CC BY
51Повышение боевой устойчивости радиолокационной разведки в условиях радиоэлектронного и огневого противоборства
Подполковник Д.М. ПЕТРОЧЕНКОВ, кандидат технических наук
Полковник запаса А.В. ТИМОШЕНКО, доктор технических наук
Подполковник Д.А. ФИЛИППОВ, кандидат технических наук
АННОТАЦИЯ ABSTRACT
Рассмотрен вопрос повышения боевой устойчивости активных радиолокационных средств системы противовоздушной обороны в условиях воздействия дестабилизирующих факторов огневого и радиоэлектронного характера за счет повышения скрытности их работы.
Радиолокация, радиолокационное наблюдение, активно-пассивная радиолокационная система, первичное излучение, вторичное излучение, скрытность, устойчивость.
The paper looks at the issue of enhancing combat stability in active radars within the system of air defense affected by destabilizing factors of the fire and electronic nature thanks to their greater operation stealth.
KEYWORDS
Radiolocation, radar surveillance, active-passive radar system, primary radiation, secondary radiation, stealth, stability.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
АНАЛИЗ опыта боевого применения и направлений развития средств воздушно-космического нападения вооруженных сил США и НATO показывает, что определяющим успех этапом является прежде всего этап завоевания превосходства в воздушном пространстве. Данный этап обусловливает необходимость подавления средств системы противовоздушной обороны в течение всего времени воздушно-наступательной операции, ракетно-авиа-ционного удара и воздушно-наступательной кампании в целом. Реализация подавления системы и средств ПВО основывается на применении высокоточного оружия (ВТО), наводимого на основе разведывательных данных, получаемых от системы радиотехнической разведки. Главными целями для подавления являются информационно-обеспечивающие средства радиолокационной разведки, состоящие в основном из радиолокационных станций (РЛС), функционирующих на принципах активной локации, основным демаскирующим признаком которых является электромагнитное излучение. По анализу опыта последних конфликтов можно отметить, что главным тактическим приемом, позволяющим сохранить боеспособность РЛС, является повышение ее скрытности за счет сокращения времени работы на излучение, включение из «засад» вдогон пролетающей цели1. Однако такая тактика более подходит к ведению партизанской войны, что не соответствует основному предназначению систем и средств радиолокационной разведки в системе противовоздушной обороны по отражению агрессии в воздушно-космической сфере.
На сегодняшний момент в антагонистическом противостоянии в воздушно-космической сфере средства радиолокации, функционирующие на принципах активной локации, являются крайне уязвимыми и обладают низкой боевой устойчивостью.
Анализ современных и перспективных взглядов на создание средств радиолокационной разведки отечественных и зарубежных производителей показывает тенденцию на объединение в одном комплексе средств, работающих на принципах как активной, так и пассивной локации. В качестве примеров можно указать: • интегрированный многодиапазонный активно-пассивный и актив-
ный радиолокационный комплекс (Deployable multiband passive/active radar (DMPAR)), разрабатываемый под эгидой НATO (рис. 1а)2;
• мультисенсорная многоцелевая радиолокационная система (MultiSensor Multi Mission Radar System) ELM-2084 MS-MMR израильского концерна Israel Aerospace Industries (IAI)3 (рис. 1, б);
• всевысотный обнаружитель активный, пассивный (ВВО-АП) концерна «Алмаз-Антей».
Однако анализ вариантов применения указанных выше систем показал, что дополняемые в комплексах пассивные системы в основном рассматриваются в целях повышения ин-
Активно-пассивная Ht (DVB-T, DAB,FM)
Электрическая установка
Активная сантиметрового диапазона (X-band) Активно-пассивная (X, S, C, X-band) Активная метрового диапазона (УНЕ иШ-Ьап^)
Сенсорная платформа
а б
Рис. 1. Интегрированные радиолокационные комплексы: а — концепция DMPAR (NATO Science & Technology Organization, SET-152), б — мультисенсорная многофункциональная РЛС (ELM-2084IAI Израиль)
формативности радиолокационного наблюдения, помехозащищенности и помехоустойчивости активных РЛС и не исключают их излучений в процессе радиолокационного наблюдения. Следовательно, главный демаскирующий признак и скрытность активных РЛС остаются на прежнем уровне.
Вызывает интерес задача комплексного применения локационных средств, функционирующих на различ-
ДНА активной РЛС
ных физических принципах, позволяющего уменьшить время или мощность излучения активных РЛС при сохранении показателей боевых возможностей системы радиолокационной разведки. В случае активной РЛС кругового обзора уменьшение времени или мощности излучения можно представить как запрет на излучения активной РЛС в секторе или сегменте сектора соответственно (рис. 2).
ДНА активной РЛС
Сегмент сектора неизлучения
27а
270
а б
Рис. 2. Повышение скрытности функционирования активной РЛС кругового обзора: а — запрет на излучение в секторе, б — уменьшения мощности излучения при исключении из обзора сегмента сектора
Следовательно, при условии требований по сохранению боевых возможностей средств радиолокационной разведки необходимо, чтобы исключенный из обзора сектор или сегмент был под радиолокационным наблюдением альтернативными, пассивными средствами радиолокационной разведки с заданными показателями качества по обнаружению средств воздушного нападения (СВН).
Однако в качестве начальных условий необходимо указать на отсутствие возможности пассивными системами обнаружения СВН при выполнении задач последними в условиях соблюдения ими внезапности и скрытности, обусловливающие отсутствие или ограниченную мощность излучений бортовыми системами. В таком случае пассивные системы должны дополняться активно-пассивными режимами по
подсвету кооперируемых, а в условиях активной фазы воздушно-космического удара — и некооперируемых источников подсвета (НИП), в том числе и противостоящей стороны4.
На рисунке 3 представлена структурно-логическая схема, в которой на основе угроз, задач, состояния и требований к системе радиолокационной разведки представлен вариант ее дальнейшего развития, направленный на повышение боевой устойчивости посредством комплек-сирования разнотипных средств по принципу «ведущий—ведомый».
Под «ведущим» понимается активная РЛС, являющаяся основным обеспечивающим информацией о воздушной обстановке источником, без излучения которой не обойтись при выдаче целеуказаний средствам подавления СВН. Под «ведомым» понимаются средства активно-пассив-
УГРОЗЫ
Концепции, опыт боевого применения и развития средств воз душно- космического нападения ВС США н стран НАТО, направленные па достижение абсолютного превосходства в воздушно-космической и информационной сферах над противником, являются причиной снижения устойчивости подсистемы ПВО и эффективности ее функционирования
ЗАДАЧА
Система радиолокационной разведки должна обладать устойчивосеью к любым возможным дестабилизирующим воздействиям и выполнять задачи по радиолокационной разведке и радиолокационному обеспечению о эффективностью не ниже требуемой
СОСТОЯНИЕ
Существующая система радиолокационной разведки не позволяет
эффективно реагировать ня новые вызовы, так как построена на принципах непрерывного применения активной локации е высоким демаскирующими признаками, обусловливающие низкие скрытность, живучесть и, как следст вие, устойчивость системы радиолокационной разведки
ТРЕБОВАНИЕ
Перспективная система радиолокационной разведки ПВО должна обладать возможностями скрытного ведения ралиолокашзонной разведки в условиях постоянного мониторинга средствами радиотехнической
разведки противника и дестабилизирующих факторов огневого и радиоэлектронного характера, с показателями боевых возможностей не ниже требуемых, в течение времени, не меньшем чем необходимо для отражения воздушного удара, адаптируясь под изменения внешней
НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ
Создание комплексов средств радиолокационной разведки, функционирующих на различных физических принципах, активной, пассивной радиолокации, в том числе дополненной режимом активно-пассивной с некооперируемым источником подсвета, управляемых на иерархическом принципе ведущий—ведомый, позволяющим повысить возможности по адаптации к условиям противодействия средств со стороны объектов локации и повышения устойчивости функционирования отдельного средства
Рис. 3. Структурно-логическая схема обоснования варианта направления повышения боевой устойчивости средств и систем радиолокационной разведки
ной локации, содержащие в любом случае и канал пассивной локации, способные обеспечить выполнение радиолокационных задач в заданных секторах и сегментах (см. рис. 2) не ниже требуемых.
Рассмотрим структуру и состав активно-пассивной РЛС, которую условно можно разделить на три подсистемы (рис. 4). Первую подсистему образуют: многопозиционная пассивная РЛС (ПРЛС), состоящая из приемных пунктов первичного излу-
чения источников подсвета, источники подсвета и среда распространения радиоволн (РВ) между ними. Вторую подсистему образуют источники подсвета, воздушные объекты и среда распространения радиоволн между ними. Третью подсистему образуют многопозиционная активно-пассивная РЛС, состоящая из приемных пунктов вторичного излучения источников подсвета, воздушные объекты и среда распространения радиоволн между ними.
Рис. 4. Декомпозиция активно-пассивной радиолокационной системы
Проведенный анализ активно-пассивных радиолокационных систем ведущих компаний мира показал, что главным общемировым принципом построения активно-пассивных систем является использование излучений сопутствующих источников с относительно постоянными и априорно известными пространственными и временными характеристиками поля подсвета5. Однако при этом ведущие разработчики в качестве дальнейших перспектив указывают и на необходимость работы своих изделий по динамически изменяемому подсвету. В условиях антагонистического конфликта это могут быть РЛС противостоящей стороны, находя-
щейся в состоянии нападения, следовательно, воздушного базирования.
Согласно теориям разнесенной локации зоны обнаружения воздушных объектов подсистемой вторичного излучения активно-пассивной РЛС с НИП представляют собой эллипсы, содержащие зону прямого излучения (засвета), в пределах которой невозможно выделить слабые сигналы, отраженные от воздушных объектов на фоне мощного излучения источника подсвета. Схематично зоны представлены на рисунке 5. Обнаружение сигналов, отраженных от воздушных объектов по подсвету НИП с заданными показателями качества, возможно в областях прямого и биста-тического рассеяний.
Рис. 5. Зоны обнаружения активно-пассивной РЛС с НИП воздушного базирования (ВБ)
При обеспечении скрытности радиолокационного наблюдения задачей активно-пассивной РЛС является сокращение времени или мощности излучения активной РЛС,
следовательно, представим рабочие зоны обеих РЛС на горизонтальной плоскости и в пространстве с учетом их пространственного разнесения (рис. 6, 7).
Рис. 6. Рабочие зоны активной и активно-пассивной РЛС на горизонтальной плоскости
Рис. 7. Рабочие зоны активной и активно-пассивной РЛС в пространстве
Интерес представляют области, где зона активно-пассивной РЛС с НИП перекрывает на 80—90 % зону ограниченную сканирующим лепестком диаграммы направленности антенны активной РЛС (отмеченные на рис. 6 желтым цветом). Однако активно-пассивная РЛС для решения задач не только обнаружения, но и координа-тометрии представляет собой многопозиционную систему, состоящую из разнесенных приемных пунктов, тогда общая рабочая зона получается пересечением отдельных зон каждого приемного пункта. На рисунке 8 условно представлен вариант пересечения зон трех приемных пунктов относитель-
но НИП и местоположения активной РЛС. Таким образом, в полученной обобщенной зоне обнаружения воздушных объектов активно-пассивной РЛС с НИП излучение активной РЛС можно отключать, сохраняя при этом показатели ее боевых возможностей за счет радиолокационного наблюдения активно-пассивной РЛС с НИП.
Относительно активной РЛС данная область возможного замещения (см. рис. 8) будет характеризоваться углом характеризующего ширину сектора неизлучения активной РЛС ^сек (см. рис. 2). Величина зависит от множества переменных и может быть представлена в виде функции
^сек ^ (^обн РЛС ^НИП ^ЛП^ '^ПП2, ^ПП2, '^ПП3, ^ПП3, ^МС ^РЛ^ ИРЛС вНИП ^пр излуч-
Рис. 8. Зона скрытного радиолокационного наблюдения за счет некооперируемого источника подсвета воздушного базирования
где: До6н РЛС — дальность обнаружения активной РЛС;
DНИП — дальность до НИП воздушного базирования относительно активно-пассивной РЛС;
Xпm, У — координаты местоположения г'-го приемного пункта активно-пассивной РЛС;
ХРЛС, 7РЛС — координаты местоположения активной РЛС;
аРЛС — ширина главного лепестка ДНА активной РЛС;
вНИП — азимутальное направление на НИП относительно активно-пассивной РЛС;
ш — азимутальная ширина
т пр излуч ' Е
зоны прямого излучения (засвета) в точке местоположения активно-пассивной РЛС.
Получение аналитического выражения данной функции от множества переменных затруднительно, поэтому рассчитывается численными методами на основе теории разнесенной локации.
На рисунке 9 для примера представлены рассчитанные значения процента перекрытия площади главного лепестка ДНА активной РЛС рабочей зоной активно-пассивной РЛС
Анализ активно-пассивных радиолокационных систем ведущих компаний мира показал, что главным общемировым принципом построения активно-пассивных систем является использование излучений сопутствующих источников с относительно постоянными и априорно известными пространственными и временными характеристиками поля подсвета. Однако при этом ведущие разработчики в качестве дальнейших перспектив указывают и на необходимость работы своих изделий по динамически изменяемому подсвету. В условиях антагонистического конфликта это могут быть РЛС противостоящей стороны, находящейся в состоянии нападения, следовательно, воздушного базирования.
150
190
160
30
а
90
120 60 100%
30
50%
13о
150
90
120 60 33 %
16%
О 180
210
240
120
150
30
ззо
300
270 90
60
100% 50%
30
180 | 1__г* г 0
210
210
330
270 в
зоо
270
г
Рис. 9. Процент перекрытия площади главного лепестка ДНА активной РЛС рабочей зоной активно-пассивной РЛС с НИП от удаления НИП БНИП на 500 (а), 400 (б), 350 (в), 250 (г) км
с НИП от удаления НИП ДНИП на 500 (а), 400 (б), 350 (в), 250 (г) км соответственно от азимутального направления радиолокационного наблюдения, при Бобн рлс = 300 км, ХПП1 = 7ПП1 = 10, ХПП2 = 0, 7ПП2 = 0, ХПП3 = 0,
7ППЗ = -10 ХРЛС = 7РЛС = 0 км, аРЛС = 1°, ВНИП = 1800, ш = 1°.
РЛС ' г НИП ' т пр излуч
Представленные результаты позволяют сделать вывод, что комплексное применение активно-пассивной РЛС с НИП воздушного базирования совместно с ведущей активной РЛС имеет адаптивный характер из-за неопределенности параметров
НИП. Ведомая активно-пассивная РЛС выдает рекомендации по работе активной, ведущей РЛС, которые динамически должны изменяться в зависимости от условий.
Таким образом, повышение боевой устойчивости системы радиолокационной разведки по средствам ком-плексирования активных РЛС с активно-пассивными будет выражаться в виде системы с экстремальным управлением. Структурная схема алгоритма функционирования рассматриваемого комплекса разнотипных средств представлена на рисунке 10.
Рис. 10. Структурная схема алгоритма функционирования комплекса активной и активно-пассивной РЛС при использовании НИП
В рамках статьи авторами представлена концепция, которая, безусловно, не в полной мере учитывает множество условий, факторов и особенностей ан-
тагонистического конфликта между СВН и средствами радиолокационной разведки и требует дальнейшего исследования и построения моделей.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Ашурбейли И.Р., Чельцов Б.Ф., Хюпе-нен А.И., Волков С.А. Опыт и уроки боевого применения войск и вооружения ПВО в локальных войнах и вооруженных конфликтах. М.: ООО «Рекламный проспект», 2012. 203 с.
2 Kuschel H. & Heckenbach J. & Schell Jochen. (2013). Deployable Multiband Passive/Active Radar for Air Defense (DMPAR). Aerospace and Electronic Systems Magazine, IEEE. 28. 37—45. 10.1109/MAES. 2013.6617097.
3 ELM-2084 MS-MMR Multi-Sensor Multi Mission Radar System. URL: https:// www.iai.co.il/p/elm-2084-ms-mmr (дата обращения: 15.04.2022).
4 Петроченков Д.М., Лешко Н.А., Тимошенко А.В. Анализ состояния и перспектив развития активно-пассивных радиолокационных систем зарубежных и отечественных военно-промышленных компаний // Вестник воздушно-космической обороны. 2020. № 4. С. 6—17.
5 Там же.
