Верба В.С. - Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (Системы мониторинга) - 2008

чивают радиолокационные визирные системы. Кроме того, при прочих равных условиях БРЛС обеспечивает в любых метеоусловиях наибольшую дальность захвата цели на автосопровождение, предопределяя тем самым наименее жест­ кие требования к продолжительности функционирования радиоэлектронной системы управления на этапе самонаведения.

Проблема сопряжения методов управления, используемых на этапах даль­ него и ближнего наведения, становится более актуальной в связи с перспекти­ вой смешанного управления, подразумевающего совместное использование методов командного наведения и самонаведения. В рамках этой концепции в основе этих методов должны лежать одни и те же закономерности, требующие одинакового информационного обеспечения и отличающегося только конеч­ ным представлением параметра рассогласования.

Еще одной особенностью перспективных методов наведения является их согласование с перечнем и дискретностью передачи управляющих сигналов командной радиолинией управления. В существующих КРУ управляющие сиг­ налы традиционно передаются в виде требуемых значений курса ψ, высоты Η и скорости V [2]. Однако потребности наведения на сверхманевренные и гипер­ звуковые летательные аппараты предопределяют и необходимость передачи ряда дополнительных фазовых координат, в том числе и производных дально­ сти, высоты и скорости.

Кроме того, при наведении на эти типы ЛА требуются существенно мень­ шие временные интервалы передачи команд, что обусловливает использование в БРЛС АК РЛДН фазированной антенной решетки и увеличение пропускной способности КРУ.

В перечне ограничений, налагаемых информационными системами на возможности методов наведения обеспечивать всеракурсный перехват, одно из важнейших мест занимает наличие зон доплеровской режекции [16]. Наличие этих зон, обусловленных доплеровским принципом построения бортовых РЛС, приводит к потере информации о целях или наводимых ЛА, движущихся на ракурсах, близких к четырем четвертям (90°) к линии визирования.

Радикальных средств снижения отрицательного влияния зон режекции на информационные возможности АК РЛДН до настоящего времени не найдено. Наиболее приемлемым способом снижения этого недостатка является одно­ временное использование нескольких АК РЛДН в рамках единой многопози­ ционной информационно-управляющей системы.

Еще одним очень серьезным ограничением, налагаемым информационны­ ми системами на используемые методы наведения, является применение про­ тивником средств радиоэлектронного подавления, применение которых приво­ дит к потере информации, поступающей от БРЛС. Следует подчеркнуть, что снижение влияния радиопротиводействия противника может быть достигнуто за счет как повышения эффективности средств помехозащиты, так и за счет

специальных методов наведения с повышенной скрытностью [17], суть некото­ рых из них изложена в п.8.2.

Способы получения алгоритмов траекторного управления, удовлетворяю­ щих изложенным выше требованиям, могут быть различными. Из них наиболее предпочтительными являются способы, одновременно наилучшие по точности и экономичности, обеспечивающие минимум квадратичных функционалов ка­ чества, в которых учитываются и ошибки управления, и затраты энергии на его осуществление. Эта задача решается при использовании математического ап­ парата статической теории оптимального управления (СТОУ) [33, 34]. В про­ стейшем случае аппарат СТОУ для системы

(8.1) предназначенной для отработки процесса

(8.2) при наличии измерений

(8.3) позволяет сформировать сигнал управления

(8.4)

оптимальный по минимуму локального функционала качества

(8:5)

- n-мерные векторы требуемых и управляемых ко­

ординат; F и FT - динамические матрицы, учитывающие внутренние связи процессов (8.1) и (8.2); Ву - матрица эффективности r-мерного (г<п) вектора сигналов управления и; ζ — m-мерный (m < 2п) вектор измерения; Η - модуля­ ционная матрица связи обобщенного вектора состояния и измере­ ний; Q и К - матрицы штрафов за точность функционирования и величину сигналов управления; - векторы оптимальных оценок процессов (8.1)

и(8.2); Μ - математическое ожидание функционала (8.5) при условии, что имеются измерения (8.3).

Следует подчеркнуть, что в зависимости от выбранных моделей (8.1)-(8.3)

ифункционала качества (8.5) могут быть получены различные варианты мето­ дов наведения.

ект становится лишь неизлучающим средством доставки ракет в область пуска. Конечным этапом этого приема является выдача команд целеуказания ракетам непосредственно с АК РЛДН либо после включения РЛС самолета-доставщика на очень короткое время, достаточное лишь для формирования этих команд [17].

Предпосылками реализации этого способа являются увеличенная даль­ ность действия РЛС АК РЛДН и ее способность обращаться к цели с малым временным интервалом за счет использования ФАР, а также большие зоны за­ хвата цели по угловым координатам современных радиолокационных головок самонаведения [2].

Рассмотренный прием имеет еще одно достоинство: он позволяет расши­ рить поле условий применения ракет дальнего боя для вариантов, когда даль­ ность их пуска превышает дальность захвата цели бортовыми РЛС истребителя [24]. Необходимо, однако, подчеркнуть, что для обеспечения дальнего пуска ракет необходимо знать тип ракеты, формировать на АК РЛДН команду, по ко­ торой начинается ее подготовка к пуску, и рассчитывать условия формирова­ ния команды «пуск разрешен»:

молета, максимально и минимально разрешенные дальности пуска; φΓ и φΒ - бортовые пеленги целей в горизонтальной и вертикальной плоскостях с наво­ димого истребителя.

Дальнейшим развитием этого приема является передача на пущенную ра­ кету команд радиокоррекции (РК) непосредственно с АК РЛДН (рис. 8.1). Для решения последней задачи необходимо согласование частотных диапазонов работы РЛС АК РЛДН и радиолокационных головок самонаведения ракет.

Другой прием скрытного наведения основан на использовании полуактив­ ного режима, суть которого состоит в том, что АК РЛДН облучает цель, а РЛС управляемого самолета работает в режиме приема вплоть до точки пуска раке­ ты (рис. 8.2) и по возможности с формированием команд радиокоррекции. Не­ достатком этого приема является необходимость согласования частотных диа­ пазонов РЛС АК РЛДН и РЛС наводимого самолета.

Более сложной разновидностью этого способа, позволяющей избежать со­ гласования частотных диапазонов, является использование двух АК РЛДН, один из которых на большой дальности облучает цель, а второй, принимая от­ раженный от нее сигнал, оценивает все необходимые фазовые координаты и формирует команды наведения для управляемого самолета, движущегося в ре­ жиме радиомолчания вплоть до пуска ракет по этой цели (рис. 8.3).

Рис. 8.2

Рис. 8.3

Достоинством полуактивного способа является возможность выполнения скрытного всеракурсного наведения самолетов на любые типы радиоконтраст­ ных целей. Недостатки - сложности синхронизации излучающей и приемной систем, необходимость согласования плоскостей поляризации передающей и приемной антенн, усложнения алгоритмов обработки сигналов на приемной стороне и уязвимость от средств функционального поражения [15].

Еще один вариант повышения скрытности ударного самолета — ис­ пользование для наведения на одну цель двух истребителей. В такой ситуации

один из них (И1, рис. 8.4) выводится по командам АК РЛДН на рубеж захват* цели его бортовой РЛС по одному из известных алгоритмов. В это время вто­ рой истребитель (И2) выполняет полуактивное самонаведение на цель по сиг­ налам, излученным И1 и отраженным от цели. При этом сигналы радиокоррек­ ции для ракет целесообразно формировать на первом истребителе. В рамка? такого способа второй истребитель используется лишь как средство достави оружия в область его применения. Достоинством такого приема является воз­ можность избежать необходимости согласования частот сигналов, используе мых в АК РЛДН и истребителях.

И2

Рис. 8.4

Наиболее скрытным вариантом является использование пассивных режи­ мов работы с применением станций радиотехнической разведки и бортовоъ РЛС при работе по радиоизлучающим целям (рис. 8.5).

Достоинством такого режима является отсутствие демаскирующего излу­ чения БРЛС АК РЛДН, основными недостатками - ограничение класса пора­ жаемых целей радиоизлучающими объектами и возможность наведения на нш истребителей только в заднюю полусферу на основе разновидностей методг погони [31]. Диапазон возможных ракурсов перехвата может быть расширен з< счет использования метода последовательных упреждений [34], при которое параметр рассогласования в горизонтальной плоскости для управляемого JLA формируется по правилу

(8.6;

где - бортовой пеленг и угловая скорость линии визирования цели с наводимого самолета; К и Κω - весовые коэффициенты.

Рис. 8.5

Для реализации всеракурсных методов наведения необходимо иметь оценки дальности и скорости сближения. В пассивном режиме они могут быть получены на основе угломерных данных лишь в результате достаточно дли­ тельного маневрирования носителя [23] либо в процессе совместной работы в пассивном режиме двух АК РЛДН (рис. 8.6).

В последнем случае оценки дальности и скорости могут быть сформиро­ ваны практически мгновенно. Кроме того, выбором траекторий полета носите­ лей АК РЛДН можно минимизировать ошибки оценивания [22] местоположе­ ния цели и, соответственно, повысить точность наведения.

При использовании двухпозиционного режима работы двух АК РЛДН по­ ражение радиоизлучающей цели может быть осуществлено двумя способами. Один из них основан на использовании обычных ракет «воздух-воздух», пора­ жающих источник радиоизлучения как обычную цель. Второй, основанный на использовании противорадиолокационных ракет, потребует некоторой модер­ низации ракет этого типа, обеспечивающей упреждающий перехват движу­ щихся объектов.

Более простой разновидностью двухпозиционного варианта перехвата излучающих подвижных целей является использование совместной работы на прием излучения АК РЛДН и истребителя с дальнейшим выводом его в точку пуска ракеты (рис. 8.5). Примеры алгоритмов траекторного управления в рам­ ках двухпозиционной системы наведения на подвижные источники радиоизлу­ чения рассмотрены в п. 8.4.

Рис. 8.6

При наведении большого числа самолетов практически невозможно реа­ лизовать малые времена обращения к лоцируемым объектам даже при наличии ФАР. В связи с этим весьма перспективно использование режимов комбиниро­ ванного информационного обеспечения процессов наведения (комбинированно­ го управления) совместно РЛС АК РЛДН и РЛС наводимого самолета.

Вэтом режиме с борта АК РЛДН функциональные команды поступают на наводимый самолет с большими интервалами времени, превышающими время существования сложных гипотез движения целей. Для снижения этого недостатка в промежутках между поступлениями команд от АК РЛДН крат­ ковременно включают на излучение РЛС наводимого самолета, формируя на нем те же требуемые значения параметров полета. Такой подход позволяет в значительной мере снизить ошибки наведения при достаточно высокой его скрытности.

Взаключение необходимо отметить, что использование рассмотренных приемов наведения с повышенной скрытностью требует более совершенных алгоритмов траекторного управления и более тесных информационных связей АК РЛДН и наводимых летательных аппаратов. При этом все рассмотренные способы могут быть использованы и для наведения на наземные объекты.

8.3. Методы наведения на наземные объекты

Методы наведения ЛА на наземные цели с использованием АК РЛДН должны в общем случае обеспечивать вывод объекта управления на заданное расстояние под заданным углом и с требуемой угловой скоростью линии визи­ рования, значения которых зависят от вида применяемых средств поражения (СП) в условиях реальных ограничений на перегрузки и угловые скорости. Не­ обходимо отметить, что наибольший набор способов наведения реализуется при использовании бортовой радиолокационной станции землеобзора [1] в ка­ честве основного датчика информации.

Процесс наведения ОУ на наземные в общем случае движущиеся цели при использовании АК РЛДН осуществляется при выполнении следующих условий:

на борту АК РЛДН необходимо иметь информацию о значениях абсолют­ ных и относительных координат ОУ и наземной цели;

наведение ЛА в горизонтальной плоскости осуществляется по курсу ψ пу­ тем передачи требуемого значения ψτ с АК РЛДН на ОУ и отработки пилотом или системой автоматического управления параметра рассогласования

Δψ = ψ - ψ τ ;

БРЛС ОУ функционирует в пассивном режиме, а при необходимости мо­ жет периодически кратковременно работать в активном режиме, реализуя ком­ бинированное управление;

информация о требуемом значении курса поступает с интервалами Т, обу­ словленными функционированием БРЛС АК РЛДН в режиме сканирования всего воздушного пространства и взаимодействия с другими ОУ.

Используемый алгоритм траекторного управления ОУ должен быть пол­ ностью совместим с методами самонаведения ОУ во избежание ошибок фор­ мирования параметра рассогласования, которые могут возникнуть при перехо­ де на самонаведение и тем самым влиять на его точность.

Необходимо отметить, что использование АК РЛДН позволяет реализо­ вать методы наведения ОУ на наземные цели с повышенной скрытностью, осо­ бенности которых рассмотрены в п. 8.2.

В то же время, наличие достаточно большого интервала поступления ин­ формации от АК РЛДН на ОУ приводит к появлению ошибок наведения, что предопределяет необходимость повышения точности наведения за счет исполь­ зования собственных информационных датчиков наводимого ЛА для коррек­ ции траектории движения при наведении на наземную цель.

При использовании БРЛС АК РЛДН в качестве основного датчика инфор­ мации для реализации методов наведения ОУ на наземные цели могут приме­ няться режим обычного луча, в котором обеспечивается наихудшая деталь­ ность изображения; режим доплеровского обужения луча (ДОЛ), в котором обеспечивается лучшая детальность изображения, и режим фокусированного