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

Подождите немного. Документ загружается.

целью КРУ сопрягается с системой активного запроса-ответа и, в частности,

может иметь общую с ней передающую антенну. Для работы с конкретным са-

молетом САЗО получает целеуказание от ЭВМ пункта наведения. При нахож-

дении самолета в луче диаграммы направленности передающей антенны САЗО

посылает сигнал запроса. В случае приема этого сигнала на борту самолета от-

ветчик последнего формирует ответный сигнал, который свидетельствует о

возможности приема команд данным самолетом. Наряду с ответными сигнала-

ми по обратному каналу САЗО с самолета может передаваться различная ин-

формация. Принципы построения бортовой аппаратуры, совмещающей функ-

ции приема команд наведения и активного ответа, будут рассмотрены ниже.

5.5.2. Шифраторы и дешифраторы командной радиолинии

с кодоимпульсной модуляцией

В шифраторе КРУ с кодоимпульсной модуляцией аналоговая передавае-

мая команда К

квантуется по уровню и каждому интервалу квантования обыч-

но ставится в соответствие двоичное число. Если передаваемая команда К

цифровая и определяется в двоичной системе счисления, то устройство кванто-

вания сигналов по уровню в шифраторе отсутствует.

Двоичное число отображается кодовой комбинацией, представляющей собой

набор элементарных сигналов и называемой кодовым словом. Каждый элементар-

ный сигнал, именуемый также символом, обозначает разряд двоичного числа. При

этом отличному от нуля и равному нулю разрядам соответствуют символы с раз-

ными качественными признаками. Полный набор кодовых слов образует двоич-

ный код, а число символов в кодовом слове определяет значность двоичного кода.

Простейшим является равномерный безызбыточный код. Он отличается тем,

что любое кодовое слово содержит одинаковое число символов (признак равно-

мерности), а для передачи всех интервалов квантования команды К

используется

весь набор кодовых слов, определяемый значностью двоичного кода (признак бе-

зызбыточности). Применяются также избыточные коды, среди которых наиболее

известны коды с обнаружением ошибок и коды с исправлением ошибок.

Обработка кодового слова в приемной установке КРУ может быть посим-

вольной или осуществляться в целом. Технически более простая и чаще всего реа-

лизуемая посимвольная обработка, качество которой при большом отношении

энергий сигнала и помехи практически такое же, как и при обработке в целом.

При посимвольной обработке возможны частотная, временная и струк-

турная селекции разрядов кодового слова с использованием соответствующих

поднесущих колебаний для отображения различных символов.

Если применяется частотная селекция, то как единичным, так и нулевым

значениям каждого разряда соответствуют импульсы синусоидальных колеба-

ний с различными частотами.

При временной селекции качественные признаки символов, характери-

зующие одну и ту же величину в каждом разряде двоичного кода, идентичны, а

качественные признаки символов, отображающих единицу и нуль разряда, раз-

личны. В простейшем случае наличие единиц в двоичном коде определяется

одинаковыми по параметрам видеоимпульсами, а нуль характеризуется отсут-

ствием поднесущего колебания. Возможно также использование в качестве

поднесущих колебаний импульсов синусоидальных колебаний с одинаковыми

частотами и амплитудами. Однако разность начальных фаз этих синусоидаль-

ных колебаний, соответствующих нулю и единице, составляет 180°. При пере-

даче команд при помощи сложных сигналов в качестве поднесущих колебаний

применяют М-последовательности. Для отображения единичных и нулевых

значений используют одну и ту же последовательность видеоимпульсов мак-

симальной длины, но отличающуюся полярностью импульсов.

Среди возможных видов структурной селекции достаточно эффективной

является кодовая селекция. Эта селекция требует применять символы в виде

временных кодов.

Наименее громоздки и имеют приемлемые тактико-технические показатели

КРУ, в которых реализуется временная селекция разрядов двоичного кода. При

этом КРУ строятся обычно так, что осуществляется циклическая, т. е. периодиче-

ская передача каждого кодового слова. В таких КРУ период Τ передачи команд,

называемый часто кадром или циклом, делится на η частей, каждая из которых

образует канальный интервал. Число η здесь определяется числом каналов КРУ.

В начале каждого кадра формируется синхронизирующий сигнал, име-

нуемый кадровым словом. В приемной установке КРУ этот сигнал синхронизи-

рует работу распределителя (синхронизатора), который реализует временную

селекцию каналов и символов кодового слова в каждом канале. Иногда кадро-

вое слово используется в качестве адреса самолета, которому предназначена

передаваемая информация, и в этом случае оно именуется шифром. Наряду с

кадровой может осуществляться пословная синхронизация. Она повышает ка-

чество синхронизации распределителя в дешифраторе КРУ. Пословная син-

хронизация достигается путем передачи специального сигнала синхронизации

перед каждым кодовым словом.

Совокупность кодового слова и сигнала пословной синхронизации образу-

ет командную посылку, которая передается в течение одного канального ин-

тервала. Иногда дополнительные синхронизирующие сигналы могут формиро-

ваться не перед каждым очередным кодовым словом, а перед группой из не-

скольких слов. В такой ситуации говорят о сигналах групповой синхронизации.

Сигналы кадровой, групповой и пословной синхронизации - это кодовые ком-

бинации поднесущих колебаний. Чтобы синхронизация была эффективной,

часто используются сложные синхронизирующие сигналы: временные коды,

коды Баркера и т. д.

При необходимости наводить несколько управляемых объектов п

оу

при

помощи одной передающей установки КРУ формируют п

оу

кадров, каждый из

которых имеет длительность Т. С увеличением п

оу

темп передачи команд на

каждый объект управления снижается. Для уменьшения времени, затрачивае-

мого на передачу всех команд одному объекту, целесообразно не последова-

тельное, а параллельное размещение каналов. Однако при этом требуется

большее число признаков (поднесущих колебаний) для символов, характери-

зующих разряды двоичных кодов. Так, для двухканальной КРУ с временной

селекцией и синусоидальными поднесущими колебаниями нужны четыре гене-

ратора с различными частотами Одна из этих частот, например,

i характеризует отличные от нуля разряды в первом и втором каналах, другая

fn2 - нулевой разряд в первом и отличный от нуля разряд во втором каналах, тре-

тья f

- отличный от нуля в первом и нулевой во втором каналах и четвертая

f„4 - нулевые разряды и в первом, и во втором каналах. При η > 2 более пригодным

может оказаться способ последовательно-параллельного размещения каналов.

Структурная схема шифратора при передаче цифровых команд на управ-

ляемые самолеты показана на рис. 5.9.

Рис. 5.9

Синхронизирующее устройство служит для синхронизации и управления

всеми процессами, протекающими в шифраторе. Оно определяет временную

структуру всего цикла команд, задавая временные интервалы для синхронизи-

рующих и командных посылок, отдельных команд и цикла в целом.

Штриховая линия, связывающая синхронизирующее устройство с генера-

тором поднесущих колебаний, указывает на возможность их образования пу-

тем преобразования синхронизирующих сигналов.

Необходимо подчеркнуть, что набор команд для каждого цикла формиру-

ется в ЦВМ, которая в состав шифратора не входит, и поэтому показана на

рис. 5.9 штриховой линией.

Для ввода в шифратор набора команд ЦВМ запрашивает устройство связи о

готовности шифратора к приему команд. Как правило, ввод данных происходит

последовательно во времени отдельными командами (подциклами). Поэтому при

наличии «свободного» места в регистре команд устройство связи выдает в ЦВМ

сигнал готовности к приему, в ответ на который из ЦВМ по цифровой магистра-

ли команда поступает в регистр. «Свободное» место в регистре появляется после

считывания из него к этому моменту времени первой команды из набора, запи-

санного в регистр в предыдущем цикле обмена. После приема последней коман-

ды, входящей в состав набора команд нового цикла, из ЦВМ выдается сигнал об

окончании ввода команд. Этот сигнал через устройство связи поступает в уст-

ройство синхронизации, которое запускает устройство управления считыванием

из регистра. При помощи этого устройства двоичные числа извлекаются из реги-

стра команд в заданной последовательности и подаются на модулятор, в котором

проводится отображение сигналов двоичного кода соответствующими колеба-

ниями. Как только первая команда выйдет из регистра, устройство связи сфор-

мирует для ЦВМ сигнал готовности к приему последующего набора команд.

Для любой функциональной команды К

на выходе шифратора можно по-

лучить соотношение

(5.8)

где функция 5j(i) равна единице или нулю в зависимости от значения j-го разряда.

Максимальная величина К

шм

команды К

получается при условии, что

значения всех N разрядов двоичного кода отличны от нуля:

(5.9)

Необходимо отметить, что вследствие квантования передаваемой команды

по уровню зависимость К

от К

в установившемся режиме имеет вид ступен-

чатой кривой, а соотношение (5.8) справедливо лишь для тех значений К

, ко-

торые при умножении на к

пш

, дают целочисленные значения.

Структурная схема дешифратора для варианта, когда набор команд выра-

батывается в ЦВМ АК РЛДН, представлена на рис. 5.10.

Сигнал U

с приемника КРУ поступает на устройство разделения, при

помощи которого отделяются и направляются в разные каналы поднесущие ко-

лебания, соответствующие синхронизирующим и командным посылкам кодо-

граммы. Демодулятор ДМС выделяет сигналы кадровой и пословной синхро-

низации, при помощи которых обеспечивается коррекция синхронизирующего

устройства, если оказались нарушенными условия синхронной работы уст-

ройств синхронизации шифратора и дешифратора, т. е. если не совпадают во

времени одноименные посылки на передающей и приемной сторонах КРУ (при

этом должно быть учтено время распространения радиосигнала между пунктом

управления и самолетом). При использовании в качестве поднесущих колеба-

ний импульсных временных кодов вместо демодулятора применяют декоди-

рующие устройства.

На выходе демодулятора команд ДМК (декодирующего устройства) обра-

зуются оценки разрядов двоичных цифровых команд, принятых по радиокана-

лу, которые поступают в дешифратор адреса, дешифратор номера набора ко-

манд (ДШР ННК) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Использование ОЗУ дает возможность увеличить объем записываемой

информации и подготовить ее к выдаче в цифровую магистраль самолета в

стандартной форме. Дешифратор адреса (номера самолета) позволяет реагиро-

вать только на кодограммы, предназначенные для данного самолета, разрешая

или запрещая запуск устройства управления записью в ОЗУ от синхронизи-

рующего устройства. Данные об адресе самолета, как правило, размещаются в

кодограмме непосредственно после сигналов кадровой синхронизации.

Дешифратор номера набора команд, определяющий номер поступившего

набора, дает возможность определить состав и последовательность команд. В

совокупности с сигналами синхронизирующего устройства и дешифратора ад-

реса сигналы дешифратора набора команд определяют последовательность за-

писи и считывания команд из ОЗУ, которые поступают в формирователь вы-

ходных сигналов.

Рис. 5.10

Формирователь выходного сигнала выдает информацию потребителям в

цифровой форме, «упакованную» в массивы стандартных слов. Необходимость

преобразования сигналов в стандартную форму объясняется тем, что стандарт

цифрового кода, принятый в самолетной цифровой магистрали, обычно не со-

ответствует структуре цифрового кода КРУ. При приеме команд взаимодейст-

вия, а также команд на включение и выключение форсажа формирователь вы-

ходных сигналов вырабатывает звуковые сигналы разной тональности для про-

слушивания в шлемофонах летчика. Кроме того, при переходе на новые

радиоданные (номер волны, номер самолета) формирователь создает соответст-

вующие сигналы для приемника и дешифратора адреса.

Литература

1. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения основных капиталистических

стран (обзор по материалам иностранной печати) / Под ред. Е.А. Федосова. - М.: НИЦ, 1990.

2. Андреевский В.В., Горощенко Л.Б. Управление полетом и эффективность авиационного ком-

плекса. -М.: Машиностроение, 1974.

3. Бабич В.К., Баханов Л.Е., Карпеев В.И. и др. Авиация ПВО России и научно-технический

прогресс: Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра / Под редакцией Е. А. Федосо-

ва.-М.: Дрофа, 2001.

4. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки / Пер. с англ. - М.: Мир, 1986.

5. Верба B.C. Выбор трасс полета самолета. - Антенны, 2005, вып. 3.

6. Верба B.C., Щекотов А.И. Методика формирования данных о высоте и скорости полета

авиационного информационного средства в интересах увеличения продолжительности ра-

диолокационной разведки воздушного пространства. - Радиотехника, 2005, № 5.

7. Горощенко Л.Б., Максимович В.А. Автоматизация управления боевыми действиями истреби-

тельной авиации. - М.: МНИИПА, 1996.

8. Горощенко Л.Б. Расчет режимов полета, команд наведения и рубежей перехвата истребите-

лями воздушных целей. - Техника воздушного флота, 1999, № 1.

9. Горощенко Л.Б. Методы координированного наведения и атаки несколькими истребителями

группы самолетов противника. - Полет, 2000, № 6.

10. Горощенко Л.Б. Принципы планирования боевых действий истребителей в системах ПВО. -

Полет, 2000, № 3.

11. Горощенко Л.Б. Универсальный метод решения штурманских задач и наведения истребителя

на воздушную цель. - ВСРЭ. Сер. СОИУ, 1992, вып. 3.

12. Максимов М.В., Горгонов Г.И., Чернов B.C. Авиационные системы радиоуправления. - М.:

ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1984.

13. Меркулов В.И., Дрогалин В.В., Ленин В.Н. и др. Авиационные системы радиоуправления. Т. 1.

Принципы построения систем радиоуправления. Основы синтеза и анализа / Под ред.

А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. - М.: Радиотехника, 2003.

14. Меркулов В.И., Дрогалин В.В., Богачев А.С и др. Авиационные системы радиоуправления.

Т. 2. Радиоэлектронные системы самонаведения / Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Мерку-

лова. - М.: Радиотехника, 2003.

15. Федосов Е.А., Тюшов А.Л. Управление истребителями при групповых действиях с примене-

нием АК РЛДН. Проектирование и боевая эффективность авиационной и ракетной техники.

Вып. 8 / Под ред. Е.А. Федосова. - М.: Машиностроение, 1990.

ЧАСТЬ 2

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА И НАВЕДЕНИЯ

НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

ГЛАВА 6

НАПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЛИКА

АВИАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА

И НАВЕДЕНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Решение сложной научно-технической задачи разработки перспективного

АК РЛДН требует огромных финансовых, материальных, людских и времен-

ных затрат. В связи с этим целесообразно выделить ряд принципиально важ-

ных направлений, определяющих облик перспективного АК РЛДН [17], учет

которых требует не только количественного улучшения показателей эффектив-

ности существующих АК РЛДН, но и принятия принципиально новых конст-

рукторских решений.

К этим направлениям, прежде всего, относятся:

учет состояния и тенденций развития способов ведения войн, всех видов

боевой техники, определяющих так называемые стратегические, оперативные и

тактические факторы;

экономичность, определяемая совокупностью затрат на разработку, боевое

применение и техническое обслуживание АК РЛДН;

технологичность, определяемая уровнем используемых информационных

технологий, элементной базой, глубиной и доступностью контроля техниче-

ского состояния, сложностью ремонта, а также возможностью улучшать пока-

затели эффективности без изменения принципов построения АК РЛДН;

научно-технические достижения страны-разработчика;

совокупность организационных мер по разработке и реализации облика

новой системы.

Взаимосвязь этих направлений в процессе разработки облика АК РЛДН

нового поколения показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1

С учетом перечисленных направлений ниже будут кратко рассмотрены

основные направления, определяющие облик АК РЛДН нового поколения.

6.1. Стратегические, оперативные и тактические факторы,

влияющие на облик авиационного комплекса

радиолокационного дозора и наведения

Под обликом АК РЛДН понимают принципы построения, набор режимов

функционирования и датчиков информации, обеспечивающих его соответствие

целевому назначению [17-19]. Ниже приводится анализ стратегических, опера-

тивных и тактических факторов, влияющих на выбор облика АК РЛДН нового

поколения [22].

Из этих факторов в первую очередь необходимо выделить

разработку стратегии бесконтактных войн и сетецентрического информа-

ционного оружия;

существенное возрастание разведывательно-информационной компоненты

среди других видов обеспечения боевых действий;

необходимость оперативного наращивания информационных возможно-

стей на стратегических направлениях;

возрастание роли высокоточного оружия, особенно крылатых ракет боль-

шой дальности и беспилотных летательных аппаратов;

появление новых видов средств поражения;

расширение номенклатуры космических, воздушных, наземных (надвод-

ных) и подводных объектов, подлежащих первоочередному уничтожению в

ходе боевых действий;

возрастание уязвимости радиоизлучающих информационных средств на-

земного базирования от воздействия различных средств поражения;

повышение эффективности средств радиоэлектронной борьбы;

снижение радиолокационной заметности объектов боевой техники;

сокращение времени на подготовку и применение оружия;

появление новых тактических приемов использования техники военного

назначения;

использование новых принципов повышения живучести.

Функциональные связи этих факторов, определяющих специфику приме-

нения боевой техники различного назначения и влияющие на облик АК РЛДН

нового поколения, показаны на рис. 6.2.

Концепция бесконтактных войн предполагает ведение боевых действий

не путем контактного противоборства вблизи линии боевого соприкоснове-

ния, а по всей территории противника [22, 57]. Эта концепция основана на

существенно более широком использовании авиации и высокоточных ракет

дальнего действия различного базирования, способных практически одновре-

менно разрушать инфраструктуру, жизненно важные объекты и информацион-

ные системы по всей территории противоборствующей стороны. Для решения

таких задач необходима сложная территориально распределенная система ин-

формационного обеспечения и средств поражения, получившая название сете-

центрического оружия [14]. Эта система содержит в общем случае совокуп-

ность спутниковых разведывательных и навигационных систем, авиационных

комплексов дозора и наведения, разведывательно-ударных комплексов, над-

водных кораблей, ракетных систем наземного и воздушного базирования, бес-

пилотных разведывательных и ударных летательных аппаратов, ракет различ-

ного базирования и т. д. [14].

При ведении боевых действий такого рода существенно возрастает роль

разведывательно-информационного обеспечения и появляется необходимость

его оперативного наращивания на отдельных стратегических направлениях.

Рис. 6.2

В значительной мере эти задачи решаются с использованием мобильных авиа-

ционных комплексов радиолокационного дозора и наведения [5, 19].

Необходимость повышения мобильности радиоизлучающих информаци-

онных средств обусловлена также следующими причинами. Одна из них объ-