Danas je zrakoplovstvo nezamislivo bez radara. Zračna radarska stanica (BRLS) jedan je od najvažnijih elemenata radio-elektroničke opreme suvremenog zrakoplova. Prema riječima stručnjaka, u bliskoj budućnosti radarske postaje ostat će glavno sredstvo otkrivanja, praćenja ciljeva i usmjeravanja naoružanog oružja prema njima.
Pokušat ćemo odgovoriti na najčešća pitanja o radu radara na brodu i reći kako su nastali prvi radari te kako obećavajuće radarske postaje mogu iznenaditi.
1. Kada su se prvi radari pojavili na brodu?
Ideja o korištenju radara u avionima došla je nekoliko godina nakon što su se pojavili prvi radari na zemlji. Kod nas je zemaljska postaja "Redut" postala prototip prve radarske postaje.
Jedan od glavnih problema bio je postavljanje opreme u avion - komplet stanice s izvorima napajanja i kabelima težio je oko 500 kg. Nije bilo realno instalirati takvu opremu na tadašnji lovac s jednim sjedištem, pa je odlučeno postaju postaviti na dvosjed Pe-2.
Prva domaća zračna radarska stanica pod nazivom "Gneiss-2" puštena je u promet 1942. godine. U roku od dvije godine proizvedeno je više od 230 postaja Gneiss-2. U pobjedničkoj 1945. Fazotron-NIIR, sada dio KRET-a, započeo je serijsku proizvodnju radara zrakoplova Gneiss-5s. Domet otkrivanja cilja dosegao je 7 km.
U inozemstvu je prvi zrakoplovni radar "AI Mark I" - britanski - stavljen u funkciju nešto ranije, 1939. godine. Zbog velike težine instaliran je na teškim lovcima-presretačima Bristol Beaufighter. Godine 1940. u upotrebu je ušao novi model, AI Mark IV. Omogućio je otkrivanje ciljeva na udaljenosti do 5,5 km.
2. Od čega se sastoji zračna radarska stanica?
Strukturno, radar se sastoji od nekoliko uklonjivih jedinica smještenih u nosu zrakoplova: odašiljača, antenskog sustava, prijemnika, procesora podataka, programabilnog procesora signala, konzola i kontrola i zaslona.
Danas gotovo svi zračni radari imaju antenski sustav koji se sastoji od antene s ravnim prorezom, antene Cassegrain, pasivne ili aktivne fazne antene.
Suvremeni zračni radari rade u rasponu različitih frekvencija i omogućuju otkrivanje zračnih ciljeva s EPR -om (učinkovito područje raspršenja) od jednog četvornog metra na udaljenosti od stotina kilometara, a također omogućuju praćenje desetaka ciljeva u prolazu.
Osim detekcije ciljeva, danas radarske postaje omogućuju radijsku korekciju, dodjelu leta i označavanje cilja za upotrebu navođenog zračnog naoružanja, vrše kartiranje zemljine površine razlučivosti do jednog metra, a također rješavaju i pomoćne zadatke: terena, mjereći vlastitu brzinu, nadmorsku visinu, kut zanošenja i drugo. …
3. Kako radi radar u zraku?
Danas suvremeni lovci koriste pulsne Doppler radare. Sam naziv opisuje princip rada takve radarske postaje.
Radarska stanica ne radi kontinuirano, već s periodičnim trzajima - impulsima. U današnjim lokatorima prijenos impulsa traje samo nekoliko milijuntinki sekunde, a pauze između impulsa su nekoliko stotina ili tisućinki sekunde.
Naišvši na bilo koju prepreku na putu svog širenja, radio valovi se raspršuju u svim smjerovima i od njih se reflektiraju natrag do radarske postaje. U isto vrijeme, radarski odašiljač automatski se isključuje, a radio prijamnik počinje raditi.
Jedan od glavnih problema s impulsnim radarima je uklanjanje signala reflektiranog od nepokretnih objekata. Na primjer, za radare u zraku problem je što refleksije sa zemljine površine zaklanjaju sve objekte ispod zrakoplova. Ova smetnja se uklanja pomoću Dopplerovog efekta, prema kojemu se učestalost vala reflektiranog od objekta koji se približava povećava, a od odlaznog smanjuje.
4. Što znače opsezi X, K, Ka i Ku u karakteristikama radara?
Danas je raspon valnih duljina na kojima rade zračni radari iznimno širok. U karakteristikama radara domet postaje označen je latiničnim slovima, na primjer, X, K, Ka ili Ku.
Na primjer, radar Irbis s pasivnom faznom antenskom rešetkom instaliranom na lovcu Su-35 djeluje u X-pojasu. Istodobno, domet otkrivanja zračnih ciljeva Irbis doseže 400 km.
X-pojas široko se koristi u radarskim aplikacijama. Proteže se od 8 do 12 GHz elektromagnetskog spektra, odnosno ima valne duljine od 3,75 do 2,5 cm. Zašto se tako naziva? Postoji verzija da je tijekom Drugog svjetskog rata bend bio klasificiran i stoga je dobio ime X-band.
Svi nazivi raspona s latiničnim slovom K u imenu imaju manje tajanstveno podrijetlo - od njemačke riječi kurz ("kratko"). Ovaj raspon odgovara valnim duljinama od 1,67 do 1,13 cm. U kombinaciji s engleskim riječima iznad i ispod, pojasevi Ka i Ku dobili su svoja imena, odnosno "iznad" i "ispod" K-pojasa.
Radari Ka-pojasa mogu mjeriti kratki domet i ultra visoku razlučivost. Takvi se radari često koriste za kontrolu zračnog prometa u zračnim lukama, gdje se udaljenost do zrakoplova određuje pomoću vrlo kratkih impulsa - duljine nekoliko nanosekundi.
Ka-pojas se često koristi u helikopterskim radarima. Kao što znate, za postavljanje na helikopter zračna radarska antena mora biti mala. Uzimajući u obzir ovu činjenicu, kao i potrebu za prihvatljivom razlučivošću, koristi se milimetarski raspon valnih duljina. Na primjer, borbeni helikopter Ka-52 Alligator opremljen je radarskim sustavom Arbalet koji djeluje u osam-milimetarskom Ka-pojasu. Ovaj radar koji je razvio KRET pruža Aligatoru ogromne mogućnosti.
Dakle, svaki raspon ima svoje prednosti, a ovisno o uvjetima postavljanja i zadaća, radar radi u različitim frekvencijskim rasponima. Na primjer, postizanje visoke razlučivosti u sektoru gledanja naprijed ostvaruje Ka-pojas, a povećanje dometa ugrađenog radara omogućuje X-pojas.
5. Što je PAR?
Očigledno, za prijem i prijenos signala, svakom radaru je potrebna antena. Za ugradnju u zrakoplov izumljeni su posebni ravni antenski sustavi, a prijemnik i odašiljač smješteni su iza antene. Da biste s radarom vidjeli različite ciljeve, antenu je potrebno pomaknuti. Budući da je radarska antena prilično masivna, sporo se kreće. Istodobno, istovremeni napad nekoliko ciljeva postaje problematičan, jer radar s konvencionalnom antenom drži samo jedan cilj u "vidnom polju".
Suvremena elektronika omogućila je napuštanje takvog mehaničkog skeniranja u zračnom radaru. Uređena je na sljedeći način: ravna (pravokutna ili kružna) antena podijeljena je u ćelije. Svaka takva ćelija sadrži poseban uređaj - fazni pomak, koji može promijeniti fazu elektromagnetskog vala koji ulazi u ćeliju za određeni kut. Obrađeni signali iz ćelija šalju se prijemniku. Ovako možete opisati rad antene s faznim nizom (PAA).
Da budemo precizniji, slična antenska rešetka s mnogo elemenata pomaka faze, ali s jednim prijamnikom i jednim odašiljačem, naziva se pasivno GLAVNO SVJETLO. Inače, prvi lovac na svijetu opremljen radarima s pasivnom faznom rešetkom je naš ruski MiG-31. Opremljena je radarskom stanicom "Zaslon" koju je razvio Istraživački institut za instrumentalnu tehniku. Tihomirov.
6. Čemu služi AFAR?
Antena s aktivnim faznim nizom (AFAR) sljedeća je faza u razvoju pasivne. U takvoj anteni svaka ćelija niza sadrži svoj primopredajnik. Njihov broj može premašiti tisuću. Odnosno, ako je tradicionalni lokator zasebna antena, prijemnik, odašiljač, tada se u AFAR -u prijemnik s odašiljačem i antenom "raspršuju" u module, od kojih svaki sadrži antenski prorez, fazni pomak, odašiljač i prijemnik.
Ranije, ako, na primjer, odašiljač nije radio, avion bi postao "slijep". Ako su u AFAR -u zahvaćene jedna ili dvije stanice, čak i desetak, ostale nastavljaju s radom. To je ključna prednost AFAR -a. Zahvaljujući tisućama prijamnika i odašiljača, pouzdanost i osjetljivost antene povećavaju se, a također postaje moguće raditi na nekoliko frekvencija odjednom.
No, glavna stvar je da struktura AFAR -a omogućuje radaru da paralelno rješava nekoliko problema. Na primjer, ne samo da opslužuje desetke ciljeva, već je paralelno s pregledom prostora vrlo učinkovito braniti se od smetnji, ometati neprijateljske radare i mapirati površinu, dobivajući karte visoke razlučivosti.
Inače, prva u Rusiji zračna radarska stanica s AFAR-om stvorena je u poduzeću KRET, u korporaciji Fazotron-NIIR.
7. Koja će radarska stanica biti na lovcu pete generacije PAK FA?
Među obećavajućim razvojima KRET-a su konformni AFAR, koji se mogu uklopiti u trup zrakoplova, kao i takozvana "pametna" oplata zrakoplova. U lovcima sljedeće generacije, uključujući PAK FA, postat će, takoreći, jedan lokator primopredajnika, koji će pilotu pružiti potpune informacije o tome što se događa oko zrakoplova.
Radarski sustav PAK FA sastoji se od obećavajućeg AFAR-a X-pojasa u odjeljku za nos, dva radara bočnog pogleda i AFAR-a u L-pojasu duž preklopa.
Danas KRET također radi na razvoju radio-fotonskog radara za PAK FA. Koncern namjerava stvoriti cjelovit model radarske postaje budućnosti do 2018. godine.
Fotonske tehnologije omogućit će proširenje mogućnosti radara - smanjiti masu za više od polovice i povećati rezoluciju deset puta. Takvi radari s radio-optičkim faznim antenskim nizovima sposobni su napraviti svojevrsnu "rendgensku sliku" zrakoplova smještenih na udaljenosti većoj od 500 kilometara i dati im detaljnu, trodimenzionalnu sliku. Ova tehnologija omogućuje vam da pogledate unutar objekta, saznate koju opremu nosi, koliko ljudi je u njemu, pa čak i vidite njihova lica.
