Обнаружение и целе указание летательных аппаратов выполненных по технологии "стелс" с использованием свободных аэростатных репитеров*
Введение
На сегодняшний день под устройствами, выполненными по технологии "стелс", подразумеваются аппараты, в которых посредством специально разработанных геометрических форм, поглощающих материалов и покрытий, уменьшаетсякак их собственная эмиссия, так и отражение сигнала в сторону источника излучения.
В результате этого резко снижается его заметность при использовании одного или нескольких способов обнаружения.
Условно, такие аппараты можно разделить на два больших класса - дозвуковые высотные разведчики и БЛА, действующие скрытно и в условиях максимального радио молчания; и сверхзвуковые ударные машины, прорывающие оборону противника и действующие при максимально возможной поддержке средств радио противодействия.
При выполнении летательных аппаратов по технологии "стелс", добиться полного поглощения волн независимо от угла падения технологически невозможно, поэтому главной целью является отражение волн таким образом, чтобы отражённый сигнал не вернулся в точку, откуда он пришёл.
Грубо говоря, слабо излучая в направлении локационной станции, аппарат продолжает достаточно интенсивно переизлучатьполученный импульс в других направлениях.
Я хочу подчеркнуть, в современных способах пеленгации, под излучать и переизлучать понимается не только эмиссия в радио диапазоне, но и излучение энергии в любой форме.
Часть первая
Пеленгация дозвуковых высотных разведчикови БЛА
Особенностью применения дозвуковых высотных разведчикови БЛА, является то, что их полет идет в режиме максимальной секретности и нарушения международного права, в режиме максимального радиомолчания и отсутствия радиопротиводействия.
Принуждение нарушителя международных законов о воздушном пространстве прекратить миссию, проявить себя и использовать системы радиопротиводействия, что бы вывести обнаруженный дорогостоящий аппарат из зоны поражения - можно рассматривать как победу сил ПВО в противостоянии и последующую возможность оказать сильное дипломатическое давление на нарушителя конвенций.
Если учесть что стоимость БЛО такого класса - десятки миллионов долларов, а пилотируемого разведчика - сотни миллионов долларов, то затраты в несколько десятков тысяч долларов на единичную операцию не представляются чрезмерными.
На сегодняшний день, основной способ обнаружения таких летательных аппаратов это использования разнесенных на большое расстояние модулей приемной и передающей антенны и использование антенн с искусственно формируемой апертурой.
К сожалению, такие системы низко мобильны и очень дорогостоящие.
Если учесть, что нужно прикрывать очень большие пространства и идет непрерывное совершенствование аппаратуры и покрытий, используемых в технологии "стелс", изготовление и модернизация таких дорогостоящих стационарных локационных станций представляет серьезную проблему.
Не меньшую проблему представляет собой необходимость объединения таких стационарных, "загоризонтно" расположенных модулей в единую сеть, посредством систем связи, которые являются дополнительным слабым звеном.
В основу предложенного способа обнаружения положено использования ретрансляции с разных направлений отраженного от летательного аппарата сигнала радиолокационной станции с помощью одноразовых аэростатов-репитеров.
Для пеленгации цели используются несколько свободно летящих репитеров, являющихся опорными точками для триангуляции, излучающий мобильный антенный модуль и один или два принимающих мобильных антенных модуля, расположенных на расстоянии прямой видимости.
Связь и обмен информации между модулями обеспечивается по закрытому каналу.
Отказ от совмещения в одном устройстве приемной и передающей станции позволяет резко сузить ширину диаграммы направленности и соответственно увеличить мощность, падающую на единичную облучаемую площадь пеленгуемой цели.
Как передающая, так и приемные антенны синхронно двигаются, сканируя пространство, управляемые одним из типов синхронизирующих устройств.
В дополнение к основному движению, облучатели (дефлекторы) приемных антенн совершают самостоятельное сканирующее движение под некоторым углом к горизонту, со скоростью сканирования в десятки раз выше скорости движения самой антенны.
Каждый цикл сканирования с помощью движения облучателей охватывает своим возвратно поступательным движением угол примерно 20-25*.
То есть, по мере перемещения, диаграммы направленности излучающей антенны, диаграмма направленности приемной антенны, двигаясь синхронно с ней, постоянно совершает циклические возвратно поступательные движения.
Скорость движения облучателей и направление смешения сектора сканирования всего комплекса (сопровождение цели) выбирается так, чтобы в течение времени нахождения цели в створе излучающей антенны, приемная антенна выполнила 3-4 сканирования за счет движения облучателей.
Наклон плоскости движения облучателей под некоторым углом к горизонту, заложен для определения высоты полета аэростатов-репитеров.
/ Для упрощения объяснения на рисунке показано взаимодействие с передающей одной приемной антенны. Антенны показаны в момент движения с лева направо/
Положение цели в пространстве определяется опосредственно, по взаимному положению цели и нескольких, достаточно близко расположенных к ней (10-15км) аэростатов-репитеров.
Аэростаты репитеры, местоположение которых в пространстве определяется локационной станцией с высокой точностью, принимают от пролетающей мимо них и ниже цели, отраженный сигнал передающей антенны и, усилив его без изменения основных параметров в несколько десятков раз, переизлучают в пространство.
Усиление и переизлучение сигнала происходит за счет сверхрегенеративного генератора-детектора подвешенного под аэростатом-репитером.
Пространственный угол и дальность до цели получают пересчетом данных о точном пространственном положения нескольких аэростатов-репитеров и времени прохождения сигнала по цепочке /передающая антенна - цель - аэростат репитер - приемная антенна/
Для проведения пеленгации и последующего целеуказания, несколько сотен аэростатов репитеров запускаются, с учетом розы ветров с земли или с транспортного самолета.
Заполнение аэростата происходит автоматически, в момент запуска.
Учитывая ориентировочную стоимость такого аэростата примерно на уровне нескольких долларов и максимальную скорость ветра, при которой возможна эксплуатация БПЛА или высотного разведчика - запуск в течение 10 часов нескольких сотен репитеров позволяет без чрезмерных затрат контролировать пространство в зоне обзора локационной станции сантиметрового диапазона.
Аэростат репитер представляет собой шар зонд с текстурированной поверхностью, под которым подвешена горизонтальная воздушная турбинка и коаксиальный одно транзисторный сверх регенератор и чип управления.
Как я уже указал выше, стоимость такого "устройства" примерно на уровне подарочной открытки с чипом, играющим "хэппи бес дэй to ю".
Текстурированная поверхность требуется для того, что бы обеспечить вращение аэростата в воздушном потоке.
Такое вращение позволяет замедлить полет и обеспечивает устойчивую работу турбинки ветрогенератора.
Мощность производимая ветрогенератором примерно 1-2 ватта, что при использовании конденсатора накопителя позволяет получить излучение в момент возбуждения сверхрегенератора под действием отраженного от цели сигнала 100-200 мвт.
Кривая нарастания режима генерации и время релаксации зависят от момента прихода сигнала, отраженного от цели и его мощности.
Чип управления синхронизирует период релаксации с приходом импульса от боковых лепестков передающей антенны.
При необходимости можно выполнить аэростат-репитер управляемый по высоте, что позволит расширить его возможности и, используя разнонаправленность воздушных потоков на разных высотах, увеличить время нахождения в контролируемом пространстве.
Окупит ли такая модернизация резкое увеличение стоимости, без натурных экспериментов сказать очень трудно.
Репитер* - повторитель, предназначен для повторения сигнала "один в один".
