхностейцели по дальности или в типичном случае можно принять равной от 10% до 30% отпротяженности цели по координате дальности: 30% – для случаев наблюдениясамолетов с носа и хвоста и 10% – сбоку.
Форму спектраможно оценить с хорошим приближением, пользуясь функцией для частоты и тем жезначением ширины полосы, что и при вычислении спектра углового шума
/>
N – спектральнаяплотность мощности шума;
В-ширинаполосы шума;
f – частота;
sang– среднеквадратичное значение углового шума.
Возможностьзахвата желаемой спектральной линии доплеровской следящей системой такжеограничивается этим шумом. Шум дальности ограничивает точность измеренияскорости, определяемой как производная от дальности во времени и может бытьпомехой при выборе правильной спектральной линии для слежения.
Спектральноераспределение энергии и функции плотности вероятности отражают довольно точнуюсвязь шума дальности цели с ее конфигурацией или распределением отражательнойспособности цели по координате дальности.
Доплеровскийшум. Дляслучая ближней радиолокации по мере сближения цели с РЛС ее угловой размернепрерывно растет. Поскольку направления на отдельные точки и относительныерадиальные скорости различаются между собой и имеются нормальные случайныедвижения цели в полете, отраженные от различных ее участков сигналы слегкаотличаются по доплеровской частоте, т.е. спектр отраженного сигнала содержит неодну доплеровскую линию, а является сплошным, с максимумом у среднейдоплеровской частоты, обусловленной радиальной скоростью цели. Ширина спектраотраженного сигнала растет с увеличением размеров цели.
Прирассмотрении доплеровского изменения частоты сигналов, отраженных сложнойцелью, можно выделить доплеровские спектральные линии от вращающихся частейсамолета и непрерывный доплеровский спектр, возникающий случайными отклонениямисамолета в полете от заданной траектории.
Наиболееинтересную информацию о доплеровском шуме дает форма спектра. Спектрдоплеровских флюктуаций частоты представляет собой распределение плотностивероятности Р и показывает, в течение какого относительного времени эта частотапопадает в определенный участок ширины полосы. Доплеровский спектр в типичномслучае представляется функцией с пиками, симметричной относительно среднейдоплеровской частоты цели. При доплеровских измерениях имеют значение какположительные, так и отрицательные частоты, т. к. спектр шума эхо-сигналаот фюзеляжа самолета симметричен относительно средней частоты.
Распределениеплотности вероятности Р для f можно выразить модифицированной функцией Ганкеляв виде
/>
K0 – модифицированнаяфункция Ганкеля;
f – частота;
sy – среднеквадратическое значение девиации фазы, обусловленной угловымшумом;
sw – среднеквадратическое значение частоты рыскания.
В работе приводитсяпримерный расчет Р для большого самолета с размахом крыла 40 м,наблюдаемого с носа РЛС на длине волны 0,032 м, при типичнойсреднеквадратической скорости рыскания 0,8°/c, совершающего полет попрямой. Функция
/>
f – рабочаячастота передачика РЛС;
fd – средняядоплеровская частота от корпуса самолета
Необходимоотметить, что любое постоянное значение скорости виража или изменения ракурсаприводит к расширению доплеровского спектра и изменению его формы, выражающеесяв менее резком спадении функции Р вблизи ее максимума, а также кдополнительному сдвигу всего спектра в виду изменения средней радиальнойскорости.
Составляющиеэхо-сигнала от вращающихся и колеблющихся элементов самолета вызывают появлениене только амплитудной модуляции с парами спектральных линий, расположенныхсимметрично относительно доплеровского спектра эхо-сигнала от фюзеляжасамолета, но и чистую частотную модуляцию, создающую отдельную группудоплеровских линий, расположенных по одну сторону от доплеровского спектракорпуса самолета.
Приведенныйпримерный доплеровский «портрет» самолета характерен наличием в спектресоставляющих, вызванных «вторичным» эффектом Доплера, регулярных составляющих,связанных с турбинной или винтовой модуляции и случайных составляющих,обусловленных вибрациями и рысканием цели. Наиболее информативной являетсясоставляющая турбинного эффекта, частота которой зависит от конструкции искорости вращения компрессора двигателя. Уровень турбинной составляющей лежитна 15–20 дБ ниже основной составляющей.
Вторичнаямодуляция приводит к существенному расширению амплитудно-частотного спектраотраженного сигнала. При этом в спектре отраженного сигнала содержится целыйряд узкополосных дискретных составляющих, частотное положение которыходнозначно связано с техническими и конструктивными характеристиками двигателейсамолетов и вертолетов.
Для целей спрямоточными реактивными двигателями или без двигателей вообще, отраженныйсигнал имеет сплошной быстрозатухающий спектр дискретных составляющих.
Спектрсигнала отраженного от вертолета симметричен относительно несущей и имеетспадающий характер. Кроме центральной составляющей спектр имеет ряд спадающихбоковых составляющих в полосе до ±10 кГц.
В результатевторичной модуляции в структуре отраженного сигнала отображаютсярадиолокационные свойства цели – ее способность изменять амплитудные, частотныеи фазовые характеристики зондирующего сигнала, что позволяет формироватьакустический «портрет» сопровождаемой воздушной цели и прослушивание его череззвуковой канал системы распознавания. Звуковой канал данной системы позволяетрешить следующие основные задачи распознавания:
– определитькласс сопровождаемой цели;
– определитьначало маневра целью;
– определитьмомент пуска сопровождаемой целью ПРР;
– определитьфакт поражения цели ЗУР.
Самолеты принаблюдении их спереди обычно представляются совокупностью N основных локальныхотражателей: нос фюзеляжа, кабина, передние кромки крыльев, их стыки сфюзеляжем, воздухозаборники двигателей, подвесные баки и контейнеры, хвостовоеоперение, т.е. так называемые «блестящие точки». Для пилотируемых самолетовобычно N>5, а для ракет N не более 2–3.
Всантиметровом диапазоне длин волн отраженный сигнал в основном определяютзеркальные рассеяния участков поверхности с радиусом кривизны Rxy >>l и дифракционныерассеяния участков излома поверхности. Наряду с «блестящими точками» наповерхности цели могут быть резонансные элементы и шероховатые участки сдиффузным рассеянием.
В результатесложения колебаний, отраженных от различных участков цели, возникают частотныебиения – явление именуемое «вторичным» эффектом Доплера. Результаты теоретическихи экспериментальных исследований свидетельствуют, что значение частот биенийFдб зависят от геометрических размеров цели, дальности, курсового угла ирадиальной скорости цели, рабочей длины волны РЛС.
/>
Fдб – частотабиений «вторичного» эффекта Доплера;
Vr – радиальнаяскорость цели;
L – геометрическиеразмеры цели;
D – расстояниедо цели;
a– курсовой угол цели относительно РЛС;
l– рабочая длина волны РЛС.
«…связь междуспектром флюктуаций и размером цели…» может быть использована для определенияее размеров.
Для этогонеобходимо иметь данные о расстоянии до цели и ее курсовом угле, а такжепроизвести измерение ширины спектра флюктуаций DFдб или временикорреляции сигнала t0»1/DF.
Ширинуспектра флюктуаций DFдб можно определить учитывая, что cosa»L / 2D,
/>
Экспериментальнымпутем установлено, что в сантиметровом диапазоне длин волн ширинаэнергетического спектра флюктуаций частот малоразмерных целей лежит в пределахот десятых долей до нескольких Гц.