Корабельные многофункциональные радиолокационные станции ВМС СШАКапитан Е. Леонов Корабельные многофункциональные радиолокационные станции (РЛС) являются дорогостоящими, технически сложными радиоэлектронными системами. Они совмещают функции обнаружения и точного сопровождения целей с возможностью наведения большого количества зенитных управляемых ракет по выбранным целям. В США уделяется большое внимание разработке новых и модернизации состоящих на вооружении многофункциональных РЛС боевых кораблей. Это обусловлено прежде всего требованием повышения эффективности корабельных систем противовоздушной обороны в условиях массированных ударов противокорабельных ракет (ПКР), а также разработкой корабельных противоракетных комплексов, в которых многофункциональная РЛС должна обеспечить обнаружение, сопровождение баллистических ракет (БР) и наведение противоракет. Более 30 лет на вооружении ВМС США находится корабельная многофункциональная радиолокационная станция AN/SPY-1. За это время разработано пять основных модификаций этой РЛС. Они установлены на крейсерах (КР) с управляемым ракетным оружием (УРО) типа "Тикондерога" и эсминцах (ЭМ) УРО типа "О. Бёрк". Все модификации РЛС AN/SPY-1 работают в сантиметровом диапазоне волн и включают антенную систему, состоящую из четырех неподвижных фазированных антенных решеток (ФАР). На КР УРО типа "Тикондерога" последние установлены попарно на надстройках в кормовой и носовой частях корабля, а передающее устройство РЛС включает два передатчика, каждый из которых работает на две ФАР. На ЭМ УРО типа "О. Бёрк" все четыре решетки установлены на носовой надстройке, а в передающем устройстве станции предусмотрен один передатчик. РЛС AN/SPY-1A разрабатывалась как основной радиолокатор противовоздушной обороны корабельной группы. Эта станция предназначалась в первую очередь для обнаружения, сопровождения и обеспечения возможности перехвата при помощи зенитных управляемых ракет (ЗУР) ПКР, разрабатывавшихся на рубеже 1970-1980-х годов. В настоящее время она остается на вооружении семи крейсеров УРО типа "Тикондерога". ФАР AN/SPY-1A включает 4 480 излучателей (рупоров прямоугольного сечения), объединенных в модули по 32 излучателя. На входах рупорных модулей имеются модули решетки, в состав которых входят фазовращатели излучателей и устройства управления ими, делители-сумматоры мощности и другие узлы. Четыре рупорных модуля и четыре модуля решетки образуют передающую подрешетку, два - приемную. В режиме излучения используется 4 096 элементов (32 подрешетки), а в режиме приема - 4 352, которые объединены в 68 приемных подрешеток. 128 элементов являются вспомогательными. РЛС AN/SPY-1B установлена на шести крейсерах типа "Тикондерога". В 1989 году в состав ВМС вошел первый КР УРО "Принстон" (CG 59), оснащенный этой модификацией станции. На девяти кораблях этого типа с бортовыми номерами CG 65 - CG 73 размещена другая модификация - AN/SPY-1B(V).
Радиолокационная станция AN/SPY-1B/1B(V) отличается от AN/SPY-1А более высокой помехозащищенностью, увеличенной средней мощностью излучения передатчиков, сниженным уровнем боковых лепестков, увеличенными размерами файлов данных по сопровождаемым целям и возможностью сопровождения большего количества целей. Фазированная антенная решетка AN/ SPY-1B/1B(V) состоит из 4 350 излучателей и двух дополнительных антенн, обеспечивающих подавление боковых лепестков. Уровень боковых лепестков был уменьшен на 15 дБ, а масса решетки снижена практически в 1,5 раза. Этого, в частности, удалось достигнуть за счет увеличения количества подрешеток и разработки новых фазовращателей излучателей. Количество излучателей в приемной подрешетке уменьшено с 64 до двух, и, таким образом, количество приемных подрешеток увеличено с 68 до 2 175. Для излучателей ФАР были разработаны фазовращатели (ФВ) с меньшими массогабаритными характеристиками и большей разрядностью. Согласно предъявленным требованиям величина фазовой среднеквадратической ошибки новых фазовращателей не должна была превышать 2,1° (для ФВ AN/ SPY-1А - менее 5,8°). С целью решения данной задачи разработчик - компания RCA (в настоящее время является частью "Локхид-Мартин") увеличила количество разрядов фазовращателей до шести (для ФВ AN/SPY-1А четыре разряда), при этом было принято компромиссное решение -допускались более высокие вносимые потери - менее 1,45 дБ на границах рабочего частотного диапазона и менее 1,35 дБ в его пределах (для ФВ AN/SPY-1А соответственно менее 1,15 и менее 0,85 дБ). На ЭМ УРО типа "О. Бёрк" подсерий 1,2 и 2А установлена радиолокационная станция AN/SPY-1D, которая представляет собой вариант РЛС AN/SPY-1B, адаптированный для эсминцев. Все четыре решетки первой станции размещаются на носовой надстройке корабля и обслуживаются поочередно одним передатчиком. В 1990-х годах для ВМС США разрабатывается следующая модификация радиолокационной станции - AN/SPY-1D(V). Она устанавливается на ЭМ УРО типа "О. Бёрк" подсерий 2А, начиная с "Пинкни" (DDG 91), вошедшего в состав американского флота в 2004 году. К настоящему времени в ВМС США насчитывается 22 корабля, оснащенных этой РЛС. AN/SPY-1D(V) создавалась специально для работы в помехоцеле-вой обстановке прибрежной зоны. Возможности этой станции по обнаружению и сопровождению малозаметных, высокоскоростных, низколетящих целей (преимущественно ПКР) в условиях помех, характерных для прибрежной зоны действия, были улучшены за счет модернизации передатчика, совершенствования системы обработки сигналов (в состав оборудования вошел новый процессор обработки сигналов ASP - Advanced Signal Processor), расширения набора зондирующих сигналов, которые могут применяться для работы в режиме селекции движущихся целей (СДЦ), а также обновления тактического программного обеспечения РЛС. При разработке РЛС AN/SPY-1D(V) принималось во внимание такое требование, как возможность обнаружения и сопровождения тактических баллистических ракет. Антенная система этой станции создается на базе антенных решеток AN/SPY-1B/1D. Оконечный каскад усиления передатчика РЛС AN/SPY-1D(V) выполнен на усилителях со скрещенными полями новой модели. Такие устройства имеют увеличенный на 30 % коэффициент заполнения, уменьшенные на 3 дБ/МГц внутриимпульсные шумы, повышенную стабильность и больший срок службы (до 45000 ч). В результате установки новых ламп возросла средняя мощность передатчика (приблизительно до 88 кВт), его надежность и дальность обнаружения РЛС. Повышение стабильности и снижение внутриимпульсных шумов позволили улучшить характеристики функционирования СДЦ.
Для работы в режиме селекции движущихся целей в РЛС AN/SPY-1D(V) могут использоваться двух-семиимпульсные зондирующие сигналы. Выбор наиболее подходящего из них осуществляется по определенному алгоритму при помощи ЭВМ. Для сопровождения наиболее важных целей, движущихся на фоне более интенсивных мешающих отражений или под прикрытием искусственных пассивных помех, могут излучаться импульсно-доплеровские сигналы захвата и сопровождения, состоящие из 12 и 16 импульсов. Они обеспечивают более высокую чувствительность и возможность подавления сигналов от местных предметов, чем обычные сигналы СДЦ. В режиме СДЦ расширена полоса режекции преднамеренных и непреднамеренных помех по скорости. Это обеспечивает подавление сигналов, отраженных от нежелательных движущихся объектов (например, птиц). Кроме того, вводится автоматическое адаптивное управление режимом работы системы СДЦ, при котором выбор оптимального для складывающейся тактической обстановки вида зондирующего сигнала для поиска целей выполняется автоматически. Это позволило освободить оператора радиолокационной станции от обязанности управления работой системы СДЦ, уменьшить время поиска и обеспечить непрерывность просмотра зоны ответственности РЛС. Одновременно в AN/SPY-1D(V) реализована возможность одновременного осмотра двух направлений при помощи двух лучей (dual-beam), одновременно формируемых двумя противоположно расположенными решетками. Данные наблюдения обрабатываются отдельно в двух каналах четырехканального процессора обработки сигналов. Двухлучевой обзор позволяет сохранить высокую скорость обзора РЛС и обеспечить необходимое время обработки ввиду оптимизации системы СДЦ. В создаваемой США глобальной эшелонированной системе противоракетной обороны важное место отводится морскому компоненту, основой которого являются эсминцы и крейсера УРО типов "О. Бёрк" и "Тикондерога". К настоящему времени уже 33 корабля обоих типов прошли необходимую модернизацию. На эсминцах и крейсерах УРО, где были проведены соответствующие мероприятия по версии "Иджис-ПРО" 4.0.1, система обработки сигналов РЛС AN/SPY-1B/D дополнена процессором BSP (BMD Signal Processor), который предназначен для обнаружения и обработки радиолокационных сигналов, отраженных от баллистических ракет (БР). Он позволяет формировать новые типы сигналов и осуществлять обработку информации с использованием новых алгоритмов, предназначенных для сопровождения и распознавания БР. В состав BSP входит многопроцессорная вычислительная система "Пауэрстрим 7000", разработанная компанией "Меркюри компьютер системз". На ЭМ УРО типа "О. Бёрк" (DDG 51-78), проходящих модернизацию по программе АСВ 12 (доработка боевой системы "Иджис" до версии 9С), устанавливается процессор обработки сигналов MMSP (Multi-Mission Signal Processor) с расширенными функциональными возможностями. Аналогичным устройством оборудуются строящиеся ЭМ УРО типа "О. Бёрк" подсерии 2А (начиная с DDG 113). Оно же войдет в состав радиолокационной станции AN/ SPY-1D(V) наземного противоракетного комплекса "Иджис Эшор". ЭМ УРО типа "О. Бёрк", начиная с DDG 119, будут оснащаться усовершенствованным процессором MMSP. Процессор обработки сигналов MMSP, который объединяет функции BSP и процессора обработки радиолокационных сигналов ASP, входящего в состав РЛС AN/SPY-1D, предполагает наличие ряда новых алгоритмов обработки. Он будет включать многопроцессорную вычислительную систему "Энсэмбл 7100", разработанную "Меркюри компьютер системз". В рамках модернизации эсминцев по программе АСВ 12 устройством MMSP будет заменен процессор обработки сигналов, входящий в состав РЛС AN/ SPY-1D(V). Кроме того, будут проводиться работы по совершенствованию передатчика этой станции, что позволит обеспечить возможность ведения обзора двумя лучами и увеличить стабильность работы передатчика при использовании зондирующих сигналов РЛС. В ВМС США проводятся НИОКР по созданию радиолокационных комплексов (РЛК) для строящихся по новым проектам кораблей. В 1999 году компания "Рейтеон" приступила к разработке радиолокационного комплекса DBR (Dual-Band Radar). Он включает две многофункциональные РЛС - AN/SPY-4 VSR с тремя АФАР (2 000-4 000 МГц) фирмы "Локхид-Мартин" и AN/SPY-3 с тремя АФАР (8 000-12 000 МГц, - "Рейтеон"), а также единую систему управления обеими радиолокаторами. Активная фазированная решетка AN/ SPY-3 (2,72 х 2,08 м) состоит из 5 000 излучателей, возбуждение которых осуществляют восьмиканальные приемопередающие модули (всего их 625). АФАР VSR (4,06 х 3,86 м) включает 2 688 приемопередающих модулей. В состав РЛК входит объединенная система охлаждения решеток (CACS - Common Array Cooling System) и объединенная система энергоснабжения решеток (CAPS - Common Array Power System). Комплекс DBR предназначался для решения задач ПВО в сложной обстановке в пределах прибрежной зоны. Его намечалось устанавливать на кораблях двух типов: многоцелевых авианосцах (ABA) типа "Джеральд Форд" и ЭМ УРО типа "Замволт". В соответствии с текущими планами этот комплекс в полном составе будет размещен только на двух первых АВМА указанного типа. В 2010 году было объявлено о реструктуризации программы строительства ЭМ УРО типа "Замволт" и решении отказаться от установки РЛС AN/SPY-4 VSR на этих кораблях. Задачи обзора воздушного пространства, которые согласно концепции построения комплекса DBR возлагаются на AN/SPY-4 VSR, было решено передать РЛС AN/SPY-3. Компания "Рейтеон" внесла ряд изменений в программное обеспечение этой РЛС, которые позволят осуществлять обзор воздушного пространства. Операторы получат возможность, изменяя настройки станции, оптимизировать ее характеристики для обеспечения обзора воздушного пространства либо обзора в плоскости горизонта. При этом, если характеристики РЛС оптимизированы для обзора воздушного пространства, ее возможности по обзору по горизонту будут ограниченны. Помимо этих двух задач на станцию AN/SPY-3 возлагается решение еще нескольких: наведение ЗУР на среднем (по командам) или конечном (подсвет целей) участке; обнаружение перископов и плавающих мин; навигационное обеспечение; определение координат позиций береговой артиллерии. На авианесущих кораблях возможно решение еще одной задачи - обеспечение полетов палубной авиации. На ЭМ УРО типа "Замволт" в состав РЛС AN/SPY-3 входят три активные ФАР (обеспечивают обзор по азимуту 360°), два приемника-возбудителя (в корме и в носу), четыре ЭВМ IBM Р6, две объединенные системы - охлаждения решеток CACS и энергоснабжения решеток. Эти ЭВМ устанавливаются в аппаратных модулях контейнерного типа ЕМЕ (Electronic Modular Enclosure). По оценкам командования ВМС США, количество баллистических и противокорабельных крылатых ракет, состоящих на вооружении различных стран мира, будет увеличиваться. Вероятны сценарии нанесения ударов с использованием БР и КР. С учетом этого необходимы такие корабельные системы, которые обеспечат возможность одновременного перехвата баллистических и крылатых ракет (IAMD - Integrated Air and Missile Defense). Включение в состав радиолокационных станций AN/SPY-1 процессора MMSP позволит выполнить только минимальные требования в отношении одновременного решения задач ПРО и ПВО. В ВМС США в настоящее время полагают, что имеющийся модернизационный потенциал этих РЛС практически исчерпал себя. К числу недостатков относятся, в частности, следующие: их антенным решеткам присуща "пассивная структура", большие потери при передаче энергии, передатчики имеют ограниченную мощность и построены на электровакуумных приборах. Кроме того, как признает командование американских ВМС, на текущее обслуживание и ремонт этих многофункциональных РЛС требуются значительные средства. Смотрите также | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||
| Просмотров: 7711 | | | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Всего комментариев: 0 | |