Masa radaru pokładowego wynosi 1% masy startowej, ale to cechy radaru decydują o możliwościach nowoczesnych myśliwców. Statystyki użycia bojowego na przestrzeni ostatnich 15 lat dają jasny obraz: wszystkie bitwy powietrzne, w których brały udział myśliwce czwartej generacji, toczyły się na dalekim dystansie (100% zwycięstw odniesiono z użyciem średniego i dalekiego dystansu rakiety powietrzne).
Radar jest głównym elementem systemu obserwacji i nawigacji statku powietrznego. Nowoczesne wielofunkcyjne stacje zapewniają skuteczne wyszukiwanie, wykrywanie i śledzenie celów powietrznych i naziemnych, zdalnie programują autopiloty wystrzeliwanych pocisków, mierzą wysokość i umożliwiają mapowanie terenu. Najbardziej "zaawansowane" modele są używane jako nadajniki w szybkich systemach wymiany danych, pełnią funkcje systemów walki elektronicznej i systemów walki elektronicznej - aż do realizacji zasady broni "wiązkowej"!
Sercem nowoczesnego radaru lotniczego są trzy podstawowe technologie:
Radary z układem fazowym (PAR). Zastosowanie grupy nadajników antenowych (zamiast jednej „talerza”) pozwoliło na realizację całego szeregu zalet, z których główną było szybkie skanowanie wybranego obszaru przestrzeni (w ciągu 1 milisekundy). Elektroniczne sterowanie wiązką wyeliminowało uciążliwe napędy i gimbale potrzebne do mechanicznego sterowania konwencjonalnymi antenami. Efektywność. Niezawodność. Wielofunkcyjność. Lepsza czułość i odporność na zakłócenia.
MiG-31 zaskakuje publiczność ogromnym radarem Zasłoń (pokazy lotnicze LeBourget-91)
Technologia syntezy apertury. Apertura (liniowy wymiar anteny) określa szerokość wiązki (szerokość wiązki). Aby uzyskać wysoką rozdzielczość azymutu, wymagane są anteny o największej możliwej aperturze, a wymiary graniczne anteny radaru pokładowego myśliwca nie mogą przekraczać 1,5 metra.
Syntezowana (sztuczna) apertura to technika polegająca na sekwencyjnym odbieraniu sygnałów w różnych pozycjach rzeczywistej anteny w przestrzeni. W tym ułamku sekundy, gdy trwał impuls radarowy, samolotowi udało się przelecieć 10 metrów. W rezultacie powstała iluzja ogromnej anteny o aperturze 10 metrów!
Pojawienie się radaru z syntetyczną aperturą umożliwiło badanie i mapowanie powierzchni Ziemi z rozdzielczością porównywalną z jakością zdjęć lotniczych. Współczesne myśliwce-bombowce otrzymały wyjątkowe możliwości uderzania w cele naziemne - przy każdej pogodzie i porze dnia, z dużej odległości, bez wchodzenia w strefę działania obrony powietrznej wroga.
Radar z aktywnym układem anten fazowanych (AFAR)
Radar N010 "Żuk-A" do myśliwca MiG-35
Tablica tysięcy pojedynczych modułów nadawczo-odbiorczych (TPM), które nie wymagają pojedynczego nadajnika o dużej mocy. Zalety technologii są oczywiste:
- moduły antenowe mogą pracować jednocześnie na różnych częstotliwościach;
- mniejsza waga i wymiary: ze względu na mniejszy rozmiar samej anteny, brak lampy dużej mocy i związanego z nią układu chłodzenia oraz zasilacza wysokiego napięcia;
Zwróć uwagę, jak mały nos F-35 jest w porównaniu do naszych „suszarek” i MiGów.
- zwiększona niezawodność: awaria/uszkodzenie jednego elementu nie spowoduje utraty wydajności całego radaru (jednak obecność złożonego systemu chłodzenia tysięcy modułów AFAR w dużej mierze neguje tę przewagę);
- wysoka czułość i rozdzielczość, możliwość skalowania i pracy w trybie "lupy" (idealna do pracy "na ziemi");
- ze względu na dużą liczbę nadajników AFAR ma szerszy zakres kątów, pod jakimi mogą być odchylane wiązki - usunięto wiele ograniczeń geometrii matryc związanych z REFLEKTORAMI;
- duża pojemność transmisyjna AFAR pozwoliła na zintegrowanie go z systemem łączności i wymiany danych:
W 2007 roku testy przeprowadzone przez Northrop Grumman, Lockheed Martin i L-3 Communications pozwoliły AFAR Raptora działać jako hotspot Wi-Fi, przesyłając dane z prędkością 548 megabitów na sekundę, 500 razy szybciej niż standardowe łącze NATO Link 16. …
Dassault Rafale
Obecnie siedem seryjnych myśliwców wielozadaniowych może korzystać ze wszystkich zalet technologii AFAR: pięć zmodernizowanych myśliwców czwartej generacji i dwie maszyny generacji „5”.
Wśród nich: francuski „Rafale” (radar RBE-2AA), eksport F-16E / F „Sokół Pustynny” Sił Powietrznych Zjednoczonych Emiratów Arabskich (te myśliwce są wyposażone w radary AN / APG-80), eksport myśliwsko-bombowy F-15SG wojskowe -Singapore Air Force (wyposażone w AN / APG-63 (V) 3), podczas gdy amerykańskie „Strike Needles” są również modernizowane poprzez instalację radarów AN / APG-82 (V) 2. Ponadto radary z AFAR AN/APG-79 otrzymały zmodernizowany pokład F/A-18E/F „Super Hornet”.
Wszystkie wyżej wymienione modele radarów dla myśliwców generacji 4+ reprezentują etapy ewolucji konwencjonalnych radarów. Na przykład APG-63 (V) 3 i APG-82 (V) 2 to improwizacje oparte na starym radarze APG-63 myśliwca F-15. Dlatego pomimo nowej anteny i zaktualizowanego procesora efekt końcowy nie był imponujący.
APG-79 wykazuje niewielki wzrost wydajności w porównaniu z APG-73. Wyniki testów praktycznych nie wykazały żadnych zauważalnych przewag myśliwców F/A-18E/F wyposażonych w radary AFAR nad pojazdami z radarami konwencjonalnymi.
Od Dyrektora ds. Testów i Ewaluacji (DOT & E) 2013.
Dzieje się tak pomimo faktu, że koszt nowego radaru znacznie wzrósł. Nawet w erze cyfrowej, kiedy koszt wytworzenia każdego modułu AFAR spadł do kilku tysięcy dolarów, ostateczny koszt sieci tysięcy MRP wynosi wiele milionów. Oczywiście cena nie jest argumentem dla Zjednoczonych Emiratów Arabskich, gdzie szejkowie chcieli wyposażyć swoje myśliwce F-16 w możliwie najfajniejszy radar.
F-16 z radarem AN/APG-68
F-16 Block 60 z radarem z AFAR
Otóż, podczas gdy „majorowie” bawią się swoimi „zabawkami”, prawdziwa praca toczy się pełną parą w poważnych ośrodkach naukowych.
Największe sukcesy w rozwoju radarów z aktywnymi systemami szyków fazowych odniosły zespoły pracujące nad awioniką dla myśliwców F-22 i F-35. Dla tych maszyn powstał radar nowej generacji, w którym duża moc obliczeniowa pozwoliła na wykorzystanie pełnego potencjału technologii AFAR.
F-22 i jego radar AN / APG-77
Co potrafi radar myśliwca Raptor, czego nie potrafią inne radary powietrzne?
Na pierwszy rzut oka nic specjalnego. Według wojskowego podręcznika „Jane” radar „Raptor” ma operacyjny zasięg wykrywania 193 km, co zapewnia 86% prawdopodobieństwa wykrycia celu z RCS = 1 kw. m. na jednym przejściu wiązki antenowej. Dla porównania: krajowy radar N035 „Irbis”, według twórców, widzi cele powietrzne w odległości 300-400 km (EPR = 3 mkw.). W zasadzie tych wartości nie należy traktować poważnie – w warunkach bojowych, pod wpływem różnych zakłóceń i ograniczeń sytuacyjnych, rzeczywisty zasięg wykrywania ulegnie znacznemu zmniejszeniu. Jeśli chodzi o możliwości energetyczne, APAR, pomimo wszystkich swoich zalet, ma większe rozpraszanie energii i niższą wydajność niż PFAR.
Teoretycznie mogłoby to wyrównać szanse Raptora i Su-35. Warto jednak pamiętać, że zasięg wzajemnej detekcji w walce powietrznej zależy nie tylko od możliwości energetycznych radaru powietrznego i EPR celu powietrznego.
Radar Raptora ma specjalny tryb LPI (niskie prawdopodobieństwo przechwycenia), co jest szczególnie ważne w przypadku samolotów stealth. W przeciwieństwie do konwencjonalnych radarów Raptor emituje impulsy o niskiej energii w szerokim zakresie częstotliwości. To neguje skuteczność systemów walki elektronicznej i walki elektronicznej przeciwnika - wróg nawet nie wie, że F-22 jest blisko i już rozpoczął atak. Jedynym, który jest w stanie zrozumieć losowy strumień sygnałów o różnych częstotliwościach, jest sam procesor radaru AN / APG-77, który stopniowo gromadzi dane i zgodnie z teorią prawdopodobieństwa znajduje prawdziwą pozycję celu.
Drugą najważniejszą zaletą radaru Raptor jest możliwość jednoczesnej pracy w trybach powietrze-powietrze i powietrze-powierzchnia. Trudno przecenić znaczenie tego momentu dla pilotów myśliwców-bombowców, którzy przeszukują fałdy odsieczy wrogiej kolumny czołgów w obliczu zagrożenia ze strony samolotów wroga.
Według powszechnych danych AN / APG-77 z syntetyczną aperturą może wykrywać cele o RCS 30 metrów kwadratowych. m. (czołg) w odległości 50 km, a most lub duży statek (1000 m2) w odległości do 400 km! Nie zapominaj jednak, że max. rozdzielczość radaru nie jest osiągana bynajmniej w całym polu widzenia, a jedynie w postaci wąskiej wiązki „szperacza”. Ponadto mapowanie w wysokiej rozdzielczości nakłada pewne ograniczenia na profil lotu i jest możliwe tylko w przypadku braku aktywnego sprzeciwu ze strony samolotów wroga i obrony powietrznej.
Oprócz funkcji środków wykrywania, AFAR teoretycznie może stać się potężną bronią. Skupiając promieniowanie w postaci wąskich „promieni śmierci”, taki radar może „spalić” elektronikę nadlatujących pocisków wroga. Jaka byłaby rzeczywista skuteczność radaru Raptor jako broni elektromagnetycznej, to trudne pytanie. Niemniej jednak temat wykroczył poza granice tajnych laboratoriów i jest obecnie aktywnie dyskutowany w gronie specjalistów od lotnictwa.
Pozostaje dodać, że oprócz właściwości sci-fi, AN / APG-77 ma wszystkie zwykłe zalety technologii AFAR: względną kompaktowość i zwiększoną niezawodność. Co dziwne, zastosowanie radaru z AFAR wpłynęło korzystnie na zmniejszenie EPR samego Raptora (ze względu na brak napędów mechanicznych i powierzchni lustrzanych pod stożkiem nosa + zmniejszenie rozmiaru nosa). Począwszy od wersji Block 32, APG-77 był w stanie prowadzić kierunkowe zagłuszanie elektroniczne, w tym przeciwko kilku celom jednocześnie. Na koniec nie zapomnij o możliwości integracji radaru z szybkimi sieciami danych.
Wniosek jest oczywisty: ze wszystkimi swoimi ograniczeniami i wadami (główny to koszt!), system AN / APG-77 stanowi prawdziwy przełom w dziedzinie radarów. Potencjał jest tak duży, że nawet dwie dekady później radar nadal zaskakuje i otwiera nowe możliwości.
Jeszcze większy sukces odniósł zespół badawczy, który stworzył radar do myśliwca wielozadaniowego F-35. Społeczność naukowa jest przekonana, że twórcy systemu, którzy otrzymali oznaczenie AN / APG-81, mogliby poważnie ubiegać się o Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki - i być może otrzymają nagrodę, gdy ich rozwiązania zostaną sklasyfikowane jako sklasyfikowane.
W porównaniu z potężnym radarem Raptor, elektroniczny cud APG-81 ma skromne wymiary i mniejszą moc. Mimo to dostarcza pilotowi prawie wielu informacji. Wszystko sprowadza się do unikalnych algorytmów matematycznych do przetwarzania sygnałów: na przykład wydobywania przydatnych informacji z szumu odbitego od „płatków bocznych” AFAR.
Ale główne możliwości radaru F-35 ujawniają się podczas pracy na celach naziemnych: twórcom APG-81 udało się osiągnąć miny z niezrozumiałymi obrazami. rozdzielczość terenu w granicach 30 x 30 centymetrów. Pozwala to dosłownie, patrząc z wysokości stratosferycznych, odróżnić czołg od bojowego wozu piechoty!
O ile wcześniej na ekranie był tylko znak, to obecnie możliwości programowe i sprzętowe radaru pozwalają na odtworzenie rodzaju celu.
Co nas czeka w najbliższej przyszłości? Znany jest już główny trend rozwojowy - stworzenie aparatu matematycznego dla trójwymiarowego modelu radaru.
