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

Подождите немного. Документ загружается.

№

ππ.

Задачи разведывательно-

информационного обеспечения,

решаемые АК РЛДН

Предупреждение - оповещение

Управление наведением и информаци-

онное обеспечение истребителей

Разведывательно-информационное

обеспечение ЗРС

Восстановление наземного радиолока-

ционного поля

Непрерывное сопровождение приори-

тетных целей

Контроль ракетоопасных районов в

группировках ПВО и нестратегической

ПРО

Управление авиационными ударными

комплексами при нанесении ударов по

наземным целям

Наиболее значимые показатели

Рубежи обнаружения, точность определения

числа воздушных целей в ударе

Количество проводки, рубежи

Точность, достоверность информации

Пространственно-временные характеристики

создаваемого радиолокационного поля

Среднее время непрерывного сопровождения

Пространственно-временные характеристики

контролируемого ракетоопасного района

Пространственно-временные характеристики

зоны контроля наземных целей, точность,

достоверность информации

Соотношение уровней требований к информации при решении различных задач РИО

Рис. 1.2

При централизованном способе обеспечения информацией КП группировки

ПВО необходимо учитывать дополнительные требования, предъявляемые к ру-

бежам, качеству, достоверности, составу радиолокационной информации (РЛИ)

при автоматизированном решении в нем задач управления и применения огне-

вых средств по воздушным целям (ВЦ). Из задач, решаемых на КП данной

группировки, наиболее критичными к качеству выдаваемой информации

АК РЛДН являются следующие: вскрытие направлений ударов систем воздуш-

но-космического нападения (СВКН) и сосредоточение усилий огневых средств

на наиболее опасных направлениях; назначение средств дальнего действия на

цели, подлежащие первоочередному уничтожению; отбор целей для выдачи

информации КП (ПУ), необходимой для принятия решений на ведение само-

стоятельных боевых действий.

При решении задачи контроля ракетоопасного района характеристики ка-

чества и рубежи выдачи траекторией информации должны удовлетворять тре-

бованиям КП частей (подразделений) при решении задач управления оружием.

Остальные требования к конфигурации создаваемого подвижного радиолока-

ционного поля (РЛП) (зоне информации) определяются с учетом задач, стоя-

щих перед группировкой ПВО, и конкретных сложившихся условий воздуш-

ной обстановки.

Для формирования требуемых рубежей R относительно АК РЛДН необхо-

димо учитывать вынос зон дежурства комплекса относительно аэродромов ба-

зирования ИА. Реализация групповых полуавтономных действий истребителей

ВВС при перехвате самолетов СА и ТА позволяет существенно снизить требо-

вания к качеству РЛИ.

При использовании АК РЛДН на приморском направлении, где вынос зон

дежурства значительно вперед не представляется возможным, требования к

РЛИ видоизменяются, а именно, уменьшаются по дальности, но увеличиваются

по точности (из-за необходимости фиксации факта пересечения государствен-

ной границы).

Задавшись требуемыми вероятностями вывода в боевое соприкосновение

с целями типа тактического истребителя (ТИ) и стратегического бомбардиров-

щика (СБ), получим варианты задания вектора требуемых характеристик,

предъявляемых к качеству информации АК РЛДН (по точности, непрерывно-

сти сопровождения ВЦ, достоверности РЛИ) при использовании его в режиме

воздушного пункта наведения или организации отбора информации для назем-

ных пунктов наведения (ПН).

Требуемые рубежи выдачи траекторной информации для КП ИАП (отно-

сительно аэродрома базирования) определяются с учетом реализации перехвата

ВЦ на максимальном тактическом радиусе перехвата. При этом учитывается

соотношение скоростей ВЦ и управляемых истребителей на крейсерском и

форсажном режимах полета, а также прогнозируемые временные параметры

перехвата (по времени принятия решения, времени вылета из готовности, вре-

мени выхода в исходную точку наведения и др.). При этом при формировании

требуемых рубежей относительно АК РЛДН необходимо учитывать вынос зон

дежурства комплекса относительно аэродромов базирования истребителей

ВВС (ВМФ). Реализация групповых полуавтономных действий истребителей

при перехвате самолетов СА и ТА позволяет существенно снизить требования

к качеству РЛИ.

Взаимодействующими с АК РЛДН потребителями информации являются

КП ЗРС СД-ДД в режимах готовности к открытию огня и обеспечения загори-

зонтной стрельбы. При этом в первом случае наиболее жесткие требования

предъявляются к дальности обнаружения ВЦ, а во втором случае - к точности

сопровождения маловысотных целей и крылатых ракет, летящих с огибанием

рельефа местности. Дополнительно информация о воздушной обстановке от

комплексов данного класса может использоваться в информационной подсисте-

ме (ИПС) ЗРС для вскрытия целей-постановщиков активных помех. Это обес-

печивается передачей на КП ЗРС СД-ДД информации о сопровождаемых по

полному вектору параметров целях, находящихся в зоне поражения ЗРС за пре-

делами информационной зоны ИПС ЗРС, и о целях, находящихся в специально

назначенных с КП ЗРС областях получения дополнительной информации о ВЦ.

К основным составляющим вектора характеристик РЛИ, наиболее сущест-

венно влияющим на реализуемую эффективность управления зенитно-

ракетным огнем, относятся следующие показатели выходного информационно-

го потока:

рубеж начала выдачи информации;

среднеквадратические ошибки определения координат и скорости полета

целей;

время разрывов трасс ВЦ;

коэффициент и среднее время существования ложных трасс.

Аналогичным образом, с учетом выполнимости заданной эффективности

действий, формируются требования к информативности другими потребителя-

ми, взаимодействующими с АК РЛДН.

Анализ временных особенностей процессов обеспечения разнородных по-

требителей на различных этапах боевых действий показал следующее. Объек-

тивно существуют определенная эволюция и изменяемость во времени требо-

ваний к информации (по совокупности рассмотренных частных характеристик

АКРЛДН). Поэтому для реализации потенциальных разведывательно-инфор-

мационных возможностей комплексов в условиях ресурсных, информацион-

ных и временных ограничений необходимо введение с более высокого уровня

иерархии соответствующего координирующего управления, задающего наибо-

лее предпочтительные режимы выдачи информации на различных этапах при-

менения.

Сложность обеспечения разнородных потребителей в комплексах РЛДН

состоит в том, что диапазон предъявляемых различающихся требований к ин-

формации может иметь большой размах, а технические возможности их удов-

летворения АК РЛДН ограничены. Поэтому при реализации согласованного

размена характеристик выходного информационного потока (ВИП) появляется

возможность повысить эффективность обеспечения разнородных потребителей

информации на различных этапах боевых действий. Сущность его заключается

в реализации в системе, использующей АК РЛДН, механизмов управляемости

характеристиками [6], достигаемыми одновременно как целенаправленным пе-

рераспределением (разменом) ВИП на различных этапах работы, так и адапта-

цией к изменяющимся параметрам целевой и помеховой обстановки [4].

1.6. Показатели эффективности применения

авиационных комплексов радиолокационного

дозора и наведения

С позиций системного анализа показатели эффективности АК РЛДН должны

либо количественно характеризовать эффективность надсистемы обеспечиваемых

им потребителей (КП различного уровня, огневых средств), либо быть связаны с

ними монотонной зависимостью. Дополнительно к ним предъявляются следую-

щие требования: ясный физический смысл, формализуемость и вычисляемость для

типовых прогнозируемых условий применения комплекса.

Основными показателями, определяющими разведывательно-инфор- ,

мационные и управляющие возможности АК РЛДН, являются следующие:

время барражирования комплекса и выдачи информации на заданном ру-

беже удаления от аэродрома базирования;

типы и классы обнаруживаемых и сопровождаемых воздушных (надвод-

ных), наземных целей и нестратегических ракетных средств нападения, воз-

можности их распознавания;

дальности обнаружения и выдачи трасс заданного класса (типа) целей

конфигурации создаваемых подвижных полей информации и управления;

зона видимости комплекса в азимутальной и угломестной плоскостях над

различными типами подстилающей поверхности;

максимальное число обнаруживаемых и сопровождаемых целей, точности

определения их координат;

перечень управляемых с борта авиационных средств, максимальное число

автоматизированных каналов наведения;

типы взаимодействующих с комплексом потребителей информации КСА

и Π (ПУ) группировок ВС, дальность связи и передачи данных с борта

АКРЛДН.

Эффективность применения комплекса РЛДН зависит от выбранного ва-

рианта самолета-носителя, районов применения, условий огневого и радио-

электронного противодействия. В табл. 1.1 показана взаимосвязь характери-

стик самолета-носителя с показателями эффективности АК РЛДН [5].

Таблица 1.1

№

пп.

Учитываемые характеристики

самолета-носителя

Скоростные V характеристики (макси-

мальная, крейсерская скорости, скорость

набора высоты и др.)

Высотные характеристики Η (максималь-

ная, минимальная, крейсерская высота

и др.)

Временные характеристики Τ дежурства

(применения) на различных рубежах уда-

ления от аэродрома базирования

Максимальный взлетный вес, массогаба-

ритные ограничения Р

ПО

^г

^в

на

размещаемую аппаратуру бортового РТК

Радиолокационная (оптическая) замет-

ность σ(ΐ

) самолета-носителя

Эксплуатационные характеристики Э

самолета-носителя, время Т

предполет-

ной подготовки

Связь характеристик самолета-носителя

с показателями, определяющими

«эффективность применения и эксплуатации»

АК РЛДН

Время начала выполнения боевой задачи на

заданном рубеже

Дальность прямой видимости, уровень аль-

тиметровых помех, информативность БРЛС

и ОЭС комплекса

Продолжительность выполнения поставлен-

ных задач комплексом РЛДН на заданном

рубеже

Допустимый вес бортового РТК, геометри-

ческие размеры внедряемых антенн, число

автоматизированных рабочих мест и лиц

боевого расчета и связанные с ними инфор-

мационные и управляющие возможности

комплекса

Выживаемость комплекса в условиях огне-

вого противодействия

Назначенный ресурс, длительность жизнен-

ного цикла, оперативность повторного при-

менения АК РЛДН

Покажем иерархию обобщенных и частных показателей, определяющих

эффективность комплекса в группировках ВС. При этом учитывается, что кон-

струкции обобщенных и частных показателей эффективности зависят от возла-

гаемых на АК РЛДН задач и свойств используемых их надсистем.

Сравнение вариантов можно осуществлять по вкладу комплекса в эффек-

тивность группировок (Е) видов ВС, по обобщенным показателям разведыва-

тельно-информационных и управляющих возможностей (вероятность Р

т вы-

хода истребителей в точку пуска ракет, математическое ожидание числа ус-

пешных выводов истребителей в зону возможных атак M[N

BA]), по частным

характеристикам информативности, например дальности, точности и досто-

верности выдаваемой потребителям информации (R, σ

χγ

, К

т)· Так, примени-

тельно к задачам разведывательно-информационного обеспечения и управле-

ния боевыми действиями в группировках ПВО на основе метода целевой ко-

ординации возможны варианты вертикальной и горизонтальной декомпозиции

различных показателей эффективности, учитывающие варианты применения в

группировках АК РЛДН в качестве радиотехнического поста (рис. 1.3) и

воздушного пункта наведения (рис. 1.4). Предложенную систему показателей

можно использовать для сравнения альтернативных вариантов и синтеза-

анализа данных средств, так как она скоординирована с оптимизируемыми по-

казателями боевой эффективности группировки ПВО при отражении ударов

средств воздушного нападения и учитывает принятую иерархию взаимодейст-

вия в ней.

Рис. 1.3

Рис. 1.4

Для адекватного исследования функционирования АК РЛДН предлагается

использовать систему показателей боевых возможностей, представленную на

рис. 1.4. При этом оценкой на верхнем уровне возможностей комплекса РЛДН

может быть его вклад в конечную эффективность боевых действий, например

группировки ПВО. Для традиционно используемых показателей предотвра-

щенного ущерба (У) и математического ожидания числа перехваченных ВЦ по

прогнозируемым вариантам удара СВН (М) можно оценить вклад комплекса в

конечную эффективность (АУ, ΔΜ) следующим образом:

где Vp+мАк - векторная функция, определяющая показатели боевой эффектив-

ности по отражению удара СВН при использовании в группировке ПВО

АК РЛДН; V

- то же, но без применения комплекса АК РЛДН; V

o - вектор

весовых коэффициентов, характеризующих важность объектов обороны; С

векторная функция, характеризующая состав группировки, принятую систему

управления, боевые возможности огневых средств и др.; ξ

- векторная функ-

ция, характеризующая изменяющиеся условия боевой работы, а именно, удар

СВН (состав, характеристики, тактику боевого применения средств), прогнози-

руемые радиоэлектронное и огневое противодействие и т. д.

В качестве обобщенного показателя разведывательно-информационных

возможностей АК РЛДН принимается вероятность Р

т выполнения комплексом

требований Υ

, предъявляемых к нему взаимодействующим потребителем.

Вектор Υχ требований к информации (по дальности обнаружения заданного

класса целей, точности оценки координат, длительности сопровождения, до-

пустимом времени сопровождения ложных трасс и др.) рассчитывается для за-

данного уровня эффективности Y^i потребителем с учетом возможных (прогно-

зируемых) внешних условий ξ. е Ω

работы [3]. Тогда искомая оценка веро-

ятности выполнения требований зависит от режима функционирования f

комплекса и определяется путем интегрирования восстановленных совместных

плотностей распределения Wy ' частных характеристик его информативности:

где Y

- вектор реализуемых характеристик выходного информационного по-

тока для установившегося режима работы; Ω

(Υ

) - область допустимых

значений данных характеристик, обеспечивающих заданный уровень эффек-

тивности взаимодействующего потребителя.

Разведывательно-информационные возможности данных средств на более

нижних уровнях с учетом принятых вариантов обеспечения, например для

группировки ПВО, можно описать представительным (однозначно определяю-

щим эффективность обеспечиваемых потребителей) вектором характеристик. С

учетом специфики создаваемых подвижных зон информации АКРЛДН и из-

меняемости характеристик ВИП (V

n) множество частных характеристик ин-

формативности представим в виде следующих показателей:

где - вектор пространственно-временных характе-

ристик формируемых зон информации ( - реализуемые конфигу-

рации областей соответственно постоянного и периодического контроля, АТ

продолжительность существования формируемой зоны информации относи-

тельно текущего времени); - вектор точностных

характеристик выдаваемой информации (σ

χγ

, σ

- погрешности оценки соот-

ветственно плоскостных координат и высоты, σ

- погрешности оценки курса

движущихся объектов); - вектор характеристик пол-

ноты информации (Ν^

ах

' - максимальное число сопровождаемых целей, АТ

относительная продолжительность непрерывного сопровождения целей (опре-

деляется в обратном масштабе времени), ΔΤ

- относительная продолжитель-

ность разрыва трасс); - вектор характеристик

достоверности ВИП (Клы

, К

- коэффициенты ложных трасс соответственно

по числу и относительному времени сопровождения, АТ

ЛТ

- относительное

время существования ложных трасс); РЗВАЬ Rrii - вероятность и рубеж пере-

хвата истребителями приоритетных воздушных целей при управлении с борта

АК РЛДН; РЗВА2, Rm - вероятность и рубеж перехвата самолетов стратегиче-

ской (тактической) авиации; Р

ВАЗ, Rro - вероятность и рубеж перехвата стра-

тегических крылатых ракет (СКР); РЗВА4, Rn4 - вероятностные и рубежные ха-

рактеристики перехвата при управлении истребителями с борта многофунк-

ционального АК РЛДН в условиях радиоэлектронного и огневого

противодействия

ΚΗ&

ΒΙ

В зависимости от решаемых задач, динамики изменения требований к ин-

формативности, типа обеспечиваемого потребителя, состав учитываемых зна-

чимых характеристик в векторах может быть различным.

Оценка разведывательно-информационных и управляющих возможностей

АК РЛДН проводится на фоне различных вариантов удара СВН, прогнозируе-

мых в зоне действия комплекса. В интересах организации управления истреби-

телями с борта комплекса и оценки альтернативных вариантов построения бор-

товых систем управления наведением оценивается следующее:

максимально реализуемое число одновременных наведений истребителей

на воздушные цели командным способом, методом тактического управления, в

том числе в условиях радиоэлектронного и огневого противодействия;

возможность управления с борта комплекса заданного перечня истребите-

лей с адаптацией к их боевым возможностям и используемым авиационным

средствам поражения;

вероятность наведения при командном наведении истребителя на воздуш-

ные цели с использованием различных методов наведения;

возможность обеспечения заданной дальности и требуемых характеристик

всех видов связи комплекса с летательными аппаратами и взаимодействующи-

ми АСУ. ,

Для снижения размерности общей задачи организации боевых действий

системы в зоне (районе) ПВО с заданной (максимальной или реализуемой) эф-

фективностью выполняется ее декомпозиция с выделением первого уровня

оценок эффективности применения комплекса по отдельным задачам управле-

ния. К этим оценкам относится оценка производительности бортовой системы

управления и наведения АКРЛДН, использующая обобщенный показатель,

представляющий собой математическое ожидание числа успешных выводов

истребителей в зону с борта комплекса возможных атак (ЗВА). Он определяет-

ся при помощи следующего упрощенного выражения:

где Κ

= К

эн

(К

- коэффициент качества управления, К

- коэффициент

живучести, К

Эн

- коэффициент эксплуатационной надежности);

вероятность выхода истребителя в информационный контакт с целью (Р

- ве-

роятность выхода истребителя в зону атак и пуска ракет); Т

ц - время полета

цели от рубежа обнаружения до заданного рубежа перехвата; t

np - время от

момента обнаружения цели до принятия решения на боевые действия истреби-

телей, t

BA - среднее время вывода истребителей в зону возможных атак целей,

- число каналов управления (наведения).

При реализации с борта АК РЛДН координатной поддержки управляемых

истребителей и организации так называемого тактического управления ими в

качестве частных показателей целесообразно использовать:

математическое ожидание числа перехваченных ВЦ истребителем с ис-

пользованием информации от АК РЛДН

прирост реализуемых рубежей перехвата истребителей при использовании

тактической информации от комплекса -

процент перехваченных целей истребителями по внешнему ЦУ от ком-

плекса РЛДН из состава удара СВН -

процент ложных наведений из общего числа по недостоверной информа-

ции от АК РЛДН -

Введенная система показателей эффективности основана на декомпозиции

процессов обеспечения потребителей информации и управления огневыми

средствами с учетом особенностей исследуемого варианта АК РЛДН и района