Ma a repülés elképzelhetetlen radarok nélkül. A légi radarállomás (BRLS) a modern repülőgép rádióelektronikai berendezéseinek egyik legfontosabb eleme. Szakértők szerint a közeljövőben a radarállomások továbbra is a célpontok észlelésének, követésének és irányított fegyverek irányításának fő eszközei maradnak.
Megpróbálunk válaszolni a fedélzeten lévő radarok működésével kapcsolatos leggyakoribb kérdésekre, és elmondjuk, hogyan születtek az első radarok, és milyen ígéretes radarállomások tudnak meglepni.
1. Mikor jelentek meg az első radarok a fedélzeten?
A radarok repülőgépeken történő használatának ötlete néhány évvel az első földi radarok megjelenése után merült fel. Hazánkban a "Redut" földi állomás lett az első radarállomás prototípusa.
Az egyik fő probléma a berendezés repülőgépre helyezése volt - az állomás tápegységekkel és kábelekkel ellátott készlete körülbelül 500 kg -ot nyomott. Nem volt reális ilyen felszerelést felszerelni egy akkori együléses vadászgépre, ezért úgy döntöttek, hogy az állomást egy kétüléses Pe-2-re helyezik.
Az első hazai "Gneiss-2" nevű légi radarállomást 1942-ben állították üzembe. Két éven belül több mint 230 Gneiss-2 állomást gyártottak. És a győztes 1945-ben a Fazotron-NIIR, amely ma a KRET része, megkezdte a Gneiss-5-ös repülőgépradar sorozatgyártását. A cél észlelési hatótávja elérte a 7 km -t.
Külföldön az első "AI Mark I" repülőgépradart - brit - valamivel korábban, 1939 -ben állították szolgálatba. Nagy súlya miatt a Bristol Beaufighter nehéz vadászrepülőgépekre szerelték fel. 1940 -ben egy új modell, az AI Mark IV lépett szolgálatba. Célérzékelést biztosított akár 5,5 km távolságban.
2. Miből áll egy légi radarállomás?
Szerkezetileg a radar több kivehető egységből áll, amelyek a repülőgép orrában találhatók: adó, antennarendszer, vevő, adatfeldolgozó, programozható jelfeldolgozó, konzolok, kezelőszervek és kijelzők.
Manapság szinte minden légi radar rendelkezik antennarendszerrel, amely lapos réselt antenna tömbből, Cassegrain antenna, passzív vagy aktív fázisú antenna tömbből áll.
A modern légi radarok különböző frekvenciákon működnek, és lehetővé teszik egy négyzetméteres EPR (effektív szórási terület) légcélok észlelését több száz kilométeres távolságban, és több tucat célpont nyomon követését is biztosítják az átjáróban.
A radarállomások a célérzékelésen kívül ma rádió korrekciót, repülési hozzárendelést és célmegjelölést biztosítanak az irányított légi fegyverek használatához, elvégzik a földfelszín feltérképezését legfeljebb egy méteres felbontással, és megoldanak kiegészítő feladatokat is: terepen, saját sebességének, magasságának, sodródási szögének és másoknak mérésével …
3. Hogyan működik a levegőben lévő radar?
Ma a modern vadászgépek impulzus Doppler radart használnak. Maga a név leírja egy ilyen radarállomás működési elvét.
A radarállomás nem folyamatosan működik, hanem periodikus rángatásokkal - impulzusokkal. A mai lokátorokban az impulzus átvitele csak néhány másodpercmilliomodpercig tart, és az impulzusok közötti szünetek néhány század vagy ezredmásodperc.
A rádióhullámok, ha bármilyen akadályt találtak terjedési útjukon, minden irányba szétszóródnak, és visszaverődnek a radarállomásra. Ezzel egyidejűleg a radar adó automatikusan kikapcsol, és a rádióvevő elkezd működni.
Az impulzusradarok egyik fő problémája az álló tárgyakról visszaverődő jel megszabadulása. Például a légi radarok esetében az a probléma, hogy a földfelszínről érkező visszaverődések eltakarják a repülőgép alatt lévő összes tárgyat. Ezt az interferenciát kiküszöböli a Doppler -effektus, amely szerint a közeledő objektumról visszaverődő hullám frekvenciája nő, a kimenő objektumtól pedig csökken.
4. Mit jelentenek az X, K, Ka és Ku sávok a radar jellemzőiben?
Manapság rendkívül széles a hullámhossztartomány, amelyben a légi radarok működnek. A radar jellemzőiben az állomástartomány latin betűkkel van feltüntetve, például X, K, Ka vagy Ku.
Például az Irbis radar egy Su-35 vadászgépre telepített passzív fázisú antennarendszerrel működik az X-sávban. Ugyanakkor az Irbis légi célpontok észlelési hatótávolsága eléri a 400 km -t.
Az X-sávot széles körben használják radar alkalmazásokban. 8-12 GHz -re terjed ki az elektromágneses spektrumból, azaz 3,75-2,5 cm hullámhosszúságú. Miért nevezik így? Van egy verzió, miszerint a második világháború alatt az együttest besorolták, és ezért kapta az X-band nevet.
Az összes tartománynév, amelynek nevében latin K betű van, kevésbé titokzatos eredetű - a német kurz ("rövid") szóból. Ez a tartomány az 1,67 és 1,13 cm közötti hullámhossznak felel meg. A fenti és alatti angol szavakkal kombinálva a Ka és a Ku sáv a K-sáv "fölött" és "alatta" található.
A Ka-sáv radarok képesek rövid hatótávolságú és ultra nagy felbontású mérésekre. Az ilyen radarokat gyakran használják a légiforgalmi irányításhoz a repülőtereken, ahol a repülőgéptől való távolságot nagyon rövid - több nanosekundum hosszú - impulzusok segítségével határozzák meg.
A Ka-sávot gyakran használják helikopteres radarokban. Mint tudják, a helikopteren való elhelyezéshez a levegőben lévő radarantennának kicsinek kell lennie. Figyelembe véve ezt a tényt, valamint az elfogadható felbontás szükségességét, a milliméteres hullámhossztartományt kell használni. Például egy Ka-52 Alligator harci helikopter Arbalet radarrendszerrel van felszerelve, amely a nyolc milliméteres Ka-sávban működik. Ez a KRET által kifejlesztett radar óriási lehetőségeket kínál az Alligátornak.
Így minden tartománynak megvannak a maga előnyei, és az elhelyezés körülményeitől és feladataitól függően a radar különböző frekvenciatartományokban működik. Például a nagy felbontás elérése az előre néző szektorban megvalósítja a Ka-sávot, és a fedélzeti radar hatótávolságának növelése lehetővé teszi az X-sávot.
5. Mi a PAR?
Nyilvánvaló, hogy a jelek fogadásához és továbbításához minden radarnak szüksége van antennára. A repülőgépbe való illesztéshez speciális lapos antennarendszereket találtak ki, a vevőt és az adót pedig az antenna mögött helyezték el. Ha különböző célokat szeretne látni a radarral, az antennát el kell mozgatni. Mivel a radar antenna meglehetősen masszív, lassan mozog. Ugyanakkor több célpont egyidejű támadása problémássá válik, mert a hagyományos antennával ellátott radar csak egy célpontot tart a "látómezőben".
A modern elektronika lehetővé tette az ilyen mechanikus szkennelés elhagyását a levegőben lévő radarban. Az elrendezés a következő: egy lapos (téglalap vagy kör alakú) antenna cellákra van osztva. Minden ilyen cella tartalmaz egy speciális eszközt - egy fázisváltót, amely egy adott szöggel megváltoztathatja a cellába belépő elektromágneses hullám fázisát. A cellákból feldolgozott jeleket a vevő fogadja. Így írhatja le a fázisos tömbantenna (PAA) működését.
Pontosabban: egy hasonló antenna tömböt, sok fázisváltó elemmel, de egy vevővel és egy adóval, passzív FÉNYVILÁGÍTÁSnak neveznek. Egyébként a világ első passzív fázisú tömbradarral felszerelt vadászgépe az orosz MiG-31. A készüléket a Zaslon radarállomással szerelték fel, amelyet a Műszeripari Kutatóintézet fejlesztett ki. Tihomirov.
6. Mire való az AFAR?
Az aktív fázisú tömb antenna (AFAR) a passzív fejlesztés következő szakasza. Egy ilyen antennában a tömb minden cellája saját adó -vevőt tartalmaz. Számuk meghaladhatja az ezret. Vagyis, ha a hagyományos lokátor külön antenna, vevő, adó, akkor az AFAR -ban az adóvevővel ellátott vevőegység és az antenna "modulokba" vannak szétszórva, amelyek mindegyike tartalmaz egy antenna rést, egy fázisváltót, egy jeladót és egy egy vevő.
Korábban, ha például egy adó nem működött, a repülőgép „vak” lesz. Ha az AFAR -ban egy vagy két, akár tucat sejt is érintett, a többi tovább működik. Ez az AFAR legfontosabb előnye. A vevők és adók ezreinek köszönhetően megnő az antenna megbízhatósága és érzékenysége, és lehetővé válik a több frekvencián történő működés is.
De a lényeg az, hogy az AFAR felépítése lehetővé teszi a radarnak, hogy párhuzamosan több problémát is megoldjon. Például nemcsak tucatnyi célpont kiszolgálására, hanem a tér felmérésével párhuzamosan nagyon hatékonyan védekeznek az interferencia ellen, zavarják az ellenséges radarokat és feltérképezik a felszínt, nagy felbontású térképeket szerezve.
Mellesleg, az első oroszországi AFAR-val ellátott légi radarállomást a KRET vállalatnál, a Fazotron-NIIR vállalatnál hozták létre.
7. Milyen radarállomás lesz az ötödik generációs PAK FA vadászgépen?
A KRET ígéretes fejlesztései közé tartozik a repülőgép törzsébe illeszkedő konform AFAR, valamint az úgynevezett "intelligens" repülőgépbőr. A következő generációs vadászgépekben, köztük a PAK FA-ban, úgy tűnik, egyetlen adó-vevő lokátor lesz, amely teljes információt nyújt a pilótának a repülőgép körül zajló eseményekről.
A PAK FA radarrendszer ígéretes X-sávos AFAR-ból áll az orrrekeszben, két oldalra néző radarból és egy L-sávos AFAR-ból.
Ma a KRET a PAK FA rádiófoton radarának fejlesztésén is dolgozik. A konszern 2018-ra tervezi a jövő radarállomásának teljes méretű modelljének megalkotását.
A fotonikai technológiák lehetővé teszik a radar képességeinek kibővítését - a tömeg több mint felére történő csökkentését és a felbontás tízszeresét. Az ilyen rádió-optikai fázisú antennarendszerekkel rendelkező radarok képesek egyfajta "röntgenfelvételt" készíteni a több mint 500 kilométeres távolságban elhelyezkedő repülőgépekről, és részletes, háromdimenziós képet adnak nekik. Ez a technológia lehetővé teszi, hogy belenézzen egy tárgyba, megtudja, milyen felszerelést hordoz, hány ember van benne, és még az arcukat is láthatja.
