Верба В.С. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Состояние и тенденции развития. 2008

Подождите немного. Документ загружается.

ясняется отсутствием сплошного радиолокационного поля на театре военных

действий (ТВД). Другая - определяется возрастанием уязвимости стационар-

ных наземных радиоизлучающих систем к воздействию различных средств по-

ражения. Опыт боевых действий в Югославии и Ираке свидетельствует о том,

что наземные РЛС различного назначения уничтожались в течение нескольких

минут после начала работы.

Особую роль в решении этих задач играет высокоточное оружие (ВТО) -

средства поражения, обеспечивающие попадание либо в малоразмерные цели,

либо в наиболее уязвимые места крупноразмерных объектов [36].

Наиболее значимым видом ВТО являются крылатые ракеты дальнего дей-

ствия, обеспечивающие поражение целей на удалениях до нескольких тысяч

километров. Этот вид оружия является основой реализации концепции бескон-

тактных войн [58] или «длинной руки».

Устойчивой тенденцией развития авиационной техники с конца 1960-х го-

дов стало снижение радиолокационной заметности (РЛЗ) летательных аппа-

ратов. Наиболее ярко эта тенденция проявилась в реализации программы

«Стеле», в рамках которой разработаны малозаметные истребитель F-117A и

бомбардировщик В-2, и которая распространена в дальнейшем на все новые

объекты авиационной, морской и наземной техники.

Снижение РЛЗ - один из важных направлений совершенствования тактики

ведения боевых действий авиации. Обусловлено это прежде всего тем, что

снижение РЛЗ предопределяет существенное уменьшение эффективной по-

верхности рассеивания цели в направлении облучения, а соответственно, и

уменьшение дальностей обнаружения и захвата со всеми вытекающими отсюда

последствиями как тактического, так и технического плана.

В техническом плане это повышение требований к быстродействию всех

режимов функционирования противоборствующих информационно-управляю-

щих систем (ИУС) и использование алгоритмов обработки сигналов, которые

позволяют решать задачи их обнаружения, разрешения и оценивания парамет-

ров при существенно меньших значениях ЭПР целей.

Достаточно эффективным приемом решения последней задачи является ис-

пользование сложных сигналов большой длительности, сверхдлительного (до

десятых долей секунды) когерентного накопления [54] и поляризационной об-

работки сигналов, а также многопозиционных систем обнаружения и сопрово-

ждения [59].

Следует подчеркнуть, что за последние двадцать лет существенно возрос-

ла эффективность применения средств РЭБ. Это обусловлено следующими

причинами:

1) за счет внедрения в станции помех цифровой техники появилась воз-

можность формировать ответные сигналоподобные, в частности, многократные

по дальности и скорости, помехи с любыми законами увода. Эти помехи за-

трудняют либо делают невозможным процесс наблюдения целей в режиме об-

зора и приводят к срыву слежения при автоматическом сопровождении;

2) в практику РЭБ внедрены принципы коллективной обороны, что позво-

ляет создать высокоэффективные многомерные по пространству помехи;

3) весьма перспективным оказалось применение сверхвысокочастотного

(СВЧ) оружия функционального поражения (ФП) [25, 29];

4) все большее применение находят алгоритмические воздействия, объек-

том подавления которых являются бортовые вычислительные системы [25].

Проблема защиты БРЛС от совмещенных с целью сигналоподобных по-

мех и пути ее решения в однопозиционных радиолокационных системах рас-

смотрены в [1, 2]. Следует, однако, заметить, что степень приближения этих

помех к реальным сигналам все время увеличивается, усложняются законы

увода по дальности и скорости, что делает бессмысленной практику защиты от

каждой помехи в отдельности. В связи с этим чрезвычайно важной становится

задача разработки систем и способов защиты, инвариантных к конкретному

виду сигналоподобных и имитирующих помех.

Один из способов решения этой задачи основан на определении местопо-

ложения постановщика помех (излучающей цели) по результатам измерения

угловых координат в пассивном режиме (при подавленном канале измерения

дальности и скорости).

Отметим, что знание координат постановщика помех (радиоизлучающей

цели) необходимо также для вывода наводимого самолета (ракеты) в точку

применения оружия. В связи с этим оценивание координат постановщика по-

мех должно осуществляться в рамках более общей задачи - управления траек-

торией самолета-носителя оружия.

Чрезвычайное расширение номенклатуры помех и их имитирующих спо-

собностей делают бесперспективной концепцию разработки средств помехо-

защиты (ПЗ) по принципу «каждой помехе свое средство защиты». В связи с

этим разрабатывается единый комплекс ПЗ с широко развитым обобщенным

аппаратом обнаружения и анализа помех с соответствующей адаптацией алго-

ритмов защиты [11].

Весьма эффективным способом работы в условиях помех является исполь-

зование полуактивных и пассивных режимов работы РЛС, а также так назы-

ваемой активной (агрессивной) помехозащиты. Суть активной помехозащи-

ты состоит в совместном использовании сигналов своего комплекса РЭП и

бортовой РЛС в игровых ситуациях, которые позволяют периодически полу-

чать для нее временные и частотные интервалы, свободные от помех.

Специфическая особенность ведения боевых действий — необходимость

переработки огромного количества информации для принятия рациональных

решений. В связи с этим лица боевого расчета, принимающие решения, нуж-

даются в серьезной интеллектуальной поддержке. Поэтому в состав АК РЛДН

нового поколения обязательно должна входить система искусственного интел-

лекта, обеспечивающая поддержку принятия решения штурманами сопровож-

дения и наведения.

Использование новых принципов повышения живучести информацион-

ных систем базируется на применении совокупности конструкторских, техно-

логических и тактических приемов, основными среди которых являются ис-

пользование территориально распределенных многопозиционных систем и на

качественном повышении скрытности работы. Для АК РЛДН повышение жи-

вучести связано, прежде всего, с повышением скрытности процедур наведения

[21] и использованием полуактивных и пассивных режимов работы совместно

с другими АК РЛДН и наводимыми ЛА.

Появление новых средств поражения, направленных прежде всего на

уничтожение и подавление информационных систем противника, связано с ис-

пользованием СВЧ оружия ФП, ударных беспилотных ЛА (БЛА), оснащенных

РЛС [4], станциями радиотехнической разведки, противорадиолокационными

[8, 46] и обычными ракетами «воздух-поверхность». В ближайшее время сле-

дует ожидать принятия на вооружение гиперзвуковых БЛА и беспилотных

боевых истребителей. Необходимо отметить, что средствам противоборства

этим видам боевой техники потребуются системы сопровождения с сущест-

венно большим диапазоном скоростей и ускорений устойчивой работы.

В основе применения СВЧ-оружия ФП лежит излучение в районе цели

сверхмощных импульсов малой длительности, которые вызывают тепловые

(невосстанавливаемые) или электрические (восстанавливаемые) пробои в по-

лупроводниковой технике любого назначения. Достоинствами СВЧ-оружия

ФП являются его универсальность, обусловленная внеполосностью его про-

никновения в любые информационные системы на базе полупроводниковой

элементной базы, и ненужность сложнейших систем анализа и воспроизведе-

ния сигналов подавляемых систем, которые являются необходимыми атрибу-

тами средств радиоэлектронного подавления [53]. Эти особенности предопре-

деляют возможность подавления даже неработающих радиоэлектронных сис-

тем. Кроме того, несомненное достоинство этого вида оружия - качественное

снижение требования к точности его доставки в область подавления.

Весьма перспективным средством ведения информационной борьбы яв-

ляются ударные БЛА. Использование БЛА, оснащенных станциями радиотех-

нической разведки и противорадиолокационными ракетами в качестве средств

разведки и поражения радиоэлектронных систем, существенно расширяет воз-

можности информационно-управляющих систем военного назначения [10].

Интенсивное развитие средств ведения боевых действий приводит к зна-

чительному расширению номенклатуры новых видов боевой техники раз-

личного базирования, обладающих специфическими свойствами и требую-

щих все более сложного информационного обеспечения. К таким видам техни-

ки можно отнести спутниковые информационные системы, ретрансляторы раз-

личного назначения, элементы автоматизированных систем управления и

средств связи, средства радиоэлектронной борьбы, РЛС поля боя, информаци-

онные системы воздухоплавательного базирования, системы ПВО, специали-

зированные виды вертолетов, разведывательные и ударные беспилотные лета-

тельные аппараты, сверхманевренные самолеты и т. д.

Появление новых видов боевой техники неизбежно приводит к использо-

ванию новых тактических приемов, из которых необходимо прежде всего

выделить:

применение СВЧ-оружия ФП;

групповые действия с массированным применением крылатых ракет (КР)

и беспилотных ЛА;

использование сверхманевренных многофункциональных самолетов;

использование гиперзвуковых ЛА;

загоризонтную стрельбу наземных и корабельных систем ПВО;

активную (агрессивную) помехозащиту;

многопозиционное, многоканальное наведение с использованием полуак-

тивных и пассивных режимов работы РЛС и ряд других.

Анализ боевых действий в Югославии и Ираке свидетельствует о том, что

в первом эшелоне средств нападения обязательно используются КР с СВЧ-

оружием ФП, выводящие из строя практически все виды электронной полупро-

водниковой техники. В связи с этим значительно возрастает роль средств защи-

ты АК РЛДН и наводимых ЛА от СВЧ-оружия ФП. Особенно актуальной эта

задача становится при использовании в качестве антенных систем активных фа-

зированных решеток. Задача защиты от СВЧ-оружия является многоплановой и

подразумевает (включает) не только огневое поражение средств доставки этого

оружия, но и разработку специальных средств защиты электронной техники,

включающих экранирование, использование быстродействующих разрядников

и элементной базы на основе сверхминиатюрных электровакуумных приборов.

Применение практически всех видов боевой техники все более приоб-

ретает групповой характер. Использование нескольких групп ЛА, одновре-

МеННО НЯВОДИМЫХ С рШИЧНЫХ сторон, заставляет противника рассредоточи-

вать усилия с точки зрения как информационного обеспечения средств защиты,

так и огневого противодействия. Особенно эффективным является использова-

ние больших групп средств воздушного нападения, приводящее к так называе-

мому эффекту «роя», возникающему при нападении роя пчел на животных.

Этот эффект проявляется тогда, когда число целей превышает пропускную

способность средств защиты. Особенно эффективен этот прием при использо-

вании низколетящих КР различного базирования и дешевых БЛА.

Для снижения влияния эффекта «роя» в перечне режимов работы

АК РЛДН должен быть режим сопровождения больших групп, в том числе и

неразрешаемых целей. Такой режим должен содержать два подрежима: 1) для

группирования целей по различным тактическим признакам; 2) обеспечиваю-

щий автоматическое сопровождение группы в целом с отображением ее формы

и размеров.

Большие возможности по совершенствованию приемов боевого примене-

ния дают беспилотные ЛА, решающие не только разведывательные, но и удар-

ные задачи [4,49]. Отсутствие экипажа на летательных аппаратах этого типа

позволяет упростить их конструкцию и снизить стоимость, существенно уве-

личить диапазон допустимых перегрузок и, соответственно, увеличить слож-

ность выполняемых маневров.

Планируемый в ближайшее десятилетие выпуск в США боевых беспилот-

ных, в том числе и гиперзвуковых, истребителей, взаимодействующих с пило-

тируемыми самолетами, существенно усиливает боевые возможности истреби-

тельной авиации. Необходимость отождествления пилотируемых самолетов и

БЛА различного назначения на АК РЛДН требует усовершенствования исполь-

зуемых алгоритмов распознавания вплоть до типа цели.

Необходимо подчеркнуть, что применение гиперзвуковых и сверхманев-

ренных ЛА со сложными законами движения потребует существенного расши-

рения диапазонов устойчивого сопровождения по первым и вторым производ-

ным всех фазовых координат, используемых для управления и целеуказания

ракетам.

Большие возможности по использованию новых эффективных приемов

ведения воздушного боя дают сверхманевренные летательные аппараты

(СМЛА). За счет развитой механизации крыла, применения непосредственного

управления подъемной и боковой силами и управляемого вектора тяги удается

реализовать очень сложные траекторные эволюции ЛА.

Основными приемами, обеспечивающими расширение боевых возможно-

стей СМЛА, являются [5] быстрые развороты со сверхмалыми радиусами, за-

висание в воздухе до 3...4 с, сальто в воздухе (чакра Фролова) и полупетля с

пуском ракет в заднюю полусферу. Кроме того, СМЛА могут совершать скач-

кообразное изменение положения в пространстве без изменения положения

строительных осей, сохранять направление полета при значительном измене-

нии пространственного положения строительных осей, иметь возможность бы-

строго набора высоты при любом пространственном положении. Совокупность

этих приемов позволяет в значительной мере расширить зону применения ору-

жия и сократить время на вывод в область его использования. Некоторые из

новых тактических приемов применения СМЛА показаны на рис. 6.3 [5].

На рис. 6.3 а,б представлены различные варианты зависания СМЛА в

воздухе, иллюстрирующие возможность в кратчайшие сроки занять

пространственное положение, удобное для пуска ракет; на рис. 6.3,β - маневр

сальто в воздухе с пуском ракет в заднюю полусферу; на рис. 6.3 г,д - маневры

в разных плоскостях с малыми радиусами разворота, дающие возможность

занять выгодное положение для пуска ракет.

Рис. 6.3

Необходимо отметить, что применение оружия со сверхманевренных са-

молетов по сверхманевренным целям потребует усложнения не только методов

самонаведения самолетов и ракет, но и методов их командного наведения с

АК РЛДН.

Расширение номенклатуры многофункциональных самолетов [5], спо-

собных эффективно поражать как воздушные, так и наземные цели, сущест-

венно усложняет процедуру раскрытия замысла противоборствующей стороны

и принятия соответствующих контрмер. Эта особенность приводит к двум по-

следствиям. С одной стороны, в АК РЛДН необходимо иметь алгоритмы ко-

мандного наведения не только на воздушные, но и на наземные объекты, а с

другой стороны, необходимо иметь более сложные и достоверные алгоритмы

идентификации цели.

Возрастание дальности применения ракет «поверхность-воздух» систем

ПВО и корабельных систем защиты сводится к нулю при действии по низколе-

тящим целям, когда дальность их обнаружения ограничивается радиогоризон-

том. Для обеспечения загоризонтной стрельбы по низколетящим целям целесо-

образно использовать возможности АК РЛДН, барражирующего на большой

высоте. Для решения этой проблемы необходимо иметь специальные режимы

работы АК РЛДН, обеспечивающие сопровождение низколетящих целей, их

идентификацию, упреждающее целераспределение по наземным системам

ПВО и выдачу команд целеуказания и радиокоррекции.

Большие возможности по применению новых вариантов ведения боевых

действий дает использование многоканальных многопозиционных систем

наведения, РЛС которых образуют единую территориально распределенную

информационную систему [14]. Такие системы позволяют расширить инфор-

мационные возможности АК РЛДН [15, 20] за счет извлечения дополнительной

информации из пространственной структуры электромагнитного поля. Особен-

но большими информационными возможностями обладают многопозиционные

системы воздушного и смешанного воздушно-космического и воздушно-

наземного базирования. С учетом этого в АК РЛДН нового поколения обяза-

тельно должны быть предусмотрены многопозиционные режимы с использо-

ванием полуактивных и пассивных режимов совместной работы как с другими

АК РЛДН, так и с наводимыми самолетами.

Расширение зон захвата ракет и диапазона их допустимых перегрузок [5]

позволяет реализовать концепцию «стрельбы навскидку» практически мгно-

венно после захвата цели, не дожидаясь отработки первоначальных ошибок со-

провождения БРЛС. В связи с этой особенностью существенно возрастают тре-

бования к точности и быстродействию информационных систем, включая сни-

жение времени обновления сведений о целях. Необходимо подчеркнуть, что

решение этой задачи в АК РЛДН без использования ФАР невозможно.

В заключение можно отметить следующие положения, определяющие

облик перспективных комплексов РЛДН.

1. С учетом стратегии бесконтактных войн и сетецентрического оружия

при отсутствии сплошного радиолокационного поля на ТВД и необходимости

оперативного наращивания информационных усилий на стратегических на-

правлениях необходимо увеличивать размеры зоны барражирования, высоту

полета, дальность обнаружения и сопровождения и уменьшать время подготов-

ки АК РЛДН к вылету.

2. Расширение номенклатуры целей, подлежащих первоочередному унич-

тожению, требует использования в АК РЛДН режимов работы по воздушным и

наземным объектам с селекцией низколетящих целей (крылатых ракет) и на-

земных движущихся целей. Кроме того, расширение состава обслуживаемых

целей предопределяет необходимость использования режимов идентификации

целей вплоть до их типа.

3. Усиление роли групповых действий обусловливает необходимость со-

вершенствования режимов многоцелевого сопровождения как с точки зрения

увеличения числа сопровождаемых целей, так и улучшения разрешающей спо-

собности для определения количественного состава групп. При появлении

большого числа целей, приводящего к возникновению эффекта «роя», необхо-

димо иметь режимы группирования целей по тактическим признакам с сопро-

вождением групп в целом с индикацией их размеров.

4. Интенсивное маневрирование целей и наводимых самолетов приводит к

ухудшению показателей систем как первичной, так и вторичной обработки, осо-

бенно при использовании длительного когерентного накопления. В связи с этим в

алгоритмах первичной и вторичной обработки бортовой РЛС АК РЛДН, а также в

законах наведения необходимо учитывать маневры целей и наводимых ЛА.

5. Сложность маневров сверхманевренных и гиперзвуковых летательных

аппаратов и использование всеракурсных ракет обусловливают необходимость

наведения управляемых ЛА в упрежденную точку встречи. Для информацион-

ного обеспечения методов наведения на СМЛА необходимо расширить состав

фазовых координат, оцениваемых бортовой РЛС, включая оценивание состав-

ляющих ускорений.

6. Использование многопозиционного принципа построения РЛС позво-

ляет улучшить практически все ее тактические показатели, однако требует зна-

чительного усложнения алгоритмов управления как информационными пото-

ками внутри нее, так и отдельными позициями.

7. Появление эффективных средств поражения на базе СВЧ-оружия требует

разработки эффективных мер защиты полупроводниковой техники любого назна-

чения. Особенно актуальными эти меры становятся при использовании АФАР.

8. Важным способом решения проблемы помехозащиты является исполь-

зование скрытной работы на базе полуактивных и особенно пассивных режи-

мов функционирования информационных систем. Для существенного улучше-

ния скрытности работы системы наведения за счет применения полуактивного

режима необходимо использовать для РЛС АК РЛДН и наводимых самолетов

один частотный диапазон. В пассивных режимах работы необходимо ради-

кально повысить точность оценивания дальности и скорости сближения. Еще

одним приемом повышения помехозащищенности является использование

принципа активной (агрессивной) помехозащиты, основанного на игровых си-

туациях с применением собственных средств РЭБ.

9. Сложность и многообразие решаемых задач требуют разработки и вне-

дрения группы оперативно-советующих систем на базе искусственного интел-

лекта, адаптированных под конкретные тактические ситуации и режимы рабо-

ты АК РЛДН и наводимых ЛА.

6.2. Экономические факторы, влияющие на облик

авиационных комплексов радиолокационного

дозора и наведения

Желание снизить все виды затрат на ведение боевых действий приводит к

необходимости учета экономических факторов как при ведении войн, так и при

разработке новых видов боевой техники, в том числе и при создании АК РЛДН

нового поколения. Экономичность АК РЛДН - совокупность материальных,

финансовых, временных и людских затрат на разработку, испытание, эксплуа-

тацию, модернизацию и боевую работу [23].

Необходимость учета экономических факторов прежде всего обусловлена:

1) существенным удорожанием разработки и эксплуатации самолета-

носителя и его бортового оборудования, а также информационных и ударных

систем различного базирования, с которыми АК РЛДН приходится взаимодей-

ствовать в процессе боевой работы;

2) сложностью и высокой затратностью мер по защите АК РЛДН от

средств поражения противника;

3) высокой стоимостью подготовки летчиков, операторов и обслуживаю-

щего персонала как самого АК РЛДН, так и взаимодействующих с ним ЛА.

Учет этих особенностей предопределяет различные направления модерни-

зации и разработки АК РЛДН нового поколения [18]:

1) эволюционный путь создания, основанный, прежде всего, на качествен-

ной модернизации бортового оборудования, обусловливает использование

опыта и наработок предыдущих модификаций;

2) снижение стоимости жизненного цикла;

3) многофункциональность применения;

4) использование экономичных боевых режимов;

5) повышение боевой живучести [21];

6) снижение потерь самолетов;

7) оптимизация траекторий барражирования и обслуживаемых зон ответ-

ственности;

8) повышение требований к уровню подготовки экипажей и обслуживаю-

щего персонала;

9) интеграция аппаратуры;

10) использование беспилотных боевых самолетов;

11) использование АК РЛДН в составе единых сетецентрических инфор-

мационных систем.

Функциональные связи между этими направлениями показаны на рис. 6.4.

Рис. 6.4

Далее рассматриваются особенности влияния экономических факторов на

облик АК РЛДН нового поколения с учетом специфических особенностей

дальнего радиолокационного обнаружения и наведения [23].

Авиационный комплекс РЛДН представляет собой очень дорогостоящее

изделие длительного пользования, за время эксплуатации которого будут появ-

ляться новые технологии, новые виды боевой техники и способы ее примене-

ния. В связи с этим для снижения стоимости жизненного цикла необходимо

разрабатывать архитектуру нового комплекса по открытому принципу,

позволяющему наращивать его информационные возможности [15, 20] с уче-

том новых требований, базируясь на опыте создания эксплуатации и боевого

применения предыдущих поколений. Необходимо подчеркнуть, что экономич-

ность боевого применения АК РЛДН во многом зависит от грамотности экипа-

жа и обслуживающего персонала, начиная от разработки полетного задания и

заканчивая спецификой управления АК РЛДН и наводимых самолетов при

боевой работе. В связи с этим возникает проблема повышения требований к

подготовке экипажа АК РЛДН и всего обслуживающего персонала. Наибо-

лее рациональным приемом решения этой задачи является разработка учебно-

тренировочных средств различной степени сложности и назначения, включая

тренажеры с максимально возможной имитацией условий боевой работы и

эксплуатации.