книги из ГПНТБ / Листов, Константин Михайлович. Радио и радиолокационная техника и их применение

—станции привода и посадки своих самолетов на палубу корабля (авианосца);

—станции обнаружения надводных целей;

—станции управления стрельбой корабельной артиллерии по воздушным целям;

■— станции управления стрельбой корабельной артиллерии по надводным целям;

—станции управления торпедной стрельбой;

—станции управления реактивным оружием.

На некоторых надводных кораблях и подводных лодках устанавливаются комплексные радиолокационные станции, ре­ шающие две или более из перечисленных задач. Так, приме­ няются станции обнаружения воздушных и надводных целей, станции обнаружения надводных целен и управления торпед­ ной стрельбой, станции, вырабатывающие данные для артил­ лерийской и торпедной стрельбы, и т. д.

Такое объединение станций в значительной степени обуслов­ лено боевым назначением, водоизмещением и вооружением ко­ рабля, на котором они устанавливаются. Например, корабли и подводные лодки, имеющие небольшое водоизмещение, обо­ рудуются, как правило, многоцелевыми станциями. На круп­ ных кораблях, где габариты и вес станций не имеют решаю­ щего значения, в подавляющем большинстве случаев устанав­ ливаются одноцелевые станции, что позволяет более полно использовать их положительные качества и применять станции с лучшими тактико-техническими характеристиками.

Мы рассмотрим только одноцелевые радиолокационные станции.

Станции обнаружения воздушных целей предназначаются для обнаружения самолетов противника с целью своевремен­ ного приведения в действие средств противовоздушной обо­ роны корабля или осуществления противовоздушного маневра.

Наличие таких станций на подводных лодках позволяет подводной лодке своевременно погрузиться в воду и избежать нападения самолетов противника. На кораблях, вооруженных зенитной артиллерией, эти станции дают возможность заблаго­ временно привести ее в боевую готовность, включить радиоло­ кационные станции управления огнем ствольной и реактивной артиллерии и обеспечить необходимые целеуказания и распре­ деление целей между огневыми средствами.

Станции этого типа, осуществляя круговой обзор простран­ ства, определяют курсовой угол и дальность цели. Высоту цели они, как правило, либо совсем не измеряют, либо определяют весьма приближенно, например, по входу цели в зону обна­ ружения станции.

Дальность действия корабельных станций обнаружения воздушных целей выбирается исходя из условий получения

329

необходимого упредительного времени и бывает обычно меньше дальности действия наземных станций обнаружения, применяе­ мых в войсках ПВО. Это в известной степени обусловлено не­ обходимостью сведения к минимуму габаритов аппаратуры станции и особенно их антенн, которые чаще всего размеща­ ются на мачтах или высоких палубных надстройках, что уве­ личивает пределы прямой видимости и предотвращает зате­ нение антенны палубными сооружениями при ее вращении.

Разрешающая способность и точность определения курсо- . вого угла цели зависят от того, каких размеров антенную си­ стему можно разместить на корабле или подводной лодке.

Как и в наземных станциях аналогичного назначения, в этих станциях обычно применяются индикаторы кругового обзора. Однако изображение на их экранах, если не принять специальных мер, будет ориентировано не относительно . стран света, а относительно курса корабля. Поэтому все отметки целей при повороте корабля также будут смещаться на соот­ ветствующий угол. Возможные методы стабилизации изобра­ жения мы рассмотрим в следующем разделе.

Следует упомянуть об одной особенности корабельных стан­ ций, связанной с тяжелыми эксплуатационными и особенно климатическими условиями, в которых они работают. Высокая влажность воздуха, присутствие соли в каплях и брызгах воды создают исключительно благоприятные условия для появления ржавчины, коррозии, окисления контактов и нарушения изоля­ ции, влекущих к выходу аппаратуры из строя. Поэтому при конструировании корабельной радиолокационной аппаратуры принимаются все возможные меры, обеспечивающие ее герме­ тизацию, хорошую просушку, вентиляцию, и применяются антикоррозийные сплавы и материалы.

Работают эти станции во время выполнения кораблем бое­ вого задания почти непрерывно, кроме тех редких случаев, когда кораблю или находящейся на поверхности моря подвод­ ной лодке не угрожает опасность воздушного нападения. Это предъявляет очень высокие требования к надежности работы станций.

Данные, получаемые от радиолокационной станции, посту­ пают на пост управления и к радиолокационным станциям активных средств ПВО корабля. С этой точки зрения такая станция выполняет также функции станции целеуказания.

Для облегчения боевой работы станции обнаружения мо­ гут иметь выносные индикаторы кругового обзора, устанавли­ ваемые на различных боевых постах.

Кроме выполнения своего основного назначения, станции обнаружения, работающие в диапазоне сантиметровых волн, могут применяться для обнаружения штормовых районов, дождевых и грозовых туч, а также ливневых дождей,

330 '

Применение радиолокационных станций в метеослужбе-бу­ дет рассмотрено в разделе, посвященном описанию радиоло­ кационной аппаратуры военно-воздушных сил.

Станции наведения истребителей устанавливаются на не­ которых типах тяжелых кораблей в тех случаях, когда соединение кораблей имеет авиационное прикрытие из истребителей, базирующихся на авианосце или береговых аэродромах.

По своим тактико-техническим характеристикам эти стан­ ции аналогичны наземным станциям наведения истребительной авиации. Конструктивно они различаются тем, что в корабель­ ных Станциях применяются устройства стабилизации антенны по бортовой и килевой качке корабля и аппаратура стабили­ зации изображения индикатора кругового обзора относительно линии севера.

Бортовая и килевая качка корабля, изменяя пространствен­ ное положение осей, вращения антенны по азимуту и углу места, вызывает дополнительные ошибки в определении ази­ мута и особенно высоты самолетов. Устранить влияние качки можно стабилизацией горизонтального положения платформы, па которой расположена антенна, или введением поправок в положение отметки целей на экранах индикаторов.

Для автоматической стабилизации положения платформы антенны за рубежом используются гироскопические устрой­ ства, которые управляют работой силовых приводов, компен­ сируют качку и удерживают платформу в горизонтальном по­ ложении. Такой метод компенсации особенно полезно приме­ нять в тех случаях, когда качка может привести к временной потере целей.

Компенсация качки корабля схемными методами, при ко­ торых в положение отметки цели на экране индикатора вво­ дятся необходимые поправки, позволяет избежать применения мощных силовых приводов и с этой точки зрения предпочти­ тельнее методов компенсации, основанных на стабилизации антенных платформ. Недостаток такой компенсации, особенно сильно проявляющийся при узких диаграммах направленно­ сти, заключается в отсутствии стабилизации зоны обнаружения станции и частом пропадании в связи с этим отметок целей.

Действительно, изменение при качке корабля положения нестабилизированной антенны приводит к соответствующему изменению положения диаграммы направленности антенны. В связи с этим при обзоре пространства перемещение диа­ граммы направленности может происходить таким образом, что цели, находящиеся в некоторых участках зоны обзора, не-будут облучаться зондирующим импульсом станции, а сле­ довательно, не будут обнаруживаться. Поэтому для увеличе­ ния надежности обнаружения целей приходится либо стабйли-

331

зировать антенны, либо расширять диаграмму направленно­ сти в вертикальной плоскости, о чем будех сказано ниже.

Потребность в стабилизации изображения на индикаторе кругового обзора по направлению обусловлена изменением от­ носительного азимута воздушных целей при изменении курса корабля.

Как легко убедиться, это связано с тем, что при повороте корабля угол поворота антенны в азимутальной плоскости за­ висит как от скорости вращения самой антенной системы, так и от угла поворота корабля. Линия же развертки на экране индикатора кругового обзора вращается синхронно с враще­ нием антенны относительно корпуса корабля, и поворот ко­ рабля не учитывается. Это затрудняет определение действи­ тельного положения самолетов противника и своих истреби­ телей и расчет истинного курса истребителя в точку перехвата целей.

Для стабилизации изображения по направлению прибегают к дополнительному, компенсирующему изменение курса ко­ рабля повороту механизма, связывающего антенну с откло­ няющей системой индикатора кругового обзора станции. Бла­ годаря такому повороту положение линии развертки стабили­ зируется относительно линии севера независимо от изменения курса корабля. При этом изображение на экране индикатора остается все время ориентированным относительно стран света; изменяется же положение линии, указывающей курс корабля.

Метод определения действительного положения самолетов, решения задачи встречи и определения курса истребителя

В некоторых станциях применяют другой метод стабилиза­ ции изображения по направлению: при изменении курса ко­

индикатора. Этот метод, представляющий собой по существу метод ориентирования изображения, более прост конструк­ тивно. Однако при нем изображение на экране индикатора вра­ щается, что затрудняет прокладку истинного курса цели и раз­ мывает изображение, так как при повороте корабля сигналы от одной и той же цели воспроизводятся при каждом обороте антенны в разных точках экрана.

Станции привода и посадки самолетов применяются на авианосцах для обеспечения привода и посадки своих истреби­ телей, самолетов-разведчиков и самолетов других назначений, возвращающихся с боевого задания. Такие радиолокационные станции должны обеспечивать обнаружение своих самолетов на значительных удалениях, определение их положения с целью передачи на самолеты команд о курсе для вывода са­

332

молета к авианосцу, а также наблюдение за положением са­ молетов в ближней зоне,и в момент посадки, чтобы повысить безопасность посадки самолетов на палубу авианосца.

Авианосцы могут также иметь мощные станции дальнего об­ наружения и управления противовоздушными средствами ко­ рабля. Такие станции определяют дальность, азимут и угол места (высоту) полета самолетов и с помощью входящих в комплект аппаратуры счетно-решающих приборов обеспечи­ вают выработку данных,, необходимых для вывода истреби­ теля-перехватчика в район цели.

Станции обнаружения надводных целей. Кроме выполне­ ния своего основного назначения — обнаружения надводных целей, эти станции используются для навигации при плавании в прибрежной полосе и узкостях, особенно в темноте и днем при плохой видимости. Они применяются также при совмест­ ном плавании кораблей в строю для предотвращения их столк­ новений.

Возможность обнаружения буев и бакенов с помощью этих станций позволяет кораблям при отсутствии оптической види­ мости обнаруживать проходы в боновых и минных загражде­ ниях, а при плавании в северных и южных полярных широ­ тах эти же станции могут использоваться и для определения границ ледового поля и отыскания проходов в нем.

Станции данного типа осуществляют круговой обзор про­ странства и обладают сравнительно высокой точностью опре­ деления координат и разрешающей способностью (особенно если на кораблях, где они устанавливаются, нет» станции управления стрельбой по надводным целям).

Для повышения дальности действия станций, ограничивае­ мой в первую очередь кривизной Земли, антенную систему стремятся разместить как можно выше, например на одной из мачт корабля. При достаточно высоком расположении антенн станции обнаруживают крупные корабли на расстояниях 40— 50 км, средние корабли — на расстояниях 20—30 км, а под­ водные лодки, идущие под перископом,— на расстояниях

4—6 км.

Радиолокационные станции обнаружения надводных целей, как правило, не имеют .стабилизации антенн от качки, потому что стабилизация приводит к усложнению конструкции,'делает антенны громоздкими и тяжелыми, что особенно нежелательно для антенн, располагаемых в верхней части мачт. Введение стабилизации усложняет также схему и конструкцию всей станции.

Периодическое пропадание целей, обусловленное качкой корабля, предотвращается в этих станциях в большинстве слу­ чаев применением диаграммы направленности с вертикальным раствором, превышающим возможный крен корабля в плоско­ сти визирования (рис. 184).

333

Для получения радиолокационной карты береговой полосы в станциях прибегают к стабилизации изображения на экране индикатора кругового обзора методом дополнительного пово­ рота его отклоняющей системы. При такой стабилизации, как уже говорилось выше, получается неподвижное неразмытое изображение береговой полосы и сигналов от надводных целей. Курс корабля указывается в этом случае специальной стрел­ кой, направление которой меняется в соответствии с поворо­ том корабля.

Рис. 184. Предотвращение пропадания цели при качке корабля приме­ нением диаграмм направленности с широким раствором в вертикальной плоскости

При использовании этих станций для целеуказания стан­ циям орудийной наводки и станциям реактивных систем класса «корабль — корабль» стабилизация изображения по направле­ нию обычно не применяется, так как это затрудняет ориенти­ рование.

Для сокращения времени передачи данных об обнаружен­ ных целях на боевые посты и повышения надежности целе­ указания станции обнаружения надводных целей имеют обычно несколько выносных индикаторов. По выносному ин­ дикатору командир корабля оценивает надводную обстановку и производит целераспределение. Данные о координатах це­ лей, с которыми должна вести бой соответствующая боевая система (орудия главного или универсального калибра, реак­ тивная система класса «корабль — корабль» и т. п.), по ли­ ниям синхронной связи передаются операторам соответствую­ щих радиолокационных станций и используются расчетами последних для поимки указанной цели.

Станция управления стрельбой корабельной ствольной ар­ тиллерии по воздушным целям. К этому классу станций отно­ сятся станции управления огнем зенитной артиллерии и артил­ лерии универсального калибра. В последнем случае станции используются для определения текущих координат как воз­ душных, так и надводных целей. Целеуказание станции полу­

334

правлению рассчитывается в этих случаях таким образом, чтобы цель не выходила из диаграммы направленности стан­ ции даже при резких изменениях курса корабля. Это приводит к дополнительному усложнению аппаратуры и повышению мощности электродвигателей вращения антенны.

К конструктивным особенностям описываемых станций от­ носится также размещение антенн.на платформах, горизон­ тальное положение которых стабилизируется с высокой точно­ стью. Станции малокалиберной зенитной артиллерии в ряде случаев размещаются вместе с орудиями на одной платформе или даже на одном поворотном устройстве (рис. 185).

Операторы корабельных станций управления стрельбой по воздушным целям работают следующим образом. Получив целеуказание от станции обнаружения воздушных целей, они производят ручной или автоматический поиск в указанном сек­ торе; обнаружив цель, они наводят на нее диаграмму направ­ ленности станции и переводят аппаратуру в режим полуавто­ матического или автоматического сопровождения. Работа стан­ ции в этом режиме продолжается до момента уничтожения цели, выхода ее из зоны действия станции или получения команды о переходе на сопровождение другой цели.

Станции управления стрельбой ствольной корабельной ар­ тиллерии по надводным целям используются для точного опре­ деления текущих координат надводных Целей и управления огнем артиллерии главного калибра. Дальность действия станций выбирается с таким расчетом, чтобы координаты це­ лей точно определялись с расстояний, обеспечивающих откры­ тие огня с предельных дальностей стрельбы. Сопровождение целей может быть ручным, полуавтоматическим или автома­ тическим. Точность определения координат целей очень высо кая, поэтому управление огнем батарей главного калибра с помощью радиолокационных средств осуществляется в боль­ шинстве случаев не только ночью, но и днем, так как оптиче­ ские приборы имеют меньшие дальность действия и точность определения координат (особенно дальность).

Описываемым станциям свойственна также высокая раз­ решающая способность, что позволяет корректировать стрельбу по всплескам от снарядов. Это резко повышает действитель­ ность огня корабельной артиллерии при стрельбе по надвод­ ным целям.

Для улучшения условий корректировки стрельбы станции этого типа имеют обычно дополнительный индикатор откло­ нений. На экране этого индикатора в увеличенном масштабе воспроизводится надводная обстановка в районе обстрели­ ваемой цели (рис. 181). Пользуясь изображением на экране этого индикатора, определяют отклонение точек падения сна­ рядов от цели по дистанции и углу и вводят соответствующие поправки в приборы управления стрельбой..

336

Антенны станций управления стрельбой размещаются так,

в горизонтальной плоскости.

Работают станции следующим образом. Боевой расчет стан­ ции, получив команду на сопровождение цели и приняв ука­ зание о ее местоположении от станции обнаружения надвод-. ных целей, производит поиск. После обнаружения цели, на что тратится несколько секунд, станция переводится в режим со­ провождения цели. Определяемые при этом точные данные о текущих координатах цели автоматически вводятся в прибор управления огнем, который вырабатывает исходные данные для стрельбы.

После каждого выстрела расчет станции определяет место падения -снарядов относительно обстреливаемой цели. На основании этих данных в прибор вводятся поправки, до тех пор, пока залп не накроет цель. После этого расчет перехо­ дит на поражение цели. Благодаря высокой точности работы станции, автоматизации управления стрельбой и быстроте определения ошибок стрельбы с момента открытия огня до момента поражения цели обычно проходит незначительное время.

Однако явление отражения радиоволн от морской воды, на котором основано корректирование стрельбы по надвод­ ным целям, имеет, кроме положительных, и отрицательные свойства. Дело в том, что радиосигналы, излучаемые радио­ локационными станциями вдоль морской поверхности, до­ вольно хорошо отражаются от морских волн. При большом волнении эти отражения могут быть настолько интенсивными, что обнаружение небольших надводных целей будет значи­ тельно усложнено. .

Поэтому в береговых и корабельных радиолокационных станциях, предназначенных для обнаружения и сопровожде­ ния надводных целей, обычно применяют различные схемные методы, снижающие засветку экранов индикаторов отраже­

ниями от волн.

Станции управления торпедной стрельбой устанавливаются на подводных лодках, торпедных катерах и других кораблях, имеющих торпедное вооружение. Часто эти станции бывают многоцелевыми: на кораблях малого тоннажа они могут также использоваться для обнаружения надводных целей, а на ко­ раблях, вооруженных артиллерией,— для управления артил­

водных лодках и торпедных катерах предельная дальность ра­ диолокационного обнаружения целёй ограничивается, как правило, не мощностью передатчика и чувствительностью приемника, а низким расположением антенны относительно уровня моря.

Небольшие габариты антенн станций, устанавливаемых на малых кораблях и подводных лодках, приводят к ухудшению разрешающей способности станции по курсовому углу и тре­ буют применения радиоволн сантиметрового диапазона. Ста­ билизация антенн в этом случае не применяется, так как ши­ рокая диаграмма излучения в вертикальной плоскости, полу­ чаемая при небольших размерах антенны, компенсирует колебания антенной системы, вызванные качкой корабля.

Точность определения координат целей выбирается исходя из точности торпедной, а если станция многоцелевая — и ар­ тиллерийской стрельбы.

При установке этих -станций на торпедных катерах радио­ локационная аппаратура работает в исключительно тяжелых условиях. Непрерывная вибрация корпуса катера, частые пе­ риодические удары, вызывающие сотрясение всего корпуса, высокая влажность воздуха и возможность попадания на по­ верхность блоков большого количества воды — все это без при­ нятия специальных мер привело бы к быстрому выходу аппа­ ратуры из строя или нарушению ее нормальной работы, сни­ жению дальности и точности определения координат. Поэтому при конструировании таких станций прибегают к специальным мерам амортизации и применяют влаго- и брызгонепроницае­ мые радиотехнические блоки.

Станции управления зенитным реактивным оружием. На­ ряду со ствольной артиллерией на современных кораблях мо­ гут устанавливаться управляемые реактивные системы, приме­

ными системами используются станции наведения реактивного снаряда на цель, по принципу работы аналогичные наземным станциям управления стрельбой зенитных реактивных устано­ вок. Различие в этих станциях заключается главным образом в их конструктивном выполнении.

Для наведения зенитных управляемых снарядов на цель в этих станциях может использоваться метод передачи команд, наведения по радиолучу или аппаратура самонаведения.

При использовании метода передачи команд или наведе­ ния по лучу для определения положения снаряда (величины и направления отклонения его траектории от требуемого на­ правления полета) может применяться радиолокатор сопро­ вождения цели. Однако при этом траектория полета снарядов не должна выходить из диаграммы направленности радиоло­

338