Обзор развития радиолокационных станций дальнего обнаружения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт информационных технологий

Обзор развития радиолокационных станций дальнего обнаружения

Каргапольцев А.А.,

полковник запаса, кандидат военных наук, доцент Начальник военной кафедры «РТУ МИРЭА»

Масленников В.В.,

студент 4 курс, факультет «Информационные системы и технологии»

г. Москва

Аннотация

Статья посвящена историческому развитию радиолокационных станций дальнего обнаружения, предназначенных для решения задач предупреждения о ракетном нападении и обнаружении объектов в космосе.

Ключевые слова: ионосфера, диапазон радиоволн, дальнее обнаружение, зона ответственности, радиолокационный барьер.

Annotation

Key words: ionosphere, radio wave range, long-range detection, area of responsibility, radar barrier.

Основная часть

Обзор развития радиолокационных станций дальнего обнаружения

Необходимость создания радиолокационных станций дальнего обнаружения (РЛСДО), предназначенных для решения задач предупреждения о ракетном нападении и обнаружении объектов в космосе, была обусловлена появлением на вооружении у США межконтинентальных баллистических ракет (МБР) и космических аппаратов (КА), способных за считанные минуты доставлять ядерное оружие до основных расположенных на территории Советского Союза стратегических объектов, во-вторых, опасным ужесточением военной доктрины США и, в-третьих, навязанной нам американцами гонкой вооружений.

Впервые в мире идея раннего (загоризонтного) обнаружения самолетов в коротковолновом (КВ) диапазоне радиоволн на дальности до 3000 км была предложена в 1946 г. учёным и конструктором Н.И. Кабановым, который выяснил, что радиоволны длиной 10-100 метров способны отражаться от ионосферы, и облучая цели на поверхности земли, возвращаться тем же путем к РЛС. Ионосфера расположена на высотах 110-400 км в зависимости от сезонно-суточной ситуации и активности солнца. Изменяя частоту и угол места излучения радиоволн, можно добиться освещения земной поверхности на дальностях от 600 км до 10 тыс. км.

РЛС дальнего обнаружения «Дуга»

В СССР в первую очередь начались работы по обнаружению стартов межконтинентальных баллистических ракет (МБР) США на дальностях 6-10 тыс. км. Для экспериментальной отработки принципов и алгоритмов обнаружения в 1972 г. в районе города Николаева (Украина) был создан экспериментальный образец РЛСДО типа «Дуга» (рис. 1). Работы по созданию РЛСДО «Дуга» были начаты в 1960 гг. (НИИДАР, главный конструктор Ф.А. Кузьминский).

Рисунок 1. РЛСДО «Дуга»

Конструктивно приемная антенна РЛС имела высоту 135 м, а ширину 300 м и была оснащена 330 вибраторами размерами около 15 м каждый (рис. 2).

Рисунок 2. Вибраторы РЛСДО

Передающая антенна имела ширину 210 м и высоту 85 м. Наряду с антеннами стационарный комплекс состоял из 26 передатчиков размером с двухэтажный дом каждый. Конструктивная зона обнаружения экспериментальной РЛСДО «Дуга» была расположена в восточном направлении, на дальностях от 3 км до 10 тыс. км.

Во вторую очередь развития загоризонтной радиолокации в 1974-1975 гг. были проведены пробные работы по оценке возможностей обнаружения воздушных целей (ВЦ) на дальностях 1,5-3 тыс. км. Опытный образец РЛСДО «Дуга» был успешно испытан при пусках отечественных баллистических ракет (БР) в условиях средних широт и относительно спокойной ионосферы.

Ракеты отслеживались с момента старта на Дальнем Востоке и в акватории Тихого океана до момента достижения ими полигона на Новой Земле. Результаты были обнадеживающие, но дальнейшее проведение работ на этом макетном аналоговом тракте не имело смысла. После первой РЛСДО были построены еще две аналогичные станции с целью надежного обнаружения группового и массового старта МБР с территории США.

Вторая станция серии «Дуга» была построена на узле «Дуга-1» (рис. 3) в 1985 г. под Чернобылем (Украина г. Чернобыль-2). Размещение вблизи Чернобыльской АЭС было обусловлено ее высокой энергоемкостью - потребляемая мощность около 350МВт. Радиолокатор обладал гигантскими размерами. Приемные полотна были протяженностью 900 и 500 метров, высотой 140 и 90 метров соответственно. Передающее полотно имело длину 300 метров. РЛСДО была способна обнаружить старт крылатой ракеты «Томагавк» с подводных лодок в Атлантическом океане. Государственные испытания станции были начаты вначале 1986 г., но после аварии на ЧАЭС станция была законсервирована, а в 1987 г. принято решение о ее закрытии.

Третья станция серии «Дуга» была построена в районе г. Комсомольск - на-Амуре на узле «Дуга-2» (рис. 3). Поставленная на боевое дежурство 1982 г., она имела зону ответственности с охватом Тихого океана до границ США. Вследствие низкой эффективности двух скачковой загоризонтной радиолокации во второй половине 1980 гг. возник вопрос о целесообразности использования по прямому назначению узла «Дуга-2» и в 1987 г. его задачи были уточнены. Но вначале 1990 гг. на узле произошел пожар и, в результате этого, станция прекратила свое функционирование в составе системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН).

Рисунок 3. Зоны ответственности РЛСДО серии «Дуга» построенных в районах: 1) г. Николаев 2) г. Чернобыль-2 3) г. Комсомольск-на-Амуре

Центральная станция обнаружения баллистических объектов

В 1957 году в районе г. Сары-Шаган (озеро Балхаш) начала создаваться центральная станция обнаружения баллистических объектов (ЦСО-П) метрового диапазона волн (главный конструктор Ю.В. Поляк), построенная в сентябре 1961 г. в автоматическом режиме она реально обеспечивала обнаружение и сопровождение баллистических ракет, запускаемых с полигона Капустин Яр. При конструктивной дальности действия 1500 км РЛС могла обнаруживать и сопровождать одновременно несколько объектов с эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР) около 1 кв. м. В результате модернизации на основе ЦСО-П были созданы ее модификации - РЛСДО «Днестр», «Днестр-М» и «Днепр». Они были установлены на радиолокационных узлах в Мурманске, Мукачево, Севастополе, Балхаше, Иркутске и использовались для контроля космического пространства (ККП) и предупреждения о ракетном нападении (ПРН). В 1968 г. из 8 РЛСДО «Днестр» был создан и поставлен на боевое дежурство радиолокационный комплекс (РЛК) контроля космического пространства (ККП), создававший сплошной радиолокационный барьер протяженностью 6000 км на высотах до 3000 км (рис. 4)

Рисунок 4. Зоны контроля группировки РЛСДО СПРН

Также в Подмосковье был создан командный пункт с линиями связи до космодрома Байконур, где в то время монтировался комплекс противокосмической обороны. В ходе очередных испытаний, проведенных в ноябре 1968 г., впервые в мире удалось сбить без использования ядерного оружия спутник-мишень. Впоследствии этот модернизированный комплекс, принятый на вооружение в 1979 г., получил название ИС-1 «Истребитель спутников».

Радиолокационные узлы (РЛУ) и комплексы (РЛК) на основе РЛСДО типа «Днестр», «Днепр», «Даугава», «Дарьял» и «Дон-2Н» являются основой ракетно-комической обороны (РКО) страны и функционируют в составе систем контроля космического пространства (СККП), предупреждения о ракетном нападении (СПРН), противокосмической (ПКО) и противоракетной (ПРО) обороны. РЛУ обнаружения спутников (ОС) и раннего обнаружения (РО) межконтинентальных баллистических ракет (МБР) решают задачи их своевременного обнаружения и последующей выдачи информации о них для наведения средств поражения. Узлы ОС систем ПКО и ККП в составе нескольких РЛСДО типа «Днестр» с высокопроизводительными вычислительными комплексами были созданы в Иркутске (ОС -1) и на Балхаше (ОС-2) и связаны с Центральным командным пунктом (ЦКП) систем ПКО и ККП. Узлы РО СПРН (в Мурманске - РО-1, в Риге - РО-2, в Севастополе - РО-4, в Мукачево - РО-5, в Печоре - РО-30, в Габале - РО-7), кроме РО-30 и РО-7 были оснащены РЛС типа «Днестр-М» и «Днепр» в комплектации из двух секторных РЛС. На узлах РО-30 и РО-7 были установлены РЛСДО типа «Дарьял» с высокой излучаемой мощностью, разнесенными активными передающими и приемными ФАР с цифровой обработкой сигналов при обнаружении и сопровождении целей. Узел РО-1 (г. Мурманск) был усилен вводом в его состав принципиально новой приемной РЛСДО типа «Даугава» с крупноапертурной фазированной антенной решёткой (ФАР) метрового диапазона, в результате чего был создан активно-пассивный РЛК, работающий на основе зондирующих сигналов РЛСДО «Днепр». Это значительно повысило возможности РО-1 по работе в сложной ракетнокосмической и помеховой обстановке. В последующем технические решения, примененные в РЛСДО «Даугава», использовались при разработке приемных ФАР для РЛСДО серии «Дарьял».

Отдельные РЛС, радиолокационные узлы и радиолокационные комплексы, командные пункты, размещенные по периметру территории страны и удаленные друг от друга на тысячи километров, были объединены в единую систему предупреждения о ракетном нападении. После проведения модернизации РЛК узлов ОС-1 и ОС-2 систем ПКО и ККП они были включены в состав единой СПРН. С середины 80 гг. развитие и совершенствование систем ПРН, ККП, ПКО и ПРО осуществлялось в рамках единой системы ракетно-космической обороны страны.

В настоящее время из наземных средств обнаружения имеются: Печорский, Мурманский, Минский, Габалинский (Мингечаурский), Балхашский и Иркутский узлы; средства дальнего обнаружения из системы ПРО; основной и запасной КП СПРН с системой «Крокус».

РЛС дальнего обнаружения «Днестр»

Работа над созданием принципиально новой РЛСДО «Днестр» (главный конструктор Ю.В. Поляк), предназначенной для обнаружения головных частей БР и космических аппаратов, началась в середине 1950 гг. в Научно - исследовательском радиотехническом институте (НИРИ) АН СССР под руководством А.Л. Минца. После успешной отработки опытного образца этой станции на 10 государственном полигоне (1962 г.) была поставлена задача на создание четырех РЛСДО «Днестр» в районах Оленегорска, Скрунде, Мишелевки и Балхаша.

Их строительство началось в период 1963-1964 гг. Первая станция «Днестр» комплекса ПРН и ККП была успешно испытана в 1967 году (рис. 5).

Рисунок 5. РЛСДО « «Днестр»

Основой работы комплекса был принцип использования информации от разнесенного на местности радиолокатора (информация от РЛС поступала на КПК РО, который по ней строил траекторию полета БР и космических объектов с определением параметров их движения в автоматическом режиме). Отдельные радиотехнические узлы (ОРТУ) РО-1 и РО-2 обеспечили надежный контроль ракетных баз США, а ОРТУ обнаружения спутников (ОС) ОС-1 (Иркутск) и ОС-2 (Балхаш), принятые на вооружение в 1973 г. - существенно расширили возможности по контролю космического пространства и прикрыли юго-восточное ракетоопасное направление.

По расчетным данным, максимальная дальность обнаружения БР надгоризонтными наземными РЛС при стрельбе на 1600, 3200 и 8000 км дальность их обнаружения составляет 1440, 2400 и 3520 км соответственно в секторе обзора площадью в 6000 км. В РЛСДО «Днестр» была применена управляющая машина М-4.

На ОС-1 и ОС-2 (1967-1968 гг. (приняты на вооружение в 1978 г.) был развернут радиолокационный комплекс систем ПРН и ККП, который включал 8 сдвоенных РЛСДО «Днестр» и 2 командно-вычислительных центра (КВЦ) на разнесенных (более 1000 км) позициях. Комплекс (главный конструктор Ю.В. Поляк) обеспечил создание сплошного радиолокационного барьера протяженностью 5000 км и возможность автоматического обнаружения КА на высотах до 3000 км. На 2 и более смежных витках комплекс обеспечивал обнаружение и определение параметров ИСЗ, определение их орбит, идентификацию космических объектов и прогнозирование их движения, ведение каталога объектов, подготовку и выдачу целеуказаний на их перехват.

На ОРТУ «Балхаш» было развернуто 5 сдвоенных РЛС и один КВЦ, на ОРТУ «Мишелевка» - 3 сдвоенных РЛС и один КВЦ. Эти узлы существенно расширили возможности по контролю космического пространства, прикрыли юго-восточное ракетоопасное направление и функционируют по настоящее время. Через 8 лет после принятия решения о создании РЛСДО «Днестр» на вооружение Советской Армии был принят (1970 г.) комплекс раннего обнаружения (РО) атакующих БР в составе командного пункта (КПК РО) и узлов РО-1 (Мурманск), РО-2 (Рига).

РЛС дальнего обнаружения «Днепр»

С середины 1960 гг. на базе РЛСДО «Днестр» проектировалась новая РЛСДО «Днепр» с дальностью обнаружения 2500 км (рис. 6). В это же время, была поставлена задача создать систему СПРН, которая должна обеспечить контроль всех ракетоопасных направлений. Первый эскизный проект СПРН был предложен радиотехническим институтом РТИ АН СССР в 1968 г. на основе модернизированных РЛСДО «Днепр» и «Дарьял».

Рисунок 6. РЛСДО « «Днепр»

В последующем узлы СПРН были созданы в 1968-72 гг. на Западной Украине ОРТУ «Берегово», в Крыму ОРТУ «Николаев», Казахстане ОРТУ «Балхаш», Сибири ОРТУ «Мишелевка» и на Кольском полуострове ОРТУ «Оленегорск».

Одновременно с их созданием модифицировалась и РЛСДО с названием «Днепр-М» (главный конструктор В.Е. Орданович). Она отличалась улучшенным зондирующим сигналом, использованием систем его обработки, когерентного накопления импульса, улучшенным управлением излучением антенн и повышенной помехоустойчивостью. Станция излучала зондирующие сигналы в дециметровом диапазоне волн (длина волны 0,1 м) в секторе ответственности 50 град. Приемник от передатчика был удален на 3 км, дальность обнаружения достигала 4800 км.

Строительство РЛСДО «Днепр-М» было начато вначале 70 гг., на указанных ОРТУ. Г осударственные испытания РЛСДО «Днепр-М» прошла в 1968-1976 гг. в Заполярье на радиотехническом узле в Оленегорске. Несмотря на истечение сроков гарантийной эксплуатации РЛСДО типа «Днепр» в 1995-1996 гг. эксплуатация некоторых из них была продолжена за счет своевременного проведения регламентных работ и замены аппаратуры.

Первая станция типа «Днепр» ОРТУ «Балхаш» была принята на вооружение в 1974 г. находится в функциональном состоянии. РЛСДО «Днепр» на ОРТУ «Мишелевка» модернизирована до уровня «Днепр-М» и функционирует. ОРТУ «Берегово» (Мукачево) с РЛСДО «Днепр» следила за территорией Атлантики и Европы, находится в функциональном состоянии.

РЛСДО «Днепр» на мысе Херсонес ОРТУ «Николаев» была модернизирована до уровня «Днепр-М» и постоянно следила за территорией Турции, Саудовской Аравии, Израиля и части Ирана. Она первая обнаружила пуски БР «Скад» во время войны в Персидском заливе, а также единственный пуск БР «Иерихон» на испытаниях в Израиле. ОРТУ «Берегово» и «Николаев» контролировали ракетоопасные западное и юго-западные направления. РЛСДО «Днепр», кроме того, несут основную нагрузку по контролю космического пространства. Они способны выявить и определить координаты космического объекта на дальности до 1900 км со временем предупреждения 10-15 мин.

После распада СССР РЛСДО, на ОРТУ «Николаев» и «Берегово» стали собственностью Украины, организационно вошли в состав украинских Вооруженных сил и эксплуатируются украинским военным персоналом. В оперативном отношении они решали задачи в интересах СПРН Российской Федерации.

РЛС дальнего обнаружения «Даугава»

РЛСДО «Даугава» (главный конструктор А.А. Васильев) была создана в 1977 г. (рис. 7). Она представляла собой макет приемного центра станции нового поколения «Дарьял» с уменьшенной в 2 раза по высоте приемной антенной и неизменными приемной аппаратурой и вычислительным комплексом.

Рисунок 7. РЛСДО « «Даугава»

В станции впервые были использованы крупноапертурные ФАР с фазовым управлением и гибридная СВЧ-технология. В 1978 г. РЛСДО «Даугава» с целью повышения основных характеристик ОРТУ в Оленегорске на северном ракетоопасном направлении была поставлена на боевое дежурство и дополняла приемную часть РЛСДО «Днепр». Это повысило помехозащищенность и живучесть всего комплекса, а также достоверность информации. В новом качестве двухпозиционный радиолокационный узел вошел в состав СПРН. В последующем на основе РЛСДО «Днепр» и «Даугава» были созданы станции нового поколения серии «Дарьял».

РЛС дальнего обнаружения «Дарьял»

Непрерывное развитие средств воздушного нападения повысили требования к эффективности СПРН. В связи с этим РТИ был предложен проект новой практически глобальной космической системы обнаружения стартов БР и создания двух диапазонного периферийного радиолокационного поля и новой сверхмощной помехозащищенной РЛС для СПРН. Они должны были стать основой новых узлов и заменить РЛС на уже существующих, «замкнув» тем самым кольцо периферийного радиолокационного поля страны.

Были разработаны два альтернативных проекта: первый РЛСДО «Дарьял» представили сотрудники РТИ во главе с В.М. Иванцовым (1971-1972 гг.), второй «Дарьял-С» - сотрудники НИИДАР во главе с А.Н. Мусатовым (1973 г.). Станция проекта РТИ предполагала использование нового (фазового) метода сканирования пространства на основе использования фазированной антенной решетки (ФАР), возможность технического и технологического прорыва в области создания высокопотенциальных РЛС. РЛС второго проекта сохраняла принципы построения станции семейства «Дунай» (частотный метод сканирования с непрерывным излучением), а также позволяла использовать при его реализации существующей технологической и производственной базы, но не предполагала существенного прогресса в области радиолокационной техники. Несмотря на то, что оба проекта отвечали требованиям задания, победил первый проект с РЛСДО «Дарьял», а ее главным конструктором был назначен В.М. Иванцов (рис. 8).

Рисунок 8. РЛСДО « «Дарьял»

Суть первого проекта базировалась на поэтапном развитии радиолокационного поля СПРН метрового диапазона с доведением характеристик всех радиолокационных узлов до характеристик РЛСДО «Дарьял». Основу этой программы составляли так называемые универсальная приемная позиция (УПП) и типовая передающая позиция (ТПП). УПП позволяла принимать и обрабатывать отраженные от цели сигналы, излучаемые локатором «Днепр», и отличалась от приемной позиции РЛСДО «Дарьял» большими возможностями по управлению и помехозащищенности. Дальнейшее совершенствование узла обеспечивалось заменой РЛСДО «Днепр» на ТПП, работающую совместно с ранее созданной на узле УПП.

РЛСДО «Дарьял» отличается повышенным энергетическим потенциалом (мощность излучения около 2 МВт), который обеспечивает обнаружение целей размером с футбольный мяч на дальности до 6000 км в секторе обзора 110 град. по азимуту, повышенной точностью измерения параметров, высоким быстродействием и пропускной способностью, помехоустойчивостью, способностью обнаружения и одновременного сопровождения около 100 объектов.

Станция состоит из 2 разнесенных между собой позиций - универсальной приемной позиции (УПП), которая имела лучшие показатели по управлению и защищенности в сравнении с приемной частью РЛСДО «Днепр», и типовой передающей позиции (ТПП). При этом обе позиции совместимы с позициями РЛСДО «Днепр». Это позволяет поэтапно модернизировать функционирующий узел с РЛСДО «Днепр» до характеристик РЛСДО «Дарьял».

На первом этапе на ОРТУ размещалась УПП, способная принимать и обрабатывать сигналы, излучаемые РЛСДО «Днепр», а на втором - заменить саму РЛСДО «Днепр» на ТПП. Передающий центр представлял собой многоэтажное здание высотой около 100 м., на передней наклонной части которого размещалась ФАР, основу которой составляли антенны размером 40х40 м, состоящие из 1260 передатчиков. Приемная часть РЛСДО «Дарьял» представляла собой первую в мировой практике адаптивную ФАР метрового диапазона, состоявшую из 4048 приемных крест-вибраторов с 8096 усилителями. Антенна размещалась в 18 этажном здании. Многие достоинства РЛСДО «Дарьял» обеспечивались высокопроизводительным вычислительным комплексом, который управлял работой РЛС, контролировал функционирование ее устройств и автоматически обрабатывал информацию, а также решал другие дополнительные задачи. Отработка РЛС осуществлялась на макетах приемного и передающего центров без создания

экспериментального образца.

В качестве макета приемной части использовалась РЛСДО «Даугава», передающей части макет (9 передатчиков и антенна из 27 вибраторов) на полигоне Сары-Шаган рядом с бывшей РЛСДО ЦСО-П.

По решению 1975 г. на базе РЛСДО «Дарьял» создавалось 2 узла - РО-30 (в районе г. Печора) и РО-7 (в районе г. Габала, Азербайджан).

Весной 1975 г. началось ускоренное строительство узла РО-30, который в конце 1983 г. успешно завершил совместные испытания, а в марте 1984 г. был принят на вооружение. Габалинская РЛС (узел РО-7) успешно прошла испытания к концу 1984 г. и в 1985 г. была принята на вооружение. Станция рассчитана на обнаружение стартов БР в акватории Индийского океана, не способна обрабатывать информацию самостоятельно, и работает совместно с центрами ее приема и обработки «Квадрат» и «Швертбот» под Москвой. С вводом этих узлов в строй СПРН могла обнаруживать атакующие МБР и БР подводного базирования.

РЛСДО «Дарьял-У» (главный конструктор А.А. Васильев) от станции «Дарьял» отличалась более низким энергетическим потенциалом, меньшим в 2 раза количеством передатчиков на передающей позиции и существенным ростом возможностей по управлению этим потенциалом. При этом обеспечивалось оптимальное распределение излучаемой энергии в режиме обзора и сопровождения цели за счет дробления сигнала. Были увеличены разрешающая способность по дальности, помехозащищенность (за счет реализации режима адаптации приемной ФАР), мощность вычислительного комплекса на базе многопроцессорной ЭВМ М-13 (до 2,4 млрд. операций в секунду, что позволило реализовать цифровую обработку сигнала и значительно усовершенствовать алгоритм работы РЛС). Модифицированная РЛСДО «Дарьял-УМ» (главный конструктор В.М. Иванцов) отличалась изменениями в приемной и передающей позициях. В УПП были увеличены секторы сканирования и уменьшены потери на его краях, в ТПП - увеличены секторы сканирования, коэффициент полезного действия передатчиков, улучшена их конструкция.

РЛС дальнего обнаружения «Волга»

РЛСДО «Волга» предназначена для обнаружения в полете БР и КО на расстоянии до 5000 км, а также сопровождения, идентификации и измерения координат целей на западном ракетоопасном направлении с последующей выдачей информации о состоянии воздушного пространства на Центральный командно-вычислительный пункт СПРН. РЛСДО «Волга» (главный конструктор С.И. Миронов) разработана в НИИДАР (70-80 гг.) и представляет собой уникальную принципиально новую первую отечественную твердотельную цифровую станцию с возможностью перестройки частоты в широком диапазоне волн и работы в 2 частотных диапазонах (рис. 9).

Рисунок 9. РЛС «Волга»

Управление передающими и приемными модулями осуществляется с использованием расположенной внутри РЛС зеркальной антенной. Высокопотенциальная станция с антеннами в виде активных ФАР, состоящих из нескольких тысяч приемных и передающих модулей, включает передающую и приемную позиции. Высокие точностные характеристики станции обеспечиваются за счет использования цифровых вычислительных комплексов, а ее модульное исполнение обеспечивает возможность ее поэтапного создания, развития и последующей модернизации без вывода станции из состояния дежурного режима.

Ее строительство было начато в 1981 г. (пос. Ганцевичи, 48 км юго - восточнее г. Барановичи) в Белоруссии, когда в Германии и Италии базировалось 180 американских ракет «Першинг-2». После их вывода из Европы строительство станции законсервировали, а функции контроля северо - западного направления осуществляла РЛСДО «Днепр» в Латвии. Там же возводилась еще одна станция типа «Дарьял». Но после ухода российской армии из Латвии «Днепр» был демонтирован и вывезен в Россию, а здание новой РЛС было взорвано местными властями в середине 90 годов. В связи с этим было принято решение достроить законсервированный объект в Барановичах для восстановления единого радиолокационного поля на западном и северо-западном направлениях, а также повысить его эффективность и надежность.

15 декабря 1999 г. были начаты предварительные (конструкторские) испытания РЛСДО «Волга», в 2002 г. принята в боевой состав Космических войск, а в 2003 г. была поставлена на боевое дежурство в системе предупреждения о ракетном нападении. В секторе ответственности (120 град. по азимуту) она обеспечивает слежение за ракетными пусками на дальности в 5000 км и наблюдение за космическими объектами размером с шарик диаметром в несколько миллиметров на любой из орбит. Один из лучших на сегодняшний день вычислительных комплексов позволяет мгновенно определить любую зафиксированную пусковую вспышку и предполагаемую траекторию полета ракеты. В последующем информация поступает на командный пункт Космических войск РФ.

В результате постановки станции на боевое дежурство на 85% была закрыта брешь, образовавшаяся после закрытия РЛС в Скрунде, возобновлен контроль районов патрулирования американских и британских подводных лодок с МБР «Трайдент» в Северной Атлантике и Норвежском море. В целом восстановлено единое радиолокационное поле на западном и северо-западном направлениях, а также повышена эффективность СПРН, которая совместно с системой контроля космического пространства (ККП) и средствами противоракетной обороны (ПРО) обеспечивают Ракетно-космическую оборону (РКО) страны.

РЛСДО СПРН «Волга» полностью автономно функционирующий объект со своими источниками энерго и водоснабжения (ледяная вода необходима для охлаждения ФАР), созданный совместными усилиями предприятий ОПК России и Белоруссии. В автоматическом режиме станция поддерживает связь с многофункциональной станцией «Дон-2Н» под Москвой.

Многофункциональная РЛС дальнего обнаружения «Дон-2Н»

РЛСДО «Дон-2Н» (главный конструктор В.К. Слока) разработана в Радиотехническом институте АН СССР имени А.Л. Минца. При строительстве станции под Москвой (Софрино), которое началось в 1978 г., было использовано более 30 тыс. т металла, 50 тыс. т бетона, 20 тыс. км кабеля, сотни километров водопроводов и более 10000 чугунных задвижек к ним. После установки, монтажа и наладки оборудования (1980-1987 гг.) в 1989 г. станция была принята на вооружение, а в 1996 г. - поставлена на боевое дежурство (рис. 10).

Рисунок 10. РЛСДО «Дон-2Н»

Станция представляет стационарный наземный комплекс радиотехнической аппаратуры, сопряженный с вычислительной системой КВП-135 и размещенный в одном из двух сблокированных зданий специального инженерного сооружения. Оно представляет собой усеченную правильную пирамиду, с размерами стороны нижнего и верхнего оснований 144 м и 100 м соответственно, общей высотой 33,6-35 м и большими сооружения под ней. На всех четырех боковых сторонах пирамидального здания размещены круглые ФАР (рис. 11) диаметром 16 м для сопровождения целей и противоракет и квадратные (10.4х10.4 м) ФАР (рис. 12) для передачи команд наведения на борт противоракет.

Рисунок 11. ФАР РЛСДО «Дон-2Н» сопровождения целей

Рисунок 12. ФАР РЛСДО «Дон-2Н» передачи команд наведения

При ракетной атаке РЛС способна вести боевую работу в автономном режиме вне зависимости от внешней обстановки, что обеспечивается своими системами электро- и водоснабжения, мощным холодильным оборудованием, ремонтными подразделениями, а также запасами продовольствия и воды. Для связи с внешним миром имеет подземный тоннель длинной в километр. Обслуживающая смена станции включает 100 человек. В мирной обстановке РЛСДО «Дон-2Н» работает в режиме малой излучаемой мощности.

Многофункциональная РЛСДО «Дон-2Н» кругового обзора предназначена для обнаружения баллистических целей на высоте до 40000 км, их сопровождения (до 100 целей), определения координат и наведения противоракет (несколько десятков) при контроле воздушного пространства России и стран Содружества. Это моноимпульсная радиолокационная станция сантиметрового диапазона с крупномодульными фазированными активными антенными решетками (ФАР), электронным управлением характеристиками и положением в пространстве передающей и приемной диаграммами направленности, цифровой обработкой радиолокационных сигналов. РЛСДО «Дон-2Н» обеспечивает одновременный обзор всей верхней полусферы в зоне ответственности комплекса. Она отличается высокой помехозащищенностью, адаптивностью к условиям обстановки, высокой информативностью, модульностью построения и высокой степенью автоматизации.

В настоящее время «Дон-2Н» входит в состав системы ПРО Центрального промышленного района А-135 и может использоваться в системах ПРН и ККП. Свои высокие боевые возможности РЛСДО «Дон-2Н» подтвердила в ходе совместного российско-американского эксперимента «Одеракс» по отслеживанию малоразмерных космических объектов, когда с космического корабля «Шаттл» в 1994 г. в открытый космос были выброшены металлические шары диаметром 5,10 и 15 сантиметров. Два последних были обнаружены локаторами США, а пятисантиметровый - только РЛСДО «Дон 2Н» на дальности 1500-2000 км. После обнаружения целей станция их сопровождает, автоматически отстраивается от помех и селектирует ложные цели. Станция такого типа развернута и на полигоне Сары-Шаган (Казахстан) в усеченном варианте.

РЛС высокой заводской готовности (ВЗГ)

В конце 1980-х годов стало очевидным, что эпоха РЛС-гигантов завершается. Наземные радиолокационные станции и что наземные станции нового поколения должны стать высокопотенциальными, экономичными в эксплуатации, требовать минимального объема строительных сооружений и специального технического оборудования. Должна была быть предусмотрена возможность быстрого развертывания РЛС в местах дислокации, оперативного перебазирования, наращивания их характеристик, выбора конкретной модификации в ряду однотипных станций, отличающейся рабочей длиной волны и другими параметрами.

Для создания таких средств потребовалась выработка новой концепции, основанной на двух технологиях - высокой заводской готовности (ВЗГ) и открытой архитектуре. Эти принципы были взяты на вооружение при разработке радиолокационных станций нового поколения. Такие станции можно применять в интересах любых потребителей радиолокационной обстановки - в системах ПРН, контроля космического пространства, противоракетной и противовоздушной обороны, а также в качестве национальных средств мониторинга.

Технология высокой заводской готовности предполагает разработку и изготовление отдельных модулей - законченных компонентов РЛС - еще на предприятиях оборонно-промышленного комплекса. Сборка станции производится из готовых унифицированных макромодулей контейнерного типа, при этом для полноценного развертывания РЛС требуется лишь минимально подготовленная площадка.

Технология открытой архитектуры позволила конструировать и собирать станции различных модификаций на основе типовых конструктивных компонентов - макромодулей, которые можно менять, наращивать и переформировывать в зависимости от назначения конкретного комплекса и стоящих перед ним задач.

В этом заключается главное отличие РЛС нового поколения от радиолокаторов с жесткой архитектурой, у которых конструкция определялась на этапе первоначальной разработки и не могла быть изменена до конца эксплуатации или радикальной модернизации, на долгое время снимающей станцию с боевого дежурства.

Модульность, максимальная унификация и универсализация аппаратуры позволяют создавать варианты РЛС с различным потенциалом. Независимые модули РЛС позволяют относительно быстро, всего за полтора - два месяца, собирать и испытывать готовые станции на местах, а при необходимости - изменять их комплектацию.

В течение 1990-х - 2000-х гг. работа по поддержанию и наращиванию характеристик систем ракетно-космической обороны продолжалась. Система предупреждения о ракетном нападении развивалась на базе наземных РЛСДО «Дарьял», «Волга» и космической системы УС-КМО. Кроме того, поддерживается ресурс станций «Днепр» и систем передачи данных.

Продолжалась модернизация командных пунктов СПРН и их программноалгоритмического обеспечения.

Кроме того, в рамках развития СПРН настоящее время продолжается развитие Единой космической системы, которая станет основой космического эшелона системы предупреждения о ракетном нападении. Ее внедрение позволит существенно снизить время обнаружения пусков баллистических ракет.

РЛС дальнего обнаружения «Воронеж»

Уже в 2009-2016 годах в войсковую эксплуатацию был сдан ряд наиболее современных радиолокационных станций типа «Воронеж» (рис. 13), полностью отвечающих принципам открытой архитектуры и высокой заводской готовности. ВЗГ обеспечивает срок монтирования данных радиолокационных станций не более 18-24 месяцев. РЛС метрового диапазона «Воронеж-М», дециметрового диапазона «Воронеж-ДМ» и высокопотенциальной широкополосной станцией возможно миллиметрового диапазона «Воронеж-ВП» в Ленинградской, Иркутской, Калининградской и Оренбургской областях, Краснодарском, Красноярском и Алтайском краях.

Конструкторы проработали номенклатуру шкафов - «Воронеж» имеет 12 типов шкафов, из которых шкафы с приемо-передающим, энергопитающим оборудованием и системой управления АФУ - серийные. Не серийных шкафов на РЛСДО «Воронеж» 22 единицы, разместили в 3-х контейнерах, в которых также установлено оборудование контроля температурных характеристик. Приемо-передающее оборудование в РЛСДО «Воронеж» размещено в крупных антенных комплексах ВЗГ.

Они являются готовыми для транспортировки и монтажа единицами. Установка данных комплексов происходит на опорных сооружениях быстрой сборки. Это приводит к быстрому построению активного антенного полотна. Данная блочно-комплексная сборка уменьшает потери в трактах приема - передачи, снижает температуру и, в общем, дает высокий показатель КПД антенного устройства. К тому же данная компоновка дает возможность модернизации. Излучатели располагаются на торце каждого контейнера. Антенна РЛС ДО «Воронеж» использует способ создания подрешеток на прием, который уменьшает объемы использованной аппаратуры, не понижая характеристик диаграммы направленности (ДН).

Способ реализован на взаимном перекрытии подрешеток и использовании в них специальных амплитудных распределений. Каскады транзисторного выполнения передающих усилителей в АФУ взаимодействуют по типу «с горячим коллектором». Это позволяет охладить передающее оборудование «забортным» воздухом, поступающим через вентиляционное оборудование, которое является частью технической аппаратуры.

Данная вентиляция позволила отказаться от габаритных систем термостабилизации и охлаждения. «Горячий» воздушный контур охлаждения распределен по всем антенным боксам при помощи объединенной системы воздуховодов. Температурные показатели на концевиках воздуховодов установленных модулей в среднем не более 45 градусов. При низких температурах, зимой, контур замыкают, и теплый воздух идет на обогревание антенных боксов. Теплый воздух в контуре разбавляется с внешним холодным воздухом для поддержания определенной температуры.

Аппаратура приемных каналов имеет не только оцифровку сигналов, но и встроенные процессоры для начальной цифровой обработки и проверочного контроля приемных трактов. Такой подход экономит вычислительные средства «Воронеж» и каналы для передачи информации, и уменьшает потери обрабатываемых сигналов, используя цифровые методы стабилизации неидентичности используемых каналов ФАР.

Цифровая обработка сигналов происходит на несущей выходной частоте со следующим выделением квадратурных элементов, что позволило качественно снизить потери обрабатываемой информации.

Вычислительное оборудование, используемое для первично-вторичных обработок, выполнено на компьютере типа «сервер», с открытой архитектурой информационной обработки в масштабе реального времени. Компьютер унифицирован по всему типу перспективной тематике. Имеет два типа процессорных ячеек и 2 шины: шина «УМЕ» и пользовательская шина. Конструктивный бокс компьютера - «Евромеханика». Производительность решения - до ста миллиардов операций в секунду. Компьютер имеет неограниченные возможности модернизации и наращивания. Занимаемая площадь - половина стандартного шкафа оборудования «Воронеж». Расходует 1.5 КВт/ч. Обслуживание не предусмотрено. Гарантийная наработка 80 тысяч часов. Функциональное и техническое управление выполнено как периферийные сопроцессоры, которые встраиваются в техническую аппаратуру, объединены с центральным сопроцессором высокоскоростным интерфейсом. Это позволило снизить объемные габариты аппаратуры, увеличило надежность потока информации и функционального контроля.

В РЛСДО «Воронеж» применяют программную регулировку потенциала в секторе ответственности за дальность, углы и время, режим экономии потребляемых ресурсов. Программная регулировка данными режимами дает возможность быстро изменять энергопотребление радиолокационной станции в обычном, боевом и готовности к боевому применению режимах, выравнивать потребление энергоресурсов в рабочем секторе радиолокационной станции. РЛСДО «Воронеж» способны решать задачи по обнаружению, сопровождению, классификации и обработке информации не только баллистических целей и космических объектов, но и аэродинамических целей, находящихся в установленной зоне ответственности станций.

Радиолокационные системы дальнего обнаружения, построенные на современной вычислительной технике, используя работы по развитию искусственного интеллекта, математических методов обнаружения, классификации по типу и составу целей и способов адаптации к сложным ионосферным и помеховым условиям, имеют большие возможности решения сложных задач и занимают достойное место в системе военно - космической обороны (ВКО).

Использованные источники

радиолокационный станция ракетный цифровой

1. ПРО: Системы раннего обнаружения. [Электронный ресурс]. Ц^: http://www.specnaz.ru/articles/113/17/362.htm

2. Загоризонтная радиолокационная станция «Чернобыль-2». [Электронный ресурс]. Ц^: https://topwar.ru/17062-zagorizontnaya-radiolokacionnaya-stanciya-chemobyl-2.html

3. История создания РЛС дальнего обнаружения баллистических ракет и космических объектов. [Электронный ресурс]. Ц^: https://www.arms-expo.ru/news/archive/istoriya - sozdaniya-rls-dal-nego-obnarazhemya-baШsticheskih-raket-i-kosmicheskih-obektov-perspektivy-sotrudnichestva05-04-2008-05-П-00/

4. Радиолокационные станции: история и основные принципы работы. [Электронный ресурс]. https://militaryarms.ru/voennaya-texnika/boevye - mashiny/radiolokacionnaya-stanciya/

5. Репортаж о новых РЛС СПРН России. [Электронный ресурс]. Ц^: https://ruforces.livejournal.com/14415.html

6. К истории загоризонтной радиолокации. [Электронный ресурс]. ЦЯЬ: http://www.vko.ru/koncepcii/k-istorii-zagorizontnoy-radiolokacii

7. К запуску новых российских загоризонтных РЛС.

[Электронный ресурс]. Ц^: https://army-news.ru/2013/12/k-zapusku-novyx - rossij skix-zagorizontnyx-rls/

8. Дон-2Н: всевидящее око российской ПРО. [Электронный ресурс].

9. Восьмое чудо света: Лучшая радиолокационная станция в мире - Дон-2Н. [Электронный ресурс]. Ц^: http://www.stena.ee/blog/vosmoe-chudo-sveta - luchshaya-radiolokatsionnaya-stantsiya-v-mire-don-2n-foto-i-video

10. Радиолокационные станции дальнего обнаружения СПРН «Воронеж». [Электронный ресурс]. Ц^: https://topwar.ru/10085-radiolokacionnye-stancii - dalnego-obnamzheniya-sprn-voronezh.html

Размещено на Allbest.ru