23. Метео-навигационная рлс “гроза”

Назначение. Метео-навигационная радиолокационная станция «Гроза» устанавливается на самолетах с целью повышения безопасности полетов в сложных метеорологических условиях, а также для обеспечения решения некоторых задач самолетовождения автономным способом.

Радиолокатор «Гроза» обеспечивает радиолокационный обзор воздушного пространства или земной поверхности в секторе ±100° от продольной оси самолета по азимуту с возможностью определения наклонной дальности и курсовых углов обнаруженных радиолокационных целей. ( Под радиолокационными целями понимаются объекты, которые по своей способности отражать радиоволны отличаются от окружающего фона).

При помощи радиолокатора можно решать следующие основные задачи: осуществлять ориентировку по характерным наземным объектам; обнаруживать зоны активной грозовой деятельности и турбулентной облачности и определять в них более, а также менее опасные для самолета участки; определять угол сноса самолета, определять путевую скорость самолета.

Кроме того, радиолокатор позволяет обнаруживать находящиеся в секторе обзора горные вершины, летающие самолеты и определить их дальность и курсовые углы.

Основные технические характеристики

Дальность обнаруживания: - крупнейших городов и промышленных центров, км - промышленных центров средних размеров, (типа областных центров), км - крупных водоемов, рек, км - зон, грозовой деятельности средней интенсивности, км	до 200 до 130 до 100 до 140
Точность определения угла сноса, град.	1,5
Возможные углы поворота антенны дистанционно вручную относительно горизонтальной плоскости, град.	10
Стабилизация антенны в горизонтальной плоскости обеспечивается при кренах самолет: - по тангажу, град. - по крену, град.	до 15 до 10
Масштабы развертки, км	30, 50, 125, 250, 375
Масштабы калибрационных меток дальности: - на масштабах развертки, км 30 и 50 км … 10км - масштабе развертки, км 125 км … 25 км - масштабах развертки, км 250 и 375 км … 50 км	30, 50 … 10 125… 25 250 и 375… 50
Сектор азимутального обзора ( от продольной оси самолета), град.	±100
Мощность передатчика в импульс, кВт, не менее	10
Длительность импульсов передатчика, мкс	2
Частота повторения импульсов, Гц	400
Скорость качания антенны по азимуту, цикл/мин	23
Ширина диаграммы направленности антенны: - узкого луча в горизонтальной и вертикальной плоскостях, град широкого луча в вертикальной плоскости, град	4,1 30
Потребляемая мощность от бортовой сети: - по переменному однофазному току, ВА - по переменному трехфазному, ВА - по постоянному току, Вт	300 100 58
Время наработки, ч.	5000

Основной особенностью радиолокационных станций «Гроза» является, то, что она выполнена на уровне современных технических возможностей, что обеспечивает её высокую надежность, а также простоту управления станцией.

Станция «Гроза» представляет собой импульсивный радиолокатор с качающейся (сканирующей) в горизонтальной плоскости антенной и индикатором «азимут – дальность».

Комплект радиолокационной станции «Гроза» включает в себя антенный блок ГР-1У, приемопередатчик ГР-2Р, индикатор ГР-4В, блок стабилизации и управления ГР-7С, эквивалент индикатора ГР-35, коробку связи ГР-40, волноводный тракт, амортизационную раму ГР-34А и вентилятор ДВ-302Т.

Антенный блок предназначен для выполнения следующих функций:

- направленного изучения в пространство высокочастотных импульсов, генерируемых передатчиком станции;

- формирования диаграммы направленности антенны в виде узкого или веерообразного луча;

- направленного приема сигналов, отраженных радиолокационными целями;

- изменения направления излучения и приема сигналов (качания антенны) в азимутальной плоскости;

- гироскопической стабилизации узкого и веерообразного лучей в плоскости горизонта или другой заданной плоскости при кренах самолета;

- электрической передачи углов поворота антенны на индикатор.

Приемопередатчик состоит из передающей части, приемной части и источников питания (выпрямителей).

Индикатор предназначен для синхронизации (согласования по времени) импульсной работы всех блоков станции, получения радиально-секторной развертки и отображения, принятых приемным устройством сигналов. С индикатором объединен пульт, обеспечивающий управление работой станции. На индикаторе может устанавливаться защитный тубус с пленочным поляризационным фильтром, предназначенный для повышения контрастности радиолокационного изображения при его наблюдении освещенным дневным светом кабине экипажа. Указанное повышение достигается за счет того, что светофильтр значительно ослабляет отраженный от экрана индикатора внешний свет, чем свет, исходящий от радиолокационного изображения с экрана индикатора. Кроме того, стенки тубуса защищают экран индикатора от попадания на него прямых лучей света через остекление кабины экипажа.

Поляризационный светофильтр является оптическим устройством, поэтому для обеспечения длительного срока его службы без ухудшения свойств оптики необходимо соблюдать определенные правила обращения с ним. Перед каждым включением радиолокатора нужно проверять надежность присоединения тубуса и лицевой панели индикатора, а также предохранять пленку светофильтра от механических повреждений. Чтобы не загрязнить светофильтр, не следует прикасаться к его поверхности руками.

Блок стабилизации и управления обеспечивает гироскопическую стабилизацию антенны, а также дистанционный ручной поворот антенны относительно горизонтальной плоскости.

Коробка связи обеспечивает связь антенного блока и блока стабилизации по цепям питания.

Волноводный тракт, предназначен для передачи энергии сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний от передатчика в антенну во время работы на передачу и от антенны в приемник – при работе станции на прием. Так как частота повторения импульсов передатчика является сравнительно большой, а в станции используется одна антенна в качестве передающей и приемной, то для обеспечения безынерционного переключения антенны применен специальный антенный переключатель. При прохождении колебательной энергии по волноводу от передатчика антенный переключатель направляет ее к антенне, практически не пропуская её в приемник, а когда энергия проходит по волноводу в направлений от антенны, переключатель направляет ее в приемник.

Амортизационная рама предназначена для установки на ней приемопередатчика и блока стабилизации и управления.

Вентилятор служит для обдува приемопередатчика и установлен возле него.

Цепи литании радиолокационной станции защищены: по постоянному току – автоматом защиты АЗС – 5 «РЛС», установленным в среднем распределительном электрощитке; по переменному однофазному току – предохранителем СП – 5 «РЛС», который размещен в электрощитке предохранителей переменного тока, там же установлены три предохранителя СП – 1, защищающие цепи питания радиолокатора (переменным трехфазным током).

Режим работы

Режим работы станции «Готов» не является рабочим, он используется при включении станции, а также в тех случаях, когда нужно, выключить передатчик, но обеспечить постоянную готовность к работе, то есть к включению передатчика.

В этом режиме не работает передатчик и нет развертки на экране индикатора. Станция готова к работе в других режимах через 3 – 5 минут после включения ее электропитания (нажатия клавиши «РЛС»).

Режим работы «Земля» предназначен для радиолокационного обзора земной поверхности с целью осуществления ориентировки по наземным ориентирам. В этом режиме на масштабах 30, 50 и 125 км антенна локатора создает веерообразную диаграмму направленности, при которой в направление на дальние участки земной поверхности излучается мощность больше, чем в направлении на ближние участки. Это необходимо для того, чтобы обеспечить радиолокационный обзор земной поверхности на дальностях от минимальной до максимальной и чтобы при этом яркость целей не зависела от расстояния до целей.

При масштабе развертки 250 км диаграмма антенны через: каждый полуцикл ее качания автоматически переключается с веерной на узкую, затем опять на веерную и т.д. При веерной диаграмме облучаются ближние, а при узкой – дальние участки земной поверхности, но за счет послесвечения экрана индикатора изображения, полученные при той и другой диаграммах, наблюдаются одновременно. Когда включен масштаб развертки 200 – 375 км антенна создает узкую диаграмму, чем обеспечивается облучение земной поверхности на расстояниях 200 км и более от самолета.

Режим работы «Метео». При работе в этом режиме станция обеспечивает обнаружение зон активной грозовой деятельности, кучево – дождевой и мощно – кучевой облачности, горных вершин, летящих самолетов. В режиме «Метео» антенна создает узкую диаграмму направленности, ширина которой на уровне половинной мощности составляет около 4° в горизонтальной и вертикальной плоскостях, в результате чего осуществляется радиолокационный обзор пространства при секторе ±100 ° по азимуту от продольной оси самолета и ±2° по углу места от той плоскости, в которой установлена антенна при помощи ручки «Наклон».

Изображение на экране индикатора представляет собой как бы разрез пространства плоскостью, в которой качается антенна. При наличии облачности возле центра развертки располагаются отметки ее участков, находящихся вблизи от самолета, а ближе к краю экрана – отметки облачности, удаленные от самолета на расстояния, определяемые выбранным масштабом развертки.

Режим «Контур». В этом режиме станция используется для определения в зонах грозовой деятельности участков, которые наиболее опасны для самолета. В режиме «Контур» антенна создает узкую диаграмму, а также включается система контурной индикации.

Принцип работы состоит в том, что она подавляет в приёмнике сигналы, величина которых превышает заданный уровень. На месте подавленных сигналов на экране индикатора наблюдаются темные участки (провалы). Большие отраженные сигналы приходят от участков облачности, находящихся над сильными восходящими потоками воздуха, удерживающими в этих участках крупные капли дождя и т.п.

При включении режима «Контур» отметки указанных участков наблюдаются на экране индикатора темными пятнами на фоне, ярких засветок от менее плотных участков облачности. Так как обычно рядом с восходящими существуют нисходящие потоки воздуха, то наиболее опасными для самолета являются участки облачности, отметки которых в виде ярких засветок окаймляют полученные при помощи системы контурной индикации темные провалы.

Режим «Снос» предназначен для определения угла сноса самолета. Принцип действия станции при определении угла сноса основан на явлении Ии носящим название эффекта Допплера.