Верба В.С. - Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (Системы мониторинга) - 2008
.pdfВ.С. Верба
АВИАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА И НАВЕДЕНИЯ
Состояние и тенденции развития
УДК 621.396.96 В31
ББК 32.95
Научная серия «Системы мониторинга воздушного, космического пространства и земной поверхности»
Р е д а к ц и о н н а я |
к о л л е г и я : |
главный редактор - докт. техн. наук, проф. B.C. Верба |
|
зам. гл. редактора - канд. техн. наук, проф. В.И. Меркулов
члены редколлегии: чл.-корр. РАН |Л.Д. Бахрах|; ст. научн. сотр., докт. техн. наук В.А. Гандурин; докт. техн. наук, проф. А.П. Курочкин; академик РАН А.Л. Микаэлян; докт. техн. наук, проф. Л. Б. Неронский; ст. научн. сотр., канд. техн. наук В.А. Плющев; чл.-корр. РАН А.П. Реутов; докт. воен. наук, проф. А.Т. Силкин; докт. техн. наук В.Н. Шахгеданов; чл.-корр. РАН В.Б. Штейншлейгер
Р е ц е н з е н т ы :
академик РАН И.Б. Фёдоров;
засл. деятель науки РФ, докт. техн. наук, проф. СВ. Игольников; засл. деятель науки и техники РФ, лауреат Государственной премии СССР,
докт. техн. наук, проф. Г.С. Кондратенков
Верба В. С.
В31 Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Состоя ние и тенденции развития. - М.: Радиотехника, 2008. - 432 с: ил. (Серия «Системы мониторинга воздушного, космического пространства и земной поверх ности», редактор серии B.C. Верба).
ISBN 978-5-88070-204-6
Данная монография - вторая книга из серии «Системы мониторинга воздушного, космического пространства и земной поверхности» - посвящена анализу современного состояния и тенденций развития отечественных и зарубежных авиационных комплек сов радиолокационного дозора и наведения; содержит результаты многолетних теоре тических и экспериментальных исследований автора, ведущих отечественных ученых и инженеров, отражающих различные аспекты построения и разработки бортовых ра диолокационных систем этого назначения.
Предназначена для специалистов в области радиолокации, управления, создания сложных технических систем, а также аспирантов и студентов старших курсов высших учебных заведений авиационного и радиотехнического профиля.
ISBN 978-5-88070-204-6
УДК 621.396.96 ББК 32.95
© Автор, 2008 © Издательство «Радиотехника», 2008 САЙНС-ПРЕСС, оригинал-макет, оформление, 2008
ОГЛАВЛЕНИЕ
Вступительное слово академика РАН Е.А. Федосова |
8 |
От автора |
9 |
Предисловие |
11 |
Введение |
13 |
ЧАСТЬ 1 |
|
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ БОЕВОГО |
|
ПРИМЕНЕНИЯ АВИАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ |
|
РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА И НАВЕДЕНИЯ |
22 |
ГЛАВА 1. Оперативно-стратегическое назначение и опыт боевого |
|
применения авиационных комплексов радиолокационного |
|
дозора и наведения |
22 |
1.1. Предназначение и задачи, решаемые авиационными |
|
комплексами радиолокационного дозора и наведения |
|
в кризисных ситуациях на стратегических направлениях |
22 |
1.2. Задачи, решаемые авиационными комплексами |
|
радиолокационного дозора и наведения при отражении |
|
воздушного нападения |
29 |
1.3. Опыт боевого применения авиационных комплексов |
|
радиолокационного дозора и наведения (АВАКС) |
|
в Югославии и Ираке |
31 |
1.3.1. «Буря в пустыне» 17. 01.-23.02.1991 г., Персидский залив |
32 |
1.3.2. «Лиса в пустыне» 17.12.-20.12. 1998 г., Персидский залив |
34 |
1.3.3. «Решительная сила» 24.03.-10.06. 1999 г., Балканы |
34 |
1.3.4. «Операция «Свобода Ираку» 20.03.-15.04 2003 г., Ирак |
35 |
1.4.Использование авиационных комплексов радиолокационного дозора и наведения при решении антитеррористических
и других задач |
37 |
1.5. Структура и особенности взаимодействия авиационных |
|
комплексов радиолокационного дозора и наведения |
|
с потребителями информации |
39 |
1.6. Показатели эффективности применения авиационных |
|
комплексов радиолокационного дозора и наведения |
44 |
1.7. Состав авиационных комплексов радиолокационного дозора |
|
и наведения и режимы их функционирования |
51 |
Литература |
57 |
ГЛАВА 2. Принципы построения бортовой радиолокационной системы |
|
авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения |
58 |
2.1. Функциональные задачи и структурная схема бортовой |
|
радиолокационной системы |
58 |
2.2. Энергетический потенциал бортовой радиолокационной |
|
системы |
64 |
2.3. Радиолокационные характеристики целей |
66 |
2.3.1. Радиолокационные характеристики воздушных целей |
66 |
2.3.2. Радиолокационные характеристики морских целей |
72 |
2.3.3. Радиолокационные характеристики наземных целей |
74 |
2.3.4. Радиолокационные характеристики земной и водной |
|
поверхностей |
75 |
2.4. Характеристики среды распространения электромагнитных |
|
волн |
79 |
2.5. Передающее устройство |
83 |
2.6. Антенная система |
86 |
2.7. Приемное устройство |
90 |
2.8. Алгоритмы обработки сигналов |
94 |
2.8.1. Обнаружение низколетящих целей |
94 |
2.8.2. Оценка характеристик обнаружения низколетящих воздушных |
|
целей БРЛС с квазинепрерывным излучением |
104 |
2.8.3. Обнаружение загоризонтных воздушных целей |
112 |
2.8.4. Обнаружение надводных целей |
114 |
2.8.5. Особенности алгоритмов обнаружения воздушных целей БРЛС, |
|
работающей в Р-диапазоне |
115 |
2.8.6. Зоны обзора и режимы работы БРЛС |
116 |
Литература |
118 |
ГЛАВА 3. Системы и алгоритмы обработки радиолокационной |
|
информации |
119 |
3.1. Алгоритмы первичных измерений координат целей |
119 |
3.1.1. Характеристики данных сигнального процессора |
119 |
3.1.2. Принципы алгоритмов формирования первичных |
|
радиолокационных измерений |
123 |
3.2 Алгоритмы сопровождения целей в бортовой радиолокационной |
|
системе авиационного комплекса радиолокационного |
|
дозора и наведения |
135 |
3.2.1. Общие положения |
135 |
3.2.2. Алгоритмы АСЦРО с идентификацией измерений |
|
в стробах отождествления и а-, β-фильтрацией |
137 |
3.2.3. Сопровождение целей и фильтрация траекторий |
143 |
3.3. Алгоритмы автоматического сопровождения целей в режиме |
|
обзора с адаптивной коррекцией прогноза и бесстробовой |
|
идентификацией радиолокационных измерений |
146 |
Литература |
160 |
ГЛАВА 4. Помехозащищенность бортовой радиолокационной |
|
системы |
162 |
4.1.Показатели помехозащищенности бортовой радиолокационной системы. Принципы достижения требуемого уровня
помехозащищенности |
163 |
4.2.Предложения по технической реализации заданного уровня помехозащищенности бортовой радиолокационной
системы |
176 |
4.3.Помехоустойчивые алгоритмы вторичной обработки информации в БРЛС при автоматическом сопровождении
целей в режиме обзора |
182 |
4.4. Методы и алгоритмы функционирования подсистемы |
|
сопровождения целей-постановщиков активных помех |
|
по пеленговой информации бортовой радиолокационной |
|
системы |
205 |
4.4.1. Кинематический метод оценки координат целей-ПАП |
205 |
4.4.2. Метод и реализующий его алгоритм самотриангуляции в БРЛС |
|
для сопровождения целей-ПАП |
210 |
4.5.Метод защиты от ответных импульсных помех, основанный на совместном применении разностно- и суммарно-дальномерного способов определения
координат |
218 |
Литература |
224 |
ГЛАВА 5. Особенности построения и функционирования системы |
|
наведения истребителей на воздушные цели |
225 |
5.1. Особенности построения и режимы работы системы наведения |
|
истребителей на воздушные цели |
225 |
5.2. Методы наведения самолетов на воздушные цели |
228 |
5.2.1. Особенности дальнего наведения истребителей |
229 |
5.2.2. Методы наведения в горизонтальной плоскости |
232 |
5.2.3. Методы наведения по высоте |
236 |
5.3. Координированное наведение групп летательных |
|
аппаратов |
240 |
5.4. Полуавтономные действия наводимых летательных |
|
аппаратов |
244 |
5.5. Принципы построения и особенности функционирования |
|
командных радиолиний |
247 |
5.5.1. Общие сведения о командных радиолиниях управления |
247 |
5.5.2. Шифраторы и дешифраторы командной радиолинии |
|
с кодово-импульсной модуляцией |
251 |
Литература |
256 |
ЧАСТЬ 2 |
|
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ |
|
РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА |
|
И НАВЕДЕНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ |
257 |
ГЛАВА 6. Направления формирования технического облика |
|
авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения |
|
нового поколения |
257 |
6.1.Стратегические, оперативные и тактические факторы, влияющие на облик авиационного комплекса радиолокационного
дозора и наведения |
257 |
6.2. Экономические факторы, влияющие на облик авиационных |
|
комплексов радиолокационного дозора и наведения |
269 |
6.2.1. Многофункциональность АК РЛДН |
271 |
6.2.2. Экономичные боевые режимы работы АК РЛДН |
273 |
6.2.3. Снижение потерь самолетов |
276 |
6.3. Технологические факторы, влияющие на облик авиационных |
|
комплексов радиолокационного дозора и наведения |
277 |
6.4. Живучесть авиационных комплексов радиолокационного |
|
дозора и наведения |
281 |
6.5. Режимы работы авиационных комплексов радиолокационного |
|
дозора и наведения нового поколения |
290 |
Литература |
297 |
ГЛАВА 7. Тенденции развития интегрированных авиационных |
|
информационно-управляющих комплексов |
301 |
7.1. Направления модернизации и развития информационно- |
|
управляющих комплексов |
301 |
7.2. Тактико-технические характеристики бортовых |
|
радиолокационных систем перспективных комплексов |
310 |
7.3. Бортовая радиолокационная система с цифровой активной |
|
фазированной антенной решеткой перспективного комплекса |
317 |
7.4.Перспективные комплексы, оснащенные бортовыми радиолокационными системами с активными антенными
решетками |
325 |
7.4.1. Комплекс типа АВАКС с БРЛС MESA |
325 |
7.4.2. Система дальнего радиолокационного обнаружения |
328 |
и управления «Фалкон» на самолете Боинг-707 |
|
7.4.3. Система дальнего радиолокационного обнаружения |
331 |
и управления «Фалкон» на самолете Ил-76ТД |
|
7.4.4. Самолет дальнего радиолокационного обнаружения |
336 |
и управления SAAB 100B «АРГУС» системы FSR-890 |
7.4.5. Палубный самолет дальнего радиолокационного обнаружения |
341 |
и управления «Хокай-2000» с БРЛС типа АФАР |
|
7.4.6. Самолет базовой патрульной авиации Р-8А «Посейдон» |
344 |
7.4.7. Информационно-разведывательные комплексы на аэростатах |
345 |
и дирижаблях |
|
Литература |
348 |
ГЛАВА 8. Тенденции развития систем командного управления |
|
авиационных комплексов ридиолокационного дозора |
|
и наведения |
349 |
8.1. Основные направления совершенствования методов |
|
наведения |
249 |
8.2. Способы повышения скрытности методов наведения |
353 |
8.3. Методы наведения на наземные объекты |
359 |
8.3.1. Оптимизация метода командного наведения |
360 |
летательных аппаратов на наземные цели |
|
8.3.2. Оптимизация алгоритмов наведения на малоразмерные |
|
наземные цели при использовании активного синтезирования |
364 |
апертуры антенны |
|
8.4. Управление летательными аппаратами в многопозиционных |
|
системах наведения |
371 |
8.5. Особенности управления летательными аппаратами |
|
при решении различных задач |
380 |
8.6. Перспективы развития командных радиолиний управления |
385 |
8.6.1. Командные радиолинии управления со сложными сигналами |
385 |
8.6.2. Особенности построения бортовой аппаратуры приема команд |
391 |
наведения и активного ответа |
|
8.7. Авиационный комплекс радиолокационного дозора |
|
и наведения как элемент глобальной сетецентрической |
|
информационно-управляющей системы |
393 |
8.8. Управление информационными возможностями |
|
авиационного комплекса радиолокационного дозора |
|
и наведения |
402 |
Литература |
419 |
Заключение |
422 |
Перечень сокращений |
424 |
В научной серии «Системы мониторинга воздушного, космического про странства и земной поверхности» вышла монография, в которой впервые рассматривается широкий круг теоретических и прикладных вопросов по строения и функционирования авиационных комплексов радиолокационно го дозора и наведения (АК РЛДН), одного из самых сложных видов инфор мационно-управляющих систем воздушного базирования.
Отличительной особенностью монографии является изложение ма териала в двух частях. В первой части отражено современное состояние АК РЛДН, во второй — перспективы на ближайшее и более отдаленное бу дущее, включая их интеграцию в глобальную сете центрическую информа ционно-управляющую систему. Несомненным достоинством книги явля ется обоснование тенденций развития АК РЛДН с учетом не только воен ных, но и экономических и технологических аспектов, позволяющих провести всесторонне взвешенный комплексный анализ принимаемых но вых конструкторских решений.
Перед автором стояла сложная задача объединить в одной книге раз нородные сведения и подходы к построению бортовых радиолокационных систем и использующих их информацию систем наведения на различные типы воздушных и наземных объектов. На мой взгляд, он нашел удачное решение этой проблемы.
Автор книги - известный ученый, крупный специалист в области ра диолокации и радиоуправления, являясь Генеральным конструктором Рос сийской Федерации по системам и комплексам разведки, дозора и управле ния авиационного базирования, возглавляет крупнейший в стране научноисследовательский центр, занимающийся разработкой сложных информа ционно-управляющих систем воздушного и космического базирования.
Книга, содержащая большой объем фактического материала, в том числе и справочного, а также новые подходы к проектированию сложных информационно-управляющих систем, будет полезна широкому кругу чи тателей: от инженеров-проектировщиков и эксплуатационников до руко водителей крупных научных подразделений. Несомненно, она будет полезна преподавателям, аспирантам и студентам вузов авиационного и радио технического профиля.
Академик РАН |
Е. А. Федосов |
Ученым, конструкторам, инженерам, испытателям, военным специалистам —
создателям отечественных АК РЛДН посвящается...
Дорогие читатели!
Вашему вниманию предлагается книга, в которой изложена позиция головного предприятия ОАО «Концерн радиостроения «Вега», совета главных конструк торов и автора на проблемы разработки авиационных комплексов радиолокаци онного дозора и наведения (АК РЛДН), являющихся наиболее сложными инфор
мационно-управляющими |
системами |
воздушного |
базирования. |
В |
монографии |
||||||
дан концептуальный анализ |
состояния |
и перспектив развития АК РЛДН. |
|||||||||
Летом |
2008 г., когда работа над |
книгой уже |
была |
близка к завершению, к |
|||||||
глубокому |
сожалению, |
из жизни ушел великий |
ученый |
и человек, |
работавший |
||||||
на нашем |
предприятии |
63 |
года, |
длительное |
время |
возглавлявший антенный |
|||||
отдел, ученик |
А.А. Пистолькорса |
— |
Лев Давидович Бахрах. Результаты фун |
||||||||
даментальных |
исследований |
А.А. |
Пистолькорса |
и |
его |
учеников |
Л |
Д. Бахраха, |
|||
АЛ. Микаэляна и др. легли в основу создания многих сложнейших технических
систем, в |
том числе радиолокаторов АК РЛДН. Лев Давидович Бахрах вместе |
|
с членами |
научно-технического совета предприятия, коллегами по |
науке — |
академиком |
РАН А.Л. Микаэляном, членом-корреспондентом РАН А.П. |
Реуто |
вым (в прошлом заместитель министра радиопромышленности СССР) был одним из инициаторов написания этой книги, считая, что обязанностью лиде ров нашего предприятия является не только создание передовых образцов техники, но и научно-педагогическая деятельность: научный анализ текущего состояния разработок и тенденций их развития, подготовка новых поколений ученых и специалистов, популяризация лучших отечественных достижений в науке и технологиях.
Во многом благодаря настойчивости и поддержке этой тройки патриар хов российской науки и нашего предприятия, удалось довести идею написания такой книги до ее логического завершения.
Создание в 70-х годах прошлого |
века АК РЛДН А-50 с комплексом |
|
«Шмель» является |
одним из важнейших научно-технических достижений не |
|
только коллектива |
нашего предприятия |
и предприятий кооперации, но и всего |
отечественного авиа- и радиостроения. |
Огромный вклад в создание отечест- |
|
венных АК РЛДН внесли: Бахрах Л.Д., Васильев А.В., Воронцов В.М., Гандурин В.А., Иванов В.П., Иванов В.П. мл., Карпеев В.И, Мельников Л.Я., Мина ев С.Н., Петров Л.Н., Погрешаев В.Ф., Резепов О.В., Станишнев-Коновалов В.Ф., Трофимов А.А. и многие другие известные и (в силу известных причин) неиз вестные ученые, конструкторы, инженеры, испытатели, военные специали сты. Сегодня новое поколение разработчиков трудится над модернизацией и созданием отечественных АК РЛДН, воплощающих в себе самые современные достижения науки и техники.
Всем, кто создавал отечественные АК РЛДН и работает над этими про блемами в настоящее время, посвящается эта книга. В ней впервые изложены основные принципы и проблемы создания таких систем и тенденций их раз вития в будущем.
Выражаю огромную благодарность и искреннюю признательность со трудникам предприятия, коллегам по совету главных конструкторов, рецен зентам, чьи замечания, советы и рекомендации, а также многочисленные кон структивные обсуждения, постоянная поддержка в процессе работы позво лили улучшить содержание книги и завершить этот многолетний труд.
С уважением, |
В. С. Верба |