книги из ГПНТБ / Михайлов Б.А. Авиационные радиоэлектронные комплексы и их эксплуатация

В дальнейшем объединение устройств и систем привело к соз­ данию радиоэлектронных комплексов бортового оборудования и радиоэлектронных комплексов бортового и наземного обору­ дования.

§ 1.2 . Технические принципы построения авиационных ратгиоэлектронных комплексов

Радиоэлектронные устройства являются основными дат­ чиками информации, используемой в системах управления бое­ выми средствами и боевыми действиями авиации, и имеют пер­ востепенное значение в деле обеспечения безопасности и непрерывности полетов летательных аппаратов, в повышении боевой эффективности авиационных комплексов в целом.

С улучшением тактико-технических характеристик лета­ тельных аппаратов повышаются требования к радиоэлектрон­ ному оборудованию, что приводит к увеличению количества бортовых радиоустройств и их усложнению. На тяжелых само­ летах, например, в настоящее время устанавливается более 20 радиоустройств различного назначения, имеющих в среднем

тронного оборудования составляет 30-50% от стоимости ле­ тательного аппарата. Состав наземных радиотехнических средств еще более сложный.

В § I . I было показано, что в настоящее время с целью повышения боевой эффективности летательного аппарата, его радиоэлектронное оборудование объединяется в радиоэлек­ тронные комплексы. Можно отметить следующие основные при­ чины комплексироваяия радиоэлектронных устройств:

1.Повышение эффективности боевого использования ле­ тательного аппарата.

2.Расширение объема тактических задач, решаемых ле­ тательным аппаратом. Например, перехват воздушных целей днем, ночью, в любых метеоусловиях, на больших и малых высотах; создание многоцелевых летательных аппаратов.

10

тательных аппаратов очевидны, так как они могут применять­ ся на различных этапах быстроменяющейся боевой обстановки. Например, современный фронтовой самолет должен обладать большими возможностями как при атаках наземных целей, так и для борьбы с воздушными целями. До какой степени можно оптимизировать характеристики самолета для указанных задач, во многом зависит от степени развития бортовых радиоэлек­

тронных комплексов. Необходимость такой оптимизации, в част­ ности, приводит к идее создания радиоэлектронного комплекса многоцелевого назначения. Такой комплекс, например, фронто­ вого самолета должен обеспечивать решение следующих задач: перехват воздушных целей, бомбометание, картографирование земной поверхности, обход наземных препятствий при полете на малых высотах с целью преодоления зон ПВО противника. На­

вигационные устройства такого комплекса должны позволять ре­ шать задачи самолетовождения на всех режимах полета. Особые требования предъявляются и радиосвязному оборудованию, вхо­ дящему в комплекс, которое призвано обеспечить управление боевыми действиями самолета в диапазоне всех возможных вы­ сот полета и т .п .. Создание такого комплекса связано с боль­ шими техническими трудностями и сложностью рационального его размещения на самолете. В частности, определенные труд­ ности возникают при наблюдении за наземной и воздушной обстановкой в передней полусфере, что связано с размещением многих антенн в носовом отсеке самолета. Поэтому возникает проблема создания комбинированной антенны, общих устройств обработки информации. Однако для выполнения ряда специфи­ ческих трудно решаемых задач появляется необходимость соз­ дания летательных аппаратов и специализированного назначе­ ния, в частности, самолетов противолодочной обороны с соот­ ветствующими радиоэлектронными комплексами.

Возрастание скорости летательных аппаратов приводит к скоротечности боевых операций и уменьшению времени, которым

12

исполнительных устройств ограничены, что в сильной степени снижает быстродействие систем управления. Следовательно, возникает необходимость в применении на борту устройств автоматического съема и обработки определенного вида ин­ формации и машинизации некоторых логических операций. Это обусловливает использование на самолете различного вида вы­ числительных машин (БЦВМ), и исключение человека из наиболее быстродействующих цепей управления или ограничение его функ­ ций.

Комплексирование радиотехнических устройств часто про­ изводится с целью увеличения объема поступающей информации, обеспечения высокого качества выполнения тех или иных опе­ раций. При этом показания одних датчиков могут использо­ ваться только для подтверждения достоверности получаемой информации или для устранения неоднозначности при измере­ ниях, а показания других датчиков используются для получе­ ния качественно новой информации. Наибольший объем можно получить при одновременном использовании датчиков различной физической природы. Так, например, информацию о высоте'по­ лета можно получить как с помощью барометрического, так и радиолокационного высотом'еров. Однако эта информация в ряде случаев качественно различна, так как первый измеряет высо­ ту летательного аппарата над уровнем моря, а второй - над истинным рельефом местности,. Наиболее наглядно целесооб­ разность использования датчиков различной физической природй можно проследить на примере комплексирования средств разведки. Одним из вариантов разведывательного комплекса является сочетание аэрофотоаппаратов (.АФА; радиолокационной станции (.РЛС) с высокой разрешающей способностью, аппара­ туры радиотехнической разведки и инфракрасных датчиков. Объединение аэрофотоаппаратов и РЛС, по мнению специалистов, позволяет осуществить непрерывное обнаружение и определение местоположения объектов при отсутствии их оптической види­ мости. Как известно, с помощью типового разведывательного аэрофотоаппарата невозможно обнаружить объекты, скрытые

13

растительностью или специальными средствами маскировки. Та­ ким образом, исключается возможности разведки военных под­ разделений, расположенных в лесу, замаскированных аэродро­ мов, артиллерийских и ракетных установок и т .п . Современные военные объекты в своем составе имеют, как правило, большое число радиоизлучающих средств. Поэтому использование в еди­ ном комплексе аппаратуры радиотехнической разведки допол­ няет разведданные качественно новой информацией. Это же можно сказать и о приемниках инфракрасного излучения, позво­ ляющих обнаруживать объекты по тепловому контрасту. В со­ временных условиях определенные преимущества дают дополне­ ние комплекса радиометрической аппаратуры. Получение инфор­ мации от датчиков различной физической црироды позволяет не только повысить вероятность обнаружения целей, но и в ряде случаев уверенно их опознать. При объединении АФА, РЛС, ИК - датчиков и аппаратуры радиотехнической разведки в комплексную систему необходимо обеспечить совместную ин­ дикацию и сопоставление разведывательных данных в одинако­ вом масштабе и примерно с одинаковыми искажениями, если невозможно от них избавиться.

Остановимся кратко теперь на компенсировании различ­ ных технических средств с целью повышения точности систем управления различного назначения. Для снижения ошибок при формировании сигнала на входе системы управления в состав комплекса могут включаться дублирующие датчики, различные по принципам действия. Снижение качества сигнала управле­ ния, несущего информацию, необходимую для выполнения опре­ деленной задачи, может происходить за счет следующих причин:

-влияния естественных и искусственных помех;

-отражения радиолокационных сигналов от местных пред­

метов;

- влияния отражения сигналов от движущихся объектов;

-влияния прерывистости поступления радиотехнических сигналов;

-ограниченной дальности действия устройства;

14

- необходимости смены частоты радиотехнических кана­

лов;

- отказа оборудования.

Уменьшить ошибки, обусловленные флуктуациями сигнала, можно, например, путем его сглаживания или усреднения во времени. Однако при этом в контур управления вносится за­

меряемых параметров одинаковы. В настоящее время по этому принципу применяется комплексирование допплеровской системы с инерциальной системой для повышения точности решения на­ вигационных задач навигационных устройств. Допплеровский измеритель путевой скорости имеет большие флуктуационные ошибки, расположенные в высокочастотной области спектра сигнала (рис. 1 .2, г ) , а система инерциальной навигации

нала с наименьшими ошибками измерения.

Радиоэлектронный комплекс летательного аппарата дол­ жен нормально функционировать в условиях воздействия на него естественных и искусственных помех, т .е . он должен обладать высокой помехоустойчивостью. При установке радио­ аппаратуры на борту самолета следует учитывать целый ряд специфических источников радиопомех. К ним относятся:

-взаимные помехи отдельных активных радиоэлектрон­ ных средств друг другу;

15

-электростатические помехи, обусловленные электризазацией частей летательного аппарата при трении о воздух и частицы атмосферных осадков;

-помехи, обусловленные работой различных электричес­ ких установок на борту самолета.

Кроме того, на элементы радиоэлектронного комплекса влияют атмосферные, космические и промышленные помехи. На боевую эффективность комплекса сильно влияют искусственные помехи, создаваемые средствами радиопротиводействия против­ ника.

Рассмотрим кратко специфические помехи радиоэлектрон­ ному комплексу, установленному на борту летательного аппа­ рата. Современный летательный аппарат насчитывает порядка десяти и более радиоизлучающих средств. Большие мощности излучения этих средств и малые расстояния между антеннами отдельных радиоэлектронных устройств, обусловленные габа­ ритами самого летательного аппарата, приводят к взаимным помехам радиоэлектронного оборудования. Кроме взаимных по­ мех устройств внутрибортового комплекса, необходимо также учитывать и помехи, создаваемые другими летательными аппа­ ратами группы, выполняющей ту или иную тактическую задачу в определенных боевых пределах. Поэтому одной из важнейших проблем, которая должна решаться при создании радиоэлек­ тронного бортового комплекса, является обеспечение элек­ тромагнитной совместимости радиотехнических устройств. Под электромагнитной совместимостью понимается способность от­ дельных радиоэлектронных устройств комплекса нормально ра­ ботать при одновременном излучении нескольких других ра­ диотехнических средств. При этом следует различать внутрибортовую совместимость и совместимость в боевых порядках. Кроме того, возможны взаимные помехи наземных и бортовых средств.

Важность этой проблемы становится понятной из рас­ смотрения характеристик современных приемных устройств раз­ личных радиоэлектронных средств. При разработке отдельной приемной аппаратуры в первую очередь ставится задача обес-

печения максимальной чувствительности. В то же время сле­ дует отметить, что вопросам восприимчивости аппаратуры к помехам, создаваемым соседними источниками излучения на борту, до последнего времени достаточного внимания не уде­ лялось. Выходные устройства передатчиков недостаточно раз­ граничены между собой как пространственно, так и по часто­ те,, а приемные устройства являются слишком чувствительными. Количественно это выражается следующим образом: чувстви­

тельность современных приемников лежит в пределах 10 + 10 вт. Высшие гармоники и другие паразитные сигналы передатчиков

РЖ составляют по мощности от I до 100 вт. Даже с учетом потерь на распространение, затухание в кабелях и других внутренних потерь возможность приема мешающих сигналов очевидна, что явно недопустимо при решении летательным аппаратом боевых задач.

Электромагнитная несовместимость может быть трех.видов:

-частотная;

-пространственная;

-временная.

Частотная несовместимость возникает вследствие того, что в мощных каскадах передающих устройств не применяется никаких мер по ограничению мощности излучения на высших гармониках основной (рабочей) частоты. При этом необходимо отметить, что борьба с паразитными гармониками осложняемся тем обстоятельством, что чем дальше отстоит гармоника от основной частоты, тем шире становится полоса паразитной мо­ дуляции. Например, мощность пятой или седьмой гармоники сигнала меньше, чем мощность третьей гармоники. Однако спектр первых шире. Наиболее неблагоприятны с точки зре­ ния частотной несовместимости магнетронные передатчики, ха­ рактеризуемые паразитным широкополосным излучением, кото­ рое может быть соизмеримо с чувствительностью приемника. Поэтому при решении проблемы электромагнитной совместимости РЭО важным является выбор генераторных приборов, обладающих

по возможности меньшим паразитным излучением в полосе частот других радиоэлектронных средств РЖ . В этом отношении клнс-

18