Бүгінгі таңда авиацияны радарсыз елестету мүмкін емес. Әуе радиолокациялық станциясы (BRLS)-қазіргі заманғы ұшақтың радиоэлектронды қондырғыларының маңызды элементтерінің бірі. Сарапшылардың пікірінше, жақын арада радиолокациялық станциялар нысандарды табудың, қадағалаудың және оларға қару -жарақты көрсетудің негізгі құралы болып қала береді.
Біз борттағы радарлардың жұмысы туралы ең көп таралған сұрақтарға жауап беруге тырысамыз және алғашқы радарлардың қалай жасалғанын және перспективалы радиолокациялық станцияларды қалай таң қалдыруға болатынын айтамыз.
1. Бортта алғашқы радарлар қашан пайда болды?
Ұшақтарда радар қолдану идеясы жердегі алғашқы радарлар пайда болғаннан бірнеше жылдан кейін пайда болды. Біздің елде «Редут» жердегі станциясы бірінші радиолокациялық станцияның прототипі болды.
Негізгі проблемалардың бірі - жабдықты ұшаққа орналастыру болды - 500 кг -ға жуық қуат көздері мен кабельдері бар станцияның жиынтығы. Мұндай жабдықты сол кездегі бір орындық истребительге орнату шындыққа жанаспады, сондықтан станцияны екі орындық Пе-2-ге орналастыру туралы шешім қабылданды.
1942 жылы «Гнейс-2» деп аталатын алғашқы отандық әуе-радиолокациялық станциясы пайдалануға берілді. Екі жыл ішінде 230-дан астам Гнейс-2 станциясы шығарылды. Ал 1945 жылы жеңіске жеткен Фазотрон-НИИР, қазір KRET құрамына кіреді, Гнейс-5с ұшақ радарының сериялық өндірісін бастады. Нысананы анықтау қашықтығы 7 шақырымға жетті.
Шетелде алғашқы «AI Mark I» ұшақ радары - британдық - сәл бұрын, 1939 жылы пайдалануға берілді. Ауыр салмағына байланысты ол Bristol Beaufighter ауыр жойғыш-ұстағыштарына орнатылды. 1940 жылы жаңа модель AI Mark IV қызметке енді. Ол 5,5 шақырымға дейінгі қашықтықта нысанды анықтауды қамтамасыз етті.
2. Әуе радиолокациялық станциясы неден тұрады?
Құрылымдық жағынан радар ұшақтың мұрнында орналасқан бірнеше алынбалы қондырғылардан тұрады: таратқыш, антенна жүйесі, қабылдағыш, деректер өңдеуші, бағдарламаланатын сигналдық процессор, консольдер мен басқару элементтері мен дисплейлер.
Бүгінде барлық дерлік әуе радарларында антенналық жүйе бар, ол жалпақ антенналық массивтен, Cassegrain антеннасынан, пассивті немесе белсенді фазалы антенналық массивтен тұрады.
Қазіргі заманғы әуе радарлары әр түрлі жиіліктерде жұмыс істейді және жүздеген шақырым қашықтықта бір шаршы метр EPR (тиімді шашырау аймағы) бар әуе нысандарын анықтауға мүмкіндік береді, сонымен қатар өтпедегі ондаған нысандарды бақылауды қамтамасыз етеді.
Нысананы анықтаудан басқа, бүгінде радиолокациялық станциялар радиобайланысты, ұшуды тағайындауды және басқарылатын әуедегі қаруды қолдану үшін мақсатты белгілеуді қамтамасыз етеді, бір метрге дейінгі рұқсатымен жер бетін картаға түсіреді, сонымен қатар көмекші міндеттерді шешеді: рельеф, өзінің жылдамдығын, биіктігін, бұрылу бұрышын және басқаларды өлшейді.
3. Әуе радиолокаторы қалай жұмыс істейді?
Қазіргі заманғы жауынгерлер импульсті доплер радарларын қолданады. Атаудың өзі осындай радиолокациялық станцияның жұмыс принципін сипаттайды.
Радиолокациялық станция үздіксіз жұмыс істемейді, бірақ периодты соққылармен - импульстар. Қазіргі локаторларда импульстің берілуі секундтың бірнеше миллионнан бір бөлігіне ғана созылады, ал импульстар арасындағы үзіліс секундтың бірнеше жүзден бір немесе мыңнан бір бөлігін құрайды.
Радио толқындар олардың таралу жолында қандай да бір кедергілерді кездестіре отырып, барлық бағытта таралады және одан радиолокациялық станцияға шағылысады. Бұл кезде радар таратқышы автоматты түрде сөнеді, ал радио қабылдағыш жұмыс істей бастайды.
Импульсті радарлардың негізгі проблемаларының бірі - қозғалмайтын объектілерден шағылатын сигналдан арылу. Мысалы, әуедегі радиолокациялық радиолокациялар үшін мәселе - жер бетінен шағылысу ұшақтың астындағы барлық объектілерді жасырады. Бұл кедергі Доплер эффектісінің көмегімен жойылады, оған сәйкес жақындап келе жатқан объектіден шағылатын толқын жиілігі артады, ал шығатын объектіден ол азаяды.
4. X, K, Ka және Ku диапазондары радар сипаттамасында нені білдіреді?
Бүгінгі таңда әуе радарлары жұмыс істейтін толқын ұзындығының диапазоны өте кең. Радар сипаттамасында станция диапазоны латын әріптерімен көрсетіледі, мысалы, X, K, Ka немесе Ku.
Мысалы, Су-35 жойғышына орнатылған пассивті антенналық массиві бар Irbis радарлары X-диапазонында жұмыс істейді. Сонымен бірге Irbis әуе нысандарын анықтау қашықтығы 400 км -ге жетеді.
X-диапазоны радиолокациялық қосымшаларда кеңінен қолданылады. Ол электромагниттік спектрдің 8 -ден 12 ГГц -ке дейін созылады, яғни толқын ұзындығы 3,75 -тен 2,5 см -ге дейін. Неге ол осылай аталады? Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде топ жіктелді, сондықтан X-band атауын алды деген нұсқа бар.
Атауында латынша К әрпі бар диапазондардың барлық атаулары жұмбақ емес - немістің kurz («қысқа») сөзінен шыққан. Бұл диапазон толқын ұзындығына 1,67-ден 1,13 см-ге дейін сәйкес келеді. Ағылшын сөздерінің үстінде және астында комбинациясында Ka және Ku диапазондары сәйкесінше К-диапазонының «үстінде» және «астында» орналасқан.
Ka-диапазонды радарлар қысқа қашықтықта және өте жоғары ажыратымдылықта өлшеуге қабілетті. Мұндай радарлар әуежайларда әуе қозғалысын басқару үшін жиі пайдаланылады, онда ұшаққа дейінгі қашықтық өте қысқа импульстар көмегімен анықталады - ұзындығы бірнеше наносекунд.
Ka-band көбінесе тікұшақ радарларында қолданылады. Өздеріңіз білетіндей, тікұшаққа орналастыру үшін әуедегі радиолокациялық антенна аз болуы керек. Бұл фактіні, сондай -ақ рұқсат етілген рұқсаттың қажеттілігін ескере отырып, толқын ұзындығының миллиметрлік диапазоны қолданылады. Мысалы, Ka-52 Alligator жауынгерлік тікұшағы сегіз миллиметрлік Ka-диапазонында жұмыс істейтін Arbalet радар жүйесімен жабдықталған. KRET жасаған бұл радар Аллигаторға үлкен мүмкіндіктер береді.
Осылайша, әр диапазонның өзіндік артықшылықтары бар және орналастыру шарттары мен тапсырмаларына байланысты радар әр түрлі жиілік диапазонында жұмыс істейді. Мысалы, алға қарай қарау секторында жоғары ажыратымдылыққа ие болу Ka-диапазонын жүзеге асырады, ал радардың диапазонының ұлғаюы X-диапазонына мүмкіндік береді.
5. PAR дегеніміз не?
Әлбетте, сигналдарды қабылдау және жіберу үшін кез келген радарға антенна қажет. Оны ұшаққа сыйдыру үшін арнайы жазық антенналық жүйелер ойлап табылды, ал қабылдағыш пен таратқыш антеннаның артында орналасқан. Радар көмегімен әртүрлі нысандарды көру үшін антеннаны жылжыту қажет. Радар антеннасы өте үлкен болғандықтан, ол баяу қозғалады. Сонымен қатар, бірнеше нысанаға бір мезгілде шабуыл жасау қиынға соғады, себебі кәдімгі антеннасы бар радар «көру алаңында» бір ғана нысанды сақтайды.
Қазіргі электроника әуедегі радиолокациялық қондырғыда мұндай механикалық сканерлеуден бас тартуға мүмкіндік берді. Ол келесідей орналасады: жазық (тікбұрышты немесе дөңгелек) антенна ұяшықтарға бөлінеді. Әрбір осындай ұяшықта арнайы құрылғы бар - фазаға ауыстырғыш, ол жасушаға берілген бұрышпен енетін электромагниттік толқынның фазасын өзгерте алады. Ұяшықтардан өңделген сигналдар қабылдағышқа жіберіледі. Фазалық антеннаның (PAA) жұмысын осылай сипаттауға болады.
Дәлірек айтсақ, антеннаның ұқсас массиві көптеген фазалық ауыстырғыш элементтері бар, бірақ бір қабылдағыш пен бір таратқыштан тұрады, пассивті ШЫҒЫЛ деп аталады. Айтпақшы, пассивті фазалы радармен жабдықталған әлемдегі бірінші жауынгер-біздің ресейлік МиГ-31. Ол аспаптар жасау ғылыми -зерттеу институты жасаған «Заслон» радиолокациялық станциясымен жабдықталған. Тихомиров.
6. AFAR не үшін қажет?
Белсенді фазалы антенна (AFAR) - пассивті дамудың келесі кезеңі. Мұндай антеннада массивтің әрбір ұяшығының өзіндік трансивері болады. Олардың саны мыңнан асуы мүмкін. Яғни, егер дәстүрлі локатор бөлек антенна, қабылдағыш, таратқыш болса, онда AFAR -де таратқышы мен антеннасы бар қабылдағыш модульдерге «шашыраңқы» орналасады, олардың әрқайсысында антенна ойығы, фазалық ауыстырғыш, таратқыш және қабылдағыш
Бұрын, мысалы, таратқыш істен шықса, ұшақ «соқыр» болады. Егер AFAR -да бір немесе екі жасуша, тіпті оншақты жасушалар зақымдалса, қалғандары жұмысын жалғастырады. Бұл AFAR негізгі артықшылығы. Мыңдаған қабылдағыштар мен таратқыштардың арқасында антеннаның сенімділігі мен сезімталдығы артады, сонымен қатар бірден бірнеше жиілікте жұмыс істеуге болады.
Бірақ ең бастысы - AFAR құрылымы радарға бірнеше мәселелерді қатар шешуге мүмкіндік береді. Мысалы, ондаған нысанаға қызмет ету үшін ғана емес, сонымен қатар кеңістікті зерттеумен қатар, кедергіден қорғану, қарсыластың радарларына кедергі жасау және беттің картасын алу, жоғары ажыратымдылықтағы карталарды алу өте тиімді.
Айтпақшы, Ресейде AFAR бар әуедегі радиолокациялық станса бірінші болып KRET кәсіпорнында, Fazotron-NIIR корпорациясында құрылды.
7. PAK FA бесінші буынында қандай радиолокациялық станция болады?
KRET перспективалы әзірлемелерінің қатарында ұшақтың фюзеляжына сыйып кететін конформальды AFAR, сондай-ақ «ақылды» әуе корпусының терісі бар. PAK FA-ны қоса алғанда, келесі ұрпақ жауынгерлерінде ол ұшқыштың айналасында болып жатқан оқиғалар туралы толық ақпарат беретін бір трансиверлік локаторға айналады.
PAK FA радиолокациялық жүйесі мұрын бөліміндегі перспективалы X-диапазонды AFAR-дан, екі жаққа қарайтын радардан және қақпақ бойындағы L-жолақты AFAR-дан тұрады.
Бүгінде KRET PAK FA үшін радиофотонды радарды әзірлеу бойынша жұмыс жүргізуде. Концерн 2018 жылға қарай болашақтың радиолокациялық станциясының толық үлгісін құруға ниетті.
Фотоникалық технологиялар радардың мүмкіндіктерін кеңейтуге мүмкіндік береді - массаны екі есе көбейтуге және ажыратымдылықты он есе арттыруға. Радио-оптикалық фазалы антенналық массивтері бар мұндай радарлар 500 шақырымнан астам қашықтықта орналасқан ұшақтардың «рентгендік бейнесін» жасауға және оларға егжей-тегжейлі, үш өлшемді бейнені беруге қабілетті. Бұл технология объектінің ішіне қарауға, оның қандай жабдықты алып жүретінін, онда қанша адам бар екенін білуге, тіпті олардың бетін көруге мүмкіндік береді.
