книги из ГПНТБ / Радиотехнические системы в ракетной технике

отработки, равная надежности первого серийного об­ разца;

Ри — требуемая надежность серийного комплекта;

>0 — коэффициент.

Впроцессе опытной отработки надежность комплекта средств

РГ1Д повышается и при экспоненциальном законе ее изменения

При серийном производстве стоимость каждого последующего комплекта средств РПД будет меньше стоимости предыдущего, и в зависимости от объема производства значение средней стоимости комплекта

K„W

щий серийное производство аппаратуры для оснащения ракетных комплексов.

Расходы на эксплуатацию, ремонтные и регламентные работы определяются также по аналогии с выражением [4.45]:

(\ _ Р* V31

К*. = К;, , [ 4. 50]

где K*i — затраты на эксплуатацию одного комплекта, необходи­ мые для сохранения уровня надежности Р*р,

Р81— требуемый уровень эксплуатационной надежности ком­ плекта средств РПД;

Тэ1> 0 — коэффициент; Р*5— изменение надежности на этапе эксплуатации.

Формула для нахождения величины P*j аналогична [4.48]:

150

Г Л А В А 5

ПАССИВНЫЕ ПОМЕХИ

В связи с непрерывным усовершенствованием систем обнаруже­ ния и перехвата воздушного и космического противника за ру­ бежом ведутся работы по созданию средств, облегчающих прорыв баллистических ракет через систему противоракетной обороны. С этой целью разрабатывались различные средства радиопроти­ водействия, предназначенные для оснащения ими БР «Минитмен», «Поларис», «Посейдон», «Трайдент». Значительные ассигно­ вания израсходованы на создание ложных целей для маскировки головной части, дезориентирования и полного насыщения пропуск­ ной способности системы обнаружения и сопровождения ПРО.

5.1. Методы распознавания баллистических целей

Как сообщалось, система ПРО «Сейфгард» предусматривает при работе три последовательных этапа: обнаружение налета МБР; сопровождение и распознавание головной части; перехват ГЧ ан­ тиракетами «Спартан», «Спринт» и «Хайбекс».

Основная роль на всех трех этапах борьбы с головными ча­ стями принадлежит средствам радиолокационного обеспечения ПРО. Станции дальнего обнаружения баллистических целей на дальностях 3—5 тыс. км не обладают, по мнению американских специалистов, достаточными разрешающими способностями и точ­ ностью, необходимыми для селекции целей и наведения на цель антиракет. Для точного сопровождения используются РЛС МСР, имеющие высокую разрешающую способность по дальности, ско­ рости и угловым координатам.

Основой эффективной системы ПРО, по мнению зарубежных военных специалистов, является решение задачи селекции ГЧ на втором этапе. В атмосфере ГЧ распознаются сравнительно просто.

Основная задача сопровождения и селекции целей на внеатмо­ сферном участке полета — прежде всего оценить степень опасности средств нападения для защищаемого объекта по отклонению точки падения. Оценка делается в результате определения траектории движения баллистических целей и вычисления наиболее вероят­ ных точек их падения. Зависимость ошибок прогнозирования точ-

152

ки падения ГЧ МБР от времени наблюдения в качестве иллюстра­ ции приведена на рис. 5.1.

При вхождении баллистических целей в плотные слои атмо­ сферы скорость их торможения зависит от баллистического коэф­ фициента. Легкие тела (это, как правило, ложные цели) начинают

Рис. 5.1. Зависимость ошибок прогнозирования точки падения от времени наблюдения:

1 — минимальный радиус поражения ГЧ на внеатмосфер­ ном участке (проекции на ось ординат); 2 — время на распознавание ГЧ

тормозиться раньше тяжелых ГЧ. В результате появляется воз­ можность селекции целей по торможению. На рис. 5.2 представ­ лены кривые зависимости скорости спуска цели в атмосфере от баллистического коэффициента j3. Для диполей баллистический коэффициент значительно меньше 0,5 кгс • секг- м~3, а для ГЧ он равен 25—250 кгс • сек2• м_3. Вследствие этого дипольные отража­ тели теряют скорость примерно через 15 сек после входа в атмо­ сферу. Если на высоте 90—92 км скорость диполей составляет примерно 7,2 км/сек, то на высоте 55 км она снижается почти до

153

нуля. Части последней ступени МБР (как, например, элементы си­ стемы наведения, обломки корпуса) имеют баллистический коэф­ фициент до 17,5—25 кгс • сек2• м~3, и скорость их падения сущест­ венно замедляется только с высоты 45—50 км. Ко времени про­ никновения обломков ракеты на рубеж 40—42 км головная часть МБР будет находиться от точки падения на расстоянии, соответст­ вующем 25 сек полета. В течение этого времени ГЧ должна быть

отселектирована РЛС МСР и перехвачена антиракетой «Спринт».

На рис. 5.2 пунктиром выделена кривая, характе­ ризующая спуск ложной це­ ли, имитирующей ГЧ по­ средством спеццального раз­ гонного двигателя.

С другой стороны, голов­ ные части, использующие высокотемпературные тепло­ защитные материалы, могут быть отселектированы на больших высотах, прежде чем произойдет значитель­ ное замедление их скорости. Дело в том, что количество энергии, выделяемой по­ верхностью объекта и иони­ зированным газом в удар­ ном слое, существенно зави­ сит от массы тела и ско­ рости входа в атмосферу.

В этой связи становится возможной селекция целей по интен­ сивности плазмообразований, т. е. по различию высот скачка ЭПР с носика цели и протяженности плазменного следа за целью.

Возможные (по мнению американских специалистов) методы селекции целей в атмосфере представлены в табл. 5.1.

154

РЛС селекции целей на участке входа в атмосферу обеспечи­ вают информацией огневые комплексы ПРО примерно за 0,4— 1 мин до падения головной части на объект. Понятно, что в боевой ситуации такого времени может оказаться недостаточно. Более того, метод одной лишь атмосферной селекции целей сдвигает ру­ беж перехвата ГЧ ниже 10—40 км, что не всегда удовлетворяет требованиям защиты объекта от ядерных взрывов в атмосфере. Поэтому разработчики ПРО США вынуждены были ввести еще два режима распознавания ГЧ на внеатмосферном участке траек­ тории ее полета.

Первый из них-—так называемый «принцип активной селек­ ции», предусматривает высотный селектирующий ядерный взрыв с помощью антиракеты «Спартан». После подрыва боеголовки антиракеты внутри группы баллистических целей часть из них, являющихся ложными (типа надувных баллонов), будет либо раз­ рушена рентгеновским излучением, либо отброшена. В результате часть целей может быть отселектирована РЛС ПРО по изменению скорости полета.

Второй режим — селекция целей по структуре отраженных сиг­ налов (мощности отраженных сигналов, поляризации, спектру оги­ бающей).

Различия в структуре отраженных сигналов обусловлены:

— различием форм, геометрических размеров и материалов го­

155

—различием в направлениях и скоростях движения по траек­ ториям головных частей и ложных целей (допплеровский сдвиг ча­ стоты) ;

—различием в направлениях и скоростях вращения относи­ тельно центра тяжести головных частей и ложных целей (спектр

огибающей отраженного сигнала).

Для решения задачи распознавания и перехвата ГЧ проводит­ ся каталогизация баллистических объектов по перечисленным при­ знакам.

Табл. 5.2 иллюстрирует наиболее целесообразные, по мнению американских специалистов, методы распознавания головных ча­ стей ракет.

5.2. Классификация помеховых средств

Помеховые средства преодоления системы ПРО классифици­ руют по следующим основным признакам (рис. 5.3):

— по типу — активные и пассивные;

— по целевому назначению — маскирующие и дезинформирую­ щие;

— по частотному диапазону применения — радиолокационные, инфракрасные, оптические.

К. средствам активных радиопомех, предназначенных для по­ давления РЛС ПРО, относят:

— станции шумовых (маскирующих) помех (заградительные, прицельные по частоте);

•— станции имитационных (дезинформирующих) помех (много­ кратные имитационные помехи, имитационные помехи для искаже­ ния сигнальных характеристик целей и т. п.);

— предварительные ядерные взрывы в атмосфере.

Создание пассивных помех основано на использовании явления вторичного излучения электромагнитных волн от различных от­ ражающих поверхностей. Практически вторичным отражателем мо­ жет быть любое тело с электрическими параметрами, отличными от параметров среды, в которой распространяются радиоволны.

Пассивные радиопомехи могут создаваться только тем радио­ электронным средствам, которые работают по принципу приема отраженных сигналов. Такими средствами, как известно, являются радиолокационные станции. Возможность создания пассивных ра­ диопомех основана на том, что радиолокационные сигналы после отражения от искусственно созданных отражающих объектов и от целей образуют на экранах станций одинаковые по внешнему виду отметки. Ложные отметки, создаваемые различными искусствен­ ными отражающими объектами, затрудняют наблюдение на экра­ нах радиолокаторов отметок от действительных целей или нару­ шают работу автоматических систем управления, получающих информацию от радиолокаторов. Искусственные отражатели элек­ тромагнитных волн могут создавать на экране индикатора радио­ локационной станции картину, похожую на действительную, в виде

156

отметок, подобных отметкам от группы целей. При большом коли­ честве искусственных отражателей отметки от них сливаются на экране радиолокатора и наблюдать отдельные отметки от целей становится невозможно.

К пассивным помеховым средствам, предназначенным для ма­ скировки ГЧ и дезинформации системы ПРО относят:

—■ложные цели;

— действительные цели, покрытые радиопоглощающими покры­ тиями.

Наиболее простым способом создания помех является маски­ ровка полета ГЧ и дезориентация системы ПРО множеством пас­ сивных ложных целен *. Ложные цели по тактическому примене­ нию могут подразделяться на следующие:

—• одиночные, изготовленные из однородного материала; ■— групповые;

— объемно-распределенные.

В комплекс одиночных ЛЦ могут входить обычные уголковые отражатели, специальные отражатели (например, на базе линзы Люнеберга), легкие ложные цели в виде надувных шаров или бал­ лонов из металлизированного пластика, имитирующие внешнюю геометрию ГЧ, тяжелые ложные цели (ложные боеголовки МБР, ЛЦ с разгонным двигателем, различного вида антенны и т. п.).

Несколько одиночных целей могут создать групповую цель. Для предотвращения разлета отражателей (одиночных целей) от основного объекта одиночные цели в группе могут соединяться тросами. Присоединение к ГЧ и ЛЦ отражателей выравнивает их сигнальные характеристики, увеличивая одновременно и их сред­ нюю ЭПР.

Совокупность множества отражающих элементов, относительно близко расположенных друг к другу и занимающих сравнительно большую область пространства, образуют так называемую объем­ но-распределенную цель. Типичным представителем объемно-рас­ пределенной цели является облако дипольных отражателей. Ис­ пользованию диполей при прорыве ПРО американские специали­ сты отводят одно из первых мест.

Требования, предъявляемые к перечисленным помеховым сред­ ствам, с точки зрения эффективного противодействия РЛС ПРО можно объединить в следующие группы:

—радиолокационные,

—баллистические,

—организационно-тактические,

—- эксплуатационные.

Остановимся подробнее на первых трех требованиях.

Для выполнения радиолокационных требований, определяемых методами селекции по сигнальным характеристикам, необходимо,

* Так как в системе ПРО могут использоваться локационные устройства инфракрасного, ультрафиолетового и оптического диапазонов, то ложные цели соответственно должны обеспечивать маскировку ГЧ и в этих диапазонах частот.

158

чтобы ложные цели имели максимально возможное сходство с го­ ловными частями (по ЭПР). Это может быть достигнуто путем выбора соответствующей конфигурации ложных целей и увеличе­ ния поверхности ионизированной оболочки, образующейся вокруг них при входе в атмосферу.

Баллистические требования заключаются в обеспечении по­ добия ЛЦ и ГЧ по рассеиванию точек падения и по баллистиче­ скому коэффициенту. Однако, как будет показано ниже, обеспече­ ние лишь равенства отношения массы к площади поперечного се­ чения ложной цели недостаточно.

Существует, кроме того, возможность селекции ЛЦ по интен­ сивности плазмообразований. В этом смысле идеальной ложной целью является такой объект, масса и геометрические размеры которого такие же, как и у F4.

Организационно-тактические требования определяют выбор ва­ рианта размещения помеховых средств относительно траектории головной части. Целью этих требований является снижение эффек­ тивности распознавания ГЧ по траекторным признакам (напри­ мер, по точке прицеливания МБР) и по результатам высотного под­ рыва антиракеты «Спартан». В основе организационно-тактических требований, определенных иностранными специалистами, лежаг:

1. Размещение помеховых средств. Ложные цели могут быть размещены как в головной части, так и установлены на последней ступени ракеты в специальных контейнерах. Если ложные цели размещены в головной части, то должно быть предусмотрено устройство для корректировки смещенного после сбрасывания лож­ ных целей положения центра тяжести головной части. В случае установки ложных целей на последней ступени ракеты необходимо после их сбрасывания и отделения головной части отбросить по­ следнюю ступень, чтобы траектория полета последней ступени не служила ориентиром для определения траектории полета головной части. Некоторые иностранные специалисты считают, что целесо­ образно последнюю ступень (после отделения от нее головной ча­ сти) разрушать, причем таким образом, чтобы создать несколько десятков достаточно тяжелых ложных целей. Станции радиопо­ мех могут размещаться в головных частях ракет и на ложных целях.

2. Определение момента отделения (выброса) ЛЦ и станций радиопомех. По данным зарубежной печати, наиболее целесооб­ разно отделять помеховые средства в конце активного участка траектории последней ступени МБР (рис. 5.4). Сообщалось, например, об испытаниях в США комплекса ложных целей, вы­ пускаемых баллистической ракетой «Титан». Головная часть, снаб­ женная макетом ядерного заряда, пролетела 8000 км и упала в южной части Атлантического океана. После отделения отработав­ ших ступеней с головной части было выброшено шесть ложных целей. Ложные цели имели надувную структуру и создавали на экранах радиолокатора отметки, маскирующие ГЧ, чем затрудняли ее распознавание по сигнальным признакам.

159