Верба В.С. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Состояние и тенденции развития. 2008

Подождите немного. Документ загружается.

В.С. Верба

АВИАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ

РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА

И НАВЕДЕНИЯ

Состояние и тенденции развития

УДК 621.396.96

В31

ББК 32.95

Научная серия

«Системы мониторинга воздушного, космического пространства и земной поверхности»

Редакционная коллегия:

главный редактор - докт. техн. наук, проф. B.C. Верба

зам. гл. редактора - канд. техн. наук, проф. В.И. Меркулов

члены редколлегии: чл.-корр. РАН |Л.Д. Бахрах|; ст. научн. сотр., докт. техн. наук

В.А. Гандурин; докт. техн. наук, проф. А.П. Курочкин; академик РАН А.Л. Микаэлян;

докт. техн. наук, проф. Л. Б. Неронский; ст. научн. сотр., канд. техн. наук В.А. Плющев;

чл.-корр. РАН А.П. Реутов; докт. воен. наук, проф. А.Т. Силкин; докт. техн. наук

В.Н. Шахгеданов; чл.-корр. РАН В.Б. Штейншлейгер

Рецензенты:

академик РАН И.Б. Фёдоров;

засл. деятель науки РФ, докт. техн. наук, проф. СВ. Игольников;

засл. деятель науки и техники РФ, лауреат Государственной премии СССР,

докт. техн. наук, проф. Г.С. Кондратенков

Верба В. С.

В31 Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Состоя-

ние и тенденции развития. - М.: Радиотехника, 2008. - 432 с: ил. (Серия

«Системы мониторинга воздушного, космического пространства и земной поверх-

ности», редактор серии B.C. Верба).

ISBN 978-5-88070-204-6

Данная монография - вторая книга из серии «Системы мониторинга воздушного,

космического пространства и земной поверхности» - посвящена анализу современного

состояния и тенденций развития отечественных и зарубежных авиационных комплек-

сов радиолокационного дозора и наведения; содержит результаты многолетних теоре-

тических и экспериментальных исследований автора, ведущих отечественных ученых и

инженеров, отражающих различные аспекты построения и разработки бортовых ра-

диолокационных систем этого назначения.

Предназначена для специалистов в области радиолокации, управления, создания

сложных технических систем, а также аспирантов и студентов старших курсов

высших учебных заведений авиационного и радиотехнического профиля.

ISBN 978-5-88070-204-6

УДК 621.396.96

ББК 32.95

САЙНС-ПРЕСС, оригинал-макет, оформление, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

Вступительное слово академика РАН Е.А. Федосова 8

От автора 9

Предисловие 11

Введение 13

ЧАСТЬ 1

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ БОЕВОГО

ПРИМЕНЕНИЯ АВИАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ

РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА И НАВЕДЕНИЯ 22

ГЛАВА 1. Оперативно-стратегическое назначение и опыт боевого

применения авиационных комплексов радиолокационного

дозора и наведения 22

1.1. Предназначение и задачи, решаемые авиационными

комплексами радиолокационного дозора и наведения

в кризисных ситуациях на стратегических направлениях 22

1.2. Задачи, решаемые авиационными комплексами

радиолокационного дозора и наведения при отражении

воздушного нападения 29

1.3. Опыт боевого применения авиационных комплексов

радиолокационного дозора и наведения (АВАКС)

в Югославии и Ираке 31

1.3.1. «Буря в пустыне» 17. 01.-23.02.1991 г., Персидский залив 32

1.3.2. «Лиса в пустыне» 17.12.-20.12. 1998 г., Персидский залив 34

1.3.3. «Решительная сила» 24.03.-10.06. 1999 г., Балканы 34

1.3.4. «Операция «Свобода Ираку» 20.03.-15.04 2003 г., Ирак 35

1.4. Использование авиационных комплексов радиолокационного

дозора и наведения при решении антитеррористических

и других задач 37

1.5. Структура и особенности взаимодействия авиационных

комплексов радиолокационного дозора и наведения

с потребителями информации 39

1.6. Показатели эффективности применения авиационных

комплексов радиолокационного дозора и наведения 44

1.7. Состав авиационных комплексов радиолокационного дозора

и наведения и режимы их функционирования 51

Литература 57

ГЛАВА 2. Принципы построения бортовой радиолокационной системы

авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения 58

2.1. Функциональные задачи и структурная схема бортовой

радиолокационной системы 58

2.2. Энергетический потенциал бортовой радиолокационной

системы 64

2.3. Радиолокационные характеристики целей 66

2.3.1. Радиолокационные характеристики воздушных целей 66

2.3.2. Радиолокационные характеристики морских целей 72

2.3.3. Радиолокационные характеристики наземных целей 74

2.3.4. Радиолокационные характеристики земной и водной

поверхностей 75

2.4. Характеристики среды распространения электромагнитных

волн 79

2.5. Передающее устройство 83

2.6. Антенная система 86

2.7. Приемное устройство 90

2.8. Алгоритмы обработки сигналов 94

2.8.1. Обнаружение низколетящих целей 94

2.8.2. Оценка характеристик обнаружения низколетящих воздушных

целей БРЛС с квазинепрерывным излучением 104

2.8.3. Обнаружение загоризонтных воздушных целей 112

2.8.4. Обнаружение надводных целей 114

2.8.5. Особенности алгоритмов обнаружения воздушных целей БРЛС,

работающей в Р-диапазоне 115

2.8.6. Зоны обзора и режимы работы БРЛС 116

Литература 118

ГЛАВА 3. Системы и алгоритмы обработки радиолокационной

информации 119

3.1. Алгоритмы первичных измерений координат целей 119

3.1.1. Характеристики данных сигнального процессора 119

3.1.2. Принципы алгоритмов формирования первичных

радиолокационных измерений 123

3.2 Алгоритмы сопровождения целей в бортовой радиолокационной

системе авиационного комплекса радиолокационного

дозора и наведения 135

3.2.1. Общие положения 135

3.2.2. Алгоритмы АСЦРО с идентификацией измерений

в стробах отождествления и а-, β-фильтрацией 137

3.2.3. Сопровождение целей и фильтрация траекторий 143

3.3. Алгоритмы автоматического сопровождения целей в режиме

обзора с адаптивной коррекцией прогноза и бесстробовой

идентификацией радиолокационных измерений 146

Литература 160

ГЛАВА 4. Помехозащищенность бортовой радиолокационной

системы 162

4.1. Показатели помехозащищенности бортовой радиолокационной

системы. Принципы достижения требуемого уровня

помехозащищенности 163

4.2. Предложения по технической реализации заданного уровня

помехозащищенности бортовой радиолокационной

системы 176

4.3. Помехоустойчивые алгоритмы вторичной обработки

информации в БРЛС при автоматическом сопровождении

целей в режиме обзора 182

4.4. Методы и алгоритмы функционирования подсистемы

сопровождения целей-постановщиков активных помех

по пеленговой информации бортовой радиолокационной

системы 205

4.4.1. Кинематический

метод оценки координат целей-ПАП 205

4.4.2. Метод и реализующий его алгоритм самотриангуляции в БРЛС

для сопровождения целей-ПАП 210

4.5. Метод защиты от ответных импульсных помех, основанный

на совместном применении разностно-

и суммарно-дальномерного способов определения

координат 218

Литература 224

ГЛАВА 5. Особенности построения и функционирования системы

наведения истребителей на воздушные цели 225

5.1. Особенности построения и режимы работы системы наведения

истребителей на воздушные цели 225

5.2. Методы наведения самолетов на воздушные цели 228

5.2.1. Особенности дальнего наведения истребителей 229

5.2.2. Методы наведения в горизонтальной плоскости 232

5.2.3. Методы наведения по высоте 236

5.3. Координированное наведение групп летательных

аппаратов 240

5.4. Полуавтономные действия наводимых летательных

аппаратов 244

5.5. Принципы построения и особенности функционирования

командных радиолиний 247

5.5.1. Общие сведения о командных радиолиниях управления 247

5.5.2. Шифраторы и дешифраторы командной радиолинии

с кодово-импульсной модуляцией 251

Литература 256

ЧАСТЬ 2

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА

И НАВЕДЕНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ 257

ГЛАВА 6. Направления формирования технического облика

авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения

нового поколения 257

6.1. Стратегические, оперативные и тактические факторы,

влияющие на облик авиационного комплекса радиолокационного

дозора и наведения 257

6.2. Экономические факторы, влияющие на облик авиационных

комплексов радиолокационного дозора и наведения 269

6.2.1. Многофункциональность

АК РЛДН 271

6.2.2. Экономичные боевые режимы работы АК РЛДН 273

6.2.3. Снижение потерь самолетов 276

6.3. Технологические факторы, влияющие на облик авиационных

комплексов радиолокационного дозора и наведения 277

6.4. Живучесть авиационных комплексов радиолокационного

дозора и наведения 281

6.5. Режимы работы авиационных комплексов радиолокационного

дозора и наведения нового поколения 290

Литература 297

ГЛАВА 7. Тенденции развития интегрированных авиационных

информационно-управляющих комплексов 301

7.1. Направления модернизации и развития информационно-

управляющих комплексов 301

7.2. Тактико-технические характеристики бортовых

радиолокационных систем перспективных комплексов 310

7.3. Бортовая радиолокационная система с цифровой активной

фазированной антенной решеткой перспективного комплекса 317

7.4. Перспективные комплексы, оснащенные бортовыми

радиолокационными системами с активными антенными

решетками 325

7.4.1. Комплекс типа АВАКС с БРЛС MESA 325

7.4.2. Система дальнего радиолокационного обнаружения

и управления «Фалкон» на самолете Боинг-707 328

7.4.3. Система дальнего радиолокационного обнаружения

и управления «Фалкон» на самолете Ил-76ТД 331

7.4.4. Самолет дальнего радиолокационного обнаружения

и управления SAAB 100B «АРГУС» системы FSR-890 336

7.4.5. Палубный самолет дальнего радиолокационного обнаружения

и управления «Хокай-2000» с БРЛС типа АФАР 341

7.4.6. Самолет базовой патрульной авиации Р-8А «Посейдон» 344

7.4.7. Информационно-разведывательные комплексы на аэростатах

и дирижаблях 345

Литература 348

ГЛАВА 8. Тенденции развития систем командного управления

авиационных комплексов ридиолокационного дозора

и наведения 349

8.1. Основные направления совершенствования методов

наведения 249

8.2. Способы повышения скрытности методов наведения 353

8.3. Методы наведения на наземные объекты 359

8.3.1. Оптимизация метода командного наведения

летательных аппаратов на наземные цели 360

8.3.2. Оптимизация алгоритмов наведения на малоразмерные

наземные цели при использовании активного синтезирования

апертуры антенны 364

8.4. Управление летательными аппаратами в многопозиционных

системах наведения 371

8.5. Особенности управления летательными аппаратами

при решении различных задач 380

8.6. Перспективы развития командных радиолиний управления 385

8.6.1. Командные радиолинии управления со сложными сигналами 385

8.6.2. Особенности построения бортовой аппаратуры приема команд

наведения и активного ответа 391

8.7. Авиационный комплекс радиолокационного дозора

и наведения как элемент глобальной сетецентрической

информационно-управляющей системы 393

8.8. Управление информационными возможностями

авиационного комплекса радиолокационного дозора

и наведения 402

Литература 419

Заключение 422

Перечень сокращений 424

В научной серии «Системы мониторинга воздушного, космического про-

странства и земной поверхности» вышла монография, в которой впервые

рассматривается широкий круг теоретических и прикладных вопросов по-

строения и функционирования авиационных комплексов радиолокационно-

го дозора и наведения (АК РЛДН), одного из самых сложных видов инфор-

мационно-управляющих систем воздушного базирования.

Отличительной особенностью монографии является изложение ма-

териала в двух частях. В первой части отражено современное состояние

АК РЛДН, во второй — перспективы на ближайшее и более отдаленное бу-

дущее, включая их интеграцию в глобальную сете центрическую информа-

ционно-управляющую систему. Несомненным достоинством книги явля-

ется обоснование тенденций развития АК РЛДН с учетом не только воен-

ных, но и экономических и технологических аспектов, позволяющих

провести всесторонне взвешенный комплексный анализ принимаемых но-

вых конструкторских решений.

Перед автором стояла сложная задача объединить в одной книге раз-

нородные сведения и подходы к построению бортовых радиолокационных

систем и использующих их информацию систем наведения на различные

типы воздушных и наземных объектов. На мой взгляд, он нашел удачное

решение этой проблемы.

Автор книги - известный ученый, крупный специалист в области ра-

диолокации и радиоуправления, являясь Генеральным конструктором Рос-

сийской Федерации по системам и комплексам разведки, дозора и управле-

ния авиационного базирования, возглавляет крупнейший в стране научно-

исследовательский центр, занимающийся разработкой сложных информа-

ционно-управляющих систем воздушного и космического базирования.

Книга, содержащая большой объем фактического материала, в том

числе и справочного, а также новые подходы к проектированию сложных

информационно-управляющих систем, будет полезна широкому кругу чи-

тателей: от инженеров-проектировщиков и эксплуатационников до руко-

водителей крупных научных подразделений. Несомненно, она будет полезна

преподавателям, аспирантам и студентам вузов авиационного и радио-

технического профиля.

Академик РАН Е. А. Федосов

Ученым, конструкторам,

инженерам, испытателям,

военным специалистам —

создателям отечественных АК РЛДН

посвящается...

Дорогие читатели!

Вашему вниманию предлагается книга, в которой изложена позиция головного

предприятия ОАО «Концерн радиостроения «Вега», совета главных конструк-

торов и автора на проблемы разработки авиационных комплексов радиолокаци-

онного дозора и наведения (АК РЛДН), являющихся наиболее сложными инфор-

мационно-управляющими системами воздушного базирования. В монографии

дан концептуальный анализ состояния и перспектив развития АК РЛДН.

Летом 2008 г., когда работа над книгой уже была близка к завершению, к

глубокому сожалению, из жизни ушел великий ученый и человек, работавший

на нашем предприятии 63 года, длительное время возглавлявший антенный

отдел, ученик А.А. Пистолькорса — Лев Давидович Бахрах. Результаты фун-

даментальных исследований А.А. Пистолькорса и его учеников Л Д. Бахраха,

АЛ. Микаэляна и др. легли в основу создания многих сложнейших технических

систем, в том числе радиолокаторов АК РЛДН. Лев Давидович Бахрах вместе

с членами научно-технического совета предприятия, коллегами по науке —

академиком РАН А.Л. Микаэляном, членом-корреспондентом РАН А.П. Реуто-

вым (в прошлом заместитель министра радиопромышленности СССР) был

одним из инициаторов написания этой книги, считая, что обязанностью лиде-

ров нашего предприятия является не только создание передовых образцов

техники, но и научно-педагогическая деятельность: научный анализ текущего

состояния разработок и тенденций их развития, подготовка новых поколений

ученых и специалистов, популяризация лучших отечественных достижений в

науке и технологиях.

Во многом благодаря настойчивости и поддержке этой тройки патриар-

хов российской науки и нашего предприятия, удалось довести идею написания

такой книги до ее логического завершения.

Создание в 70-х годах прошлого века АК РЛДН А-50 с комплексом

«Шмель» является одним из важнейших научно-технических достижений не

только коллектива нашего предприятия и предприятий кооперации, но и всего

отечественного авиа- и радиостроения. Огромный вклад в создание отечест-

венных АК РЛДН внесли: Бахрах Л.Д., Васильев А.В., Воронцов В.М., Ганду-

рин В.А., Иванов В.П., Иванов В.П. мл., Карпеев В.И, Мельников Л.Я., Мина-

ев С.Н., Петров Л.Н., Погрешаев В.Ф., Резепов О.В., Станишнев-Коновалов В.Ф.,

Трофимов А.А. и многие другие известные и (в силу известных причин) неиз-

вестные ученые, конструкторы, инженеры, испытатели, военные специали-

сты. Сегодня новое поколение разработчиков трудится над модернизацией и

созданием отечественных АК РЛДН, воплощающих в себе самые современные

достижения науки и техники.

Всем, кто создавал отечественные АК РЛДН и работает над этими про-

блемами в настоящее время, посвящается эта книга. В ней впервые изложены

основные принципы и проблемы создания таких систем и тенденций их раз-

вития в будущем.

Выражаю огромную благодарность и искреннюю признательность со-

трудникам предприятия, коллегам по совету главных конструкторов, рецен-

зентам, чьи замечания, советы и рекомендации, а также многочисленные кон-

структивные обсуждения, постоянная поддержка в процессе работы позво-

лили улучшить содержание книги и завершить этот многолетний труд.

С уважением, В. С. Верба