Ознаки радіолокаційного розпізнавання протирадіолокацій ракет і їх носіїв
1. Протирадіолокацій ракета - вражає елемент високоточної зброї, як новий тип цілі для ураження військовим ЗРК «Бук-М1»
1.1 Сучасний стан масштабів і характеру протиборства засобів вогневого придушення і ППО
Способи дії авіації з подолання системи ППО безперервно удосконалюються і насичуються новими елементами в міру надходження на озброєння нових засобів боротьби з літальними апаратами. Багато з них пройшли перевірку в локальних війнах, відкидалися бойовою практикою або отримали право на подальше існування. Слід зазначити, що в 80-90 роки термін «придушення» системи ППО поступово витіснив використовувався раніше більш широкий термін «подолання». Під «придушенням» системи ППО розуміється дії військ зі знищення, нейтралізації або тимчасового порушення роботи засобів ППО супротивника шляхом нанесення вогневих ударів, застосування РЕЗ придушення або поєднання вогневого і радіоелектронного впливу.
З досвіду боротьби авіації з сучасної ППО в даний час визначилися три основні способи: ухилення, нейтралізація і придушення. Ухилення об'єднує тактичні прийоми подолання ППО без застосування систем зброї та постановки перешкод. Головними з них є: використання малих і гранично малих висот, обхід зон ураження ЗРК, виконання протизенітний, протиракетного і протівоістребітельного маневрів.
Нейтралізація - заборона бойової роботи ЗРК без використання вогневого впливу по ним. Це, перш за все, постановка активних і пасивних перешкод, ускладнює виявлення, вироблення точних даних РЛС наведення ЗУР.
Способи подолання ППО, не пов'язані із застосуванням зброї, не завжди були ефективними для безперешкодного виходу ударних груп до призначених цілям. Були потрібні ефективні способи подолання ППО - її придушення, тобто застосування засобів ураження класу "повітря-земля», спеціально призначених для знищення РЕЗ ППО.
Теоретичні розробки проблеми придушення системи ППО базується на технічному оснащенні бойової авіації. Основними напрямками підвищення бойової ефективності авіаційних засобів вогневого придушення об'єктів ППО в даний час є:
- Підвищення ефективності тактичної авіації за рахунок використання нового бортового зброї та вражаючих елементів СОТ;
- Збільшення дальності застосування бортового озброєння і вражаючих елементів СОТ;
- Підвищення ефективності тактичної авіації по ураженню основних засобів ППО за рахунок зменшення часу їх розкриття та збільшенні вірогідності їх розпізнавання;
- Зменшення наряду літаків на поразку однієї типової цілі за рахунок більш широкого застосування вражаючих елементів СОТ класу «земля-земля» і збільшення точності їх наведення;
- Зменшення ефективної поверхні, що відбиває пілотованої авіації.
Плановані кількісні та якісні показники зростання бойової ефективності авіаційних засобів вогневого придушення ймовірного противника на найближче десятиліття наведені у додатку на рісунке1 і таблиці 1.
Важливим етапом у розвитку СВН стало створення керованого бортової зброї. Його розвиток, вдосконалення систем наведення, комплексування повітряних вражаючих елементів із зовнішніми системами розвідки та управління призвели до створення зброї якісно новими властивостями - високоточної зброї. Пропонована класифікація СОТ у додатку на малюнку 2.
Таким чином, СОТ - це система озброєння, в якій зберігається інформаційний контакт системи наведення вражаючого елементу з метою від моменту її виявлення до поразки з імовірністю не нижче 0,5.
Розробка і прийняття на озброєння ймовірним противником СОТ призвели до зміни поглядів на ведення протиповітряного бою і операції. З'явилися нові форми оперативного та бойового застосування засобів повітряного нападу: повітряно - наземна операція, глибоке ураження других ешелонів, масований удар вражаючими елементами СОТ, збільшення інтенсивності вогневого впливу СВН супротивника по військах і об'єктах ППО та ін
Аналізуючи стратегію і тактику дії СВН проти ППО в останніх збройних конфліктах необхідно відзначити, що противник повною мірою реалізує принципи масованого застосування авіації та вражаючих елементів СОТ на головних напрямках. Так, операція «Буря в пустелі» 17 січня 1991 року розпочалася саме з нанесення масованого удару крилатими ракетами морського базування «Томахок» двома залпами по 50 ракет по об'єктах ППО Іраку. Між масованими авіаційними ударами періодично здійснювалися запуски КРМБ по 2-10 і більше ракет в залпі.
Реалізуючи принципи масованого застосування та безперервності впливу по військах та об'єктам на всій глибині оперативної побудови за три доби авіація багатонаціональних сил виконала 7 масованих ударів, здійснивши понад 4500 бойових вильотів літаків. Тривалість кожного масованого ракетно-авіаційного удару сягала від 2 до 7 годин. Максимальна глибина бойового завдання ударних угрупувань досягала до 250 км і більше. Оперативна побудова сил включало наступні ешелони: придушення системи ППО і два ударних. Загальна кількість СВН в ударі сягала до 600 літаків. Ешелоновані тактична побудова змішаних груп мало наступний склад: 4 винищувачі F-15, 4 літаки F-4G »Уайлд Візлі», 8-12 тактичних винищувачів F-16. Видалення між літаками в групі становила:
- Дистанція - 0,2 - 0,4 км;
- Інтервали - 0,2 км.
Розподіл зусиль тактичної авіації по висотах здійснювалося в залежності від виконуваних нею завдань.
Для проведення демонстративних дій з метою відволікання на себе частини сил і засобів ППО Іраку, змушуючи його включати РЛС, тим самим створюючи умови для розкриття радіоелектронної обстановки, МНС використовували спеціальні групи з 2-4 літаків і безпілотних помилкові цілі типу AN/ADM-141 TALD .
За поглядами військових експертів НАТО, найбільш поширеним способом в тактиці подолання системи ППО супротивника є як і раніше політ на гранично малої та малої висотах з огибанием рельєфу місцевості до рубежів виявлення НЛЦ засобами ППО з околозвуковой швидкістю польоту, що забезпечує найкращу маневреність.
При придушенні Іракської ППО основну роль у знищенні радіотехнічних засобів і систем ППО зіграли американські ПРР AGM-88A, B HARM і ПРР Великобританії ALARM. У ряді робіт відзначається, що при придушенні засобів ППО Іраку було задіяно понад 100 ПРР ALARM.
Пуски ПРР здійснювалися на дальностях від 8 до 100 км, на висоті польоту від 800 до 6000 м при горизонтальному польоті з подальшим кабрирования. Носії ПРР, як правило, перебували в головний групі бойового порядку або в групах, призначених для придушення засобів ППО.
Відповідно до бойових статутів ВПС США екіпаж ударного літака, який виявив функціонуюче засіб ППО противника повинен був його знищити своїм озброєнням навіть ціною невиконання основного завдання на виліт.
При забезпеченні дій тактичної авіації першого ешелону нальоту може передувати удар ДПЛА та БЛА. Основними завданнями якого є придушення і знищення раніше розвіданих РЕЗ, розтин угруповання і дезінформація ППО супротивника. З цією метою з їх допомогою проводиться розвідка РЕЗ, створення хибних цілей, пасивних і активних перешкод, доставка в райони вузлів зв'язку і позицій ЗРК закидалися передавачів перешкод, а також знищення РЕЗ з використанням ПРР або шляхом самонаведення на них. В останньому випадку ДПЛА застосовуються за заздалегідь наміченим району передбачуваної дислокації як стаціонарних, так і мобільних РЛС. Необхідний наряд ДПЛА визначається з розрахунку 1-2 ДПЛА на одну РЛС-мета і не більше 4-8 ДПЛА на один пункт управління ППО.
Реалізація противником вищевикладених принципів ведення протиповітряного бою та операції з новими формами оперативного та бойового застосування СВН призведе до масового виведення з ладу озброєння військової ППО. Прогнозування очікуваних масштабів і характеру дії основних вражаючих елементів СОТ, згідно дозволяє припустити, що в перших масованих ракетно-авіаційних ударах у смузі оборони армії першого ешелону угруповання військ фронту можна очікувати 60-80 стратегічних крилатих ракет, 12-16 оперативно-тактичних балістичних ракет, до 50 дистанційно - пілотованих і безпілотних літальних апаратів, і до 280 протирадіолокацій ракет різного типу.
Проведені дослідження і розрахунки з прогнозування втрат дивізій першого і другого ешелону армії показують, що вже після першого вильоту тактичної і армійською авіацією противника дивізія першого ешелону може втратити до 40% свого бойового складу ще до атаки переднього краю її оборони сухопутними частинами, а для дивізії другу ешелону армії можливі втрати можуть скласти 20-25% від її бойового складу. Основного збитку угрупованню наноситься саме вражаючими елементами СОТ і після 2-3 ударів війська армії практично втрачають свою боєздатність.
Проведені дослідження і розрахунки з прогнозування втрат озброєння і військової техніки військової ППО армійського ланки системи ППО фронту показують, що в результаті масованого удару із застосуванням сучасних вражаючих елементів СОТ їх втрати можуть досягати таких значень які можуть призвести до зриву оборонної операції. Ефективність армійських засобів військової ППО по боротьбі з крилатими і балістичними ракетами, керованими ракетами різного призначення при відображенні першого масованого удару становить 4-6% знищених в ударі цілей.
Аналіз результатів моделювання дозволив визначити:
- Загальна кількість втрат ОВТ у ході операції у відсотках до вихідного кількості;
- Кількість втрат ОВТ за першу добу операції;
- Структуру ушкоджень ОВТ;
- Розподіл пошкоджених зразків ОВТ по добі операції.
Узагальнені дані по втратах ОВТ системи ППО армії наведені в додатку таблиці 2.
Загальна кількість вийшов з ладу ОВТ ЗРбр «БУК» за операцію становить:
- Для армії першого ешелону - 83,3%;
- Для армії другого ешелону - 79,1%;
- У перший день операції для армії першого ешелону - 58,3%;
- У перший день операції для армії другого ешелону - 33,3%.
Розподіл втрат основних зразків ОВТ Зрбр «БУК» за ступенями пошкоджень і по днях операції представлені додатку в таблиці 3.
Аналіз результатів моделювання дозволяє зробити висновок, що «... прийнятна ситуація, коли в одному вильоті тактична авіація понесе 3-5% втрат при втратах військ ППО 20-25%» буде порушено ».
Таким чином, придушення системи ППО є найважливішим складовим елементом операцій, що проводяться ВПС, успішне виконання яких дозволить вирішити завдання війни в цілому.
Аналіз результатів застосування засобів військової ППО по боротьбі з аналогами нових типів повітряних цілей при бойових стрільбах на державному полігоні свідчать, що наявні на озброєнні ЗРК і ЗРС мають обмежені можливості по виявленню і ураженню повітряних елементів СОТ. Причина невідповідності їх можливостей вимогам боротьби з великою кількістю малорозмірних різнотипних вражаючих елементів СОТ полягає, перш за все, в тому, що оперативно-тактичні та технічні вимоги до сучасних ЗРК розроблялися за 10 -15 років до прийняття їх на озброєння. І в той час існувала концепція, що боротьбу з керованою зброєю можна вести лише шляхом поразки його носіїв до рубежів пуску керованих ракет та авіаційних бомб. Так, наприклад, військовий ЗРК 9К37М1 »БУК-М1» розроблявся з 1974 року і вступив на озброєння лише в 1985 році як армійське засіб ППО «... для боротьби з швидкісними, маневруючими аеродинамічними цілями і крилатими ракетами в умовах масованого нальоту та інтенсивного радіопротидії противника, а також з вертольотами вогневої підтримки, в тому числі зависали на гранично малих висотах ». Всі розрахунки при розробці велися для цілей з ЕОП більше 0,3 м 2, а практичні випробування при прийнятті на озброєння проводилися для АЦ - по мішенях ЛА-17 і М-21 з ЕОП рівної 1 м 2, для КР типу Алкмени - по мішенях РМ-217У, РМ-217МВ, МВ - 1 і для ВОП - по мішені з ЕОП і вразливістю вертольота типу МІ-4.
Поява СОТ, використання його як високоефективного засоби ураження військ на полі бою, при висуванні і в районах розташування вимагає прийняття відповідних заходів, що полягають у відповідному розвитку засобів ППО. Враховуючи, що значна кількість нових типів вражаючих елементів СОТ і повітряних цілей призначено для боротьби із засобами ППО, виконання бойового завдання ЗРК «БУК-М1» досягається в основному знищенням в першу чергу літаків - носіїв цих коштів. Поразка самих ракет у польоті можливе лише з місця і в ступені готовності № 1, а в більшості випадках - лише в режимі автономної роботи СОУ у відповідальних секторах.
Вражаючий елемент СОТ - ПРР, є найбільш небезпечною і складною метою, оскільки параметри траєкторії польоту характеризуються великими діапазонами дальності пуску, висоти, кутів підльоту до РЛС - цілі. Висока швидкість, невеликі геометричні розміри, низька вразливість і маленьке значення ЕОП ракет дозволяють їх віднести до класу небезпечних цілей і підлягають до першочергового знищення. Своєрідний вид траєкторії польоту ПРР призводить до того, що мета може бути виявлена СОЦ 9С18М1 тоді, коли кути пікірування не перевищують гранично можливі кути виявлення для РЛС в режимах «протилітакової оборона» - 40 град і «Протиракетна оборона» - 55 град на дальностях не перевищують 40-45 км. Проведені дослідження і розрахунки з використанням ПРР типу «Шрайк» показують, що виявлення ПРР в польоті РЛС сантиметрового діапазону через незначну ЕОП на екранах РЛС практично неможливо. Відділення ПРР від літака - носія зазвичай спостерігається на екранах індикаторів при супроводі носія і роботі приймальної системи в режимі «ручного посилення». При цьому дальність виявлення моменту відділення ПРР від носія не перевищує 25-30 км.
Проведені полігонні випробування військового ЗРК «БУК-М1», доопрацьованого з метою підвищення ТТХ свідчать, що вертикальний перетин зони ураження комплексом ПРР типу «Харм» обмежена:
- По висоті від 0,1 до 15 км;
- По дальності від 3 до 15-20 км;
- По курсовому параметру до 13-15 км.
Можливість поразки ПРР в межах зазначеної зони становить 0,5-0,6. Вертикальне перетин зони ураження ЗРК «БУК-М1-2» ПРР типу «Харм» наведено на малюнку 3.
Наведені параметри зони ураження справедливі для стрільби ЗРК у беспомеховой обстановці, а в помеховой обстановці максимальна дальність стрільби скорочується до 5,7-11 км.
Основою захисту СОУ від ПРР в даний час є максимальне використання пасивних режимів виявлення і супроводу повітряних цілей - телевізійно-оптичного візира. Результати практичних досліджень показують, що використання ТОВ з 12-ти кратним збільшенням за умови дальності метеорологічної видимості рівною 20 км, забезпечується виявлення і супровід ПРР типу «Харм» залежно від висоти польоту та курсового параметра на дальностях до 4,3 - 7,2 км.
Найбільш раціональною є стрільба СОУ з мінімальним часом випромінювання НВЧ енергії, тобто максимальне використання режиму захисту СОУ від впливу ПРР при автономній роботі двох СОУ та при видачі ЦУ з КП.
Аналіз можливостей систем СОТ ймовірного противника показує, що час його реакції по коштах ППО складає 2-5 хв. Виходячи з цього, для підвищення живучості необхідно прагнути до того, щоб розрахунки СОУ були підготовлені одразу ж після пуску ЗУР, прольоту літака-розвідника змінити СП. Максимальний час залишення СП не повинен перевищувати 2-3 хв. У цьому випадку доцільно періодично проводити зміну СП шляхом використання маневру СОУ з включеною апаратурою. За час 3-5 хв СОУ здатна з включеною апаратурою, але без випромінювання переміститися зі швидкістю не більше 8-10 км / год на досить безпечну відстань.
Перераховані вище способи боротьби з ПРР ЗРК «БУК-М1» не дозволяють ефективно боротися з ними. Отже, виникає необхідність у пошуку шляхів та способів підвищення ефективності боротьби з вражаючими елементами СОТ для ЗРК «БУК-М1» або проблему боротьби для цього ЗРК необхідно розглядати як проблему його захисту, виключення або максимального послаблення його впливу.
Підвищення ефективності боротьби з ПРР різних типів ЗРК «БУК-М1» можливо за рахунок вдосконалення озброєння, вдосконалення способів бойового застосування існуючого озброєння і підвищення рівня навченості бойових розрахунків. Проведені дослідження і розрахунки показують, що внесок цих напрямків у підвищенні ефективності боротьби з вражаючими елементами СОТ до рівня протилітакової розподіляються наступним чином: 1. Протирадіолокацій ракета - вражає елемент високоточної зброї, як новий тип цілі для ураження військовим ЗРК «Бук-М1»
1.1 Сучасний стан масштабів і характеру протиборства засобів вогневого придушення і ППО
Способи дії авіації з подолання системи ППО безперервно удосконалюються і насичуються новими елементами в міру надходження на озброєння нових засобів боротьби з літальними апаратами. Багато з них пройшли перевірку в локальних війнах, відкидалися бойовою практикою або отримали право на подальше існування. Слід зазначити, що в 80-90 роки термін «придушення» системи ППО поступово витіснив використовувався раніше більш широкий термін «подолання». Під «придушенням» системи ППО розуміється дії військ зі знищення, нейтралізації або тимчасового порушення роботи засобів ППО супротивника шляхом нанесення вогневих ударів, застосування РЕЗ придушення або поєднання вогневого і радіоелектронного впливу.
З досвіду боротьби авіації з сучасної ППО в даний час визначилися три основні способи: ухилення, нейтралізація і придушення. Ухилення об'єднує тактичні прийоми подолання ППО без застосування систем зброї та постановки перешкод. Головними з них є: використання малих і гранично малих висот, обхід зон ураження ЗРК, виконання протизенітний, протиракетного і протівоістребітельного маневрів.
Нейтралізація - заборона бойової роботи ЗРК без використання вогневого впливу по ним. Це, перш за все, постановка активних і пасивних перешкод, ускладнює виявлення, вироблення точних даних РЛС наведення ЗУР.
Способи подолання ППО, не пов'язані із застосуванням зброї, не завжди були ефективними для безперешкодного виходу ударних груп до призначених цілям. Були потрібні ефективні способи подолання ППО - її придушення, тобто застосування засобів ураження класу "повітря-земля», спеціально призначених для знищення РЕЗ ППО.
Теоретичні розробки проблеми придушення системи ППО базується на технічному оснащенні бойової авіації. Основними напрямками підвищення бойової ефективності авіаційних засобів вогневого придушення об'єктів ППО в даний час є:
- Підвищення ефективності тактичної авіації за рахунок використання нового бортового зброї та вражаючих елементів СОТ;
- Збільшення дальності застосування бортового озброєння і вражаючих елементів СОТ;
- Підвищення ефективності тактичної авіації по ураженню основних засобів ППО за рахунок зменшення часу їх розкриття та збільшенні вірогідності їх розпізнавання;
- Зменшення наряду літаків на поразку однієї типової цілі за рахунок більш широкого застосування вражаючих елементів СОТ класу «земля-земля» і збільшення точності їх наведення;
- Зменшення ефективної поверхні, що відбиває пілотованої авіації.
Плановані кількісні та якісні показники зростання бойової ефективності авіаційних засобів вогневого придушення ймовірного противника на найближче десятиліття наведені у додатку на рісунке1 і таблиці 1.
Важливим етапом у розвитку СВН стало створення керованого бортової зброї. Його розвиток, вдосконалення систем наведення, комплексування повітряних вражаючих елементів із зовнішніми системами розвідки та управління призвели до створення зброї якісно новими властивостями - високоточної зброї. Пропонована класифікація СОТ у додатку на малюнку 2.
Таким чином, СОТ - це система озброєння, в якій зберігається інформаційний контакт системи наведення вражаючого елементу з метою від моменту її виявлення до поразки з імовірністю не нижче 0,5.
Розробка і прийняття на озброєння ймовірним противником СОТ призвели до зміни поглядів на ведення протиповітряного бою і операції. З'явилися нові форми оперативного та бойового застосування засобів повітряного нападу: повітряно - наземна операція, глибоке ураження других ешелонів, масований удар вражаючими елементами СОТ, збільшення інтенсивності вогневого впливу СВН супротивника по військах і об'єктах ППО та ін
Аналізуючи стратегію і тактику дії СВН проти ППО в останніх збройних конфліктах необхідно відзначити, що противник повною мірою реалізує принципи масованого застосування авіації та вражаючих елементів СОТ на головних напрямках. Так, операція «Буря в пустелі» 17 січня 1991 року розпочалася саме з нанесення масованого удару крилатими ракетами морського базування «Томахок» двома залпами по 50 ракет по об'єктах ППО Іраку. Між масованими авіаційними ударами періодично здійснювалися запуски КРМБ по 2-10 і більше ракет в залпі.
Реалізуючи принципи масованого застосування та безперервності впливу по військах та об'єктам на всій глибині оперативної побудови за три доби авіація багатонаціональних сил виконала 7 масованих ударів, здійснивши понад 4500 бойових вильотів літаків. Тривалість кожного масованого ракетно-авіаційного удару сягала від 2 до 7 годин. Максимальна глибина бойового завдання ударних угрупувань досягала до 250 км і більше. Оперативна побудова сил включало наступні ешелони: придушення системи ППО і два ударних. Загальна кількість СВН в ударі сягала до 600 літаків. Ешелоновані тактична побудова змішаних груп мало наступний склад: 4 винищувачі F-15, 4 літаки F-4G »Уайлд Візлі», 8-12 тактичних винищувачів F-16. Видалення між літаками в групі становила:
- Дистанція - 0,2 - 0,4 км;
- Інтервали - 0,2 км.
Розподіл зусиль тактичної авіації по висотах здійснювалося в залежності від виконуваних нею завдань.
Для проведення демонстративних дій з метою відволікання на себе частини сил і засобів ППО Іраку, змушуючи його включати РЛС, тим самим створюючи умови для розкриття радіоелектронної обстановки, МНС використовували спеціальні групи з 2-4 літаків і безпілотних помилкові цілі типу AN/ADM-141 TALD .
За поглядами військових експертів НАТО, найбільш поширеним способом в тактиці подолання системи ППО супротивника є як і раніше політ на гранично малої та малої висотах з огибанием рельєфу місцевості до рубежів виявлення НЛЦ засобами ППО з околозвуковой швидкістю польоту, що забезпечує найкращу маневреність.
При придушенні Іракської ППО основну роль у знищенні радіотехнічних засобів і систем ППО зіграли американські ПРР AGM-88A, B HARM і ПРР Великобританії ALARM. У ряді робіт відзначається, що при придушенні засобів ППО Іраку було задіяно понад 100 ПРР ALARM.
Пуски ПРР здійснювалися на дальностях від 8 до 100 км, на висоті польоту від 800 до 6000 м при горизонтальному польоті з подальшим кабрирования. Носії ПРР, як правило, перебували в головний групі бойового порядку або в групах, призначених для придушення засобів ППО.
Відповідно до бойових статутів ВПС США екіпаж ударного літака, який виявив функціонуюче засіб ППО противника повинен був його знищити своїм озброєнням навіть ціною невиконання основного завдання на виліт.
При забезпеченні дій тактичної авіації першого ешелону нальоту може передувати удар ДПЛА та БЛА. Основними завданнями якого є придушення і знищення раніше розвіданих РЕЗ, розтин угруповання і дезінформація ППО супротивника. З цією метою з їх допомогою проводиться розвідка РЕЗ, створення хибних цілей, пасивних і активних перешкод, доставка в райони вузлів зв'язку і позицій ЗРК закидалися передавачів перешкод, а також знищення РЕЗ з використанням ПРР або шляхом самонаведення на них. В останньому випадку ДПЛА застосовуються за заздалегідь наміченим району передбачуваної дислокації як стаціонарних, так і мобільних РЛС. Необхідний наряд ДПЛА визначається з розрахунку 1-2 ДПЛА на одну РЛС-мета і не більше 4-8 ДПЛА на один пункт управління ППО.
Реалізація противником вищевикладених принципів ведення протиповітряного бою та операції з новими формами оперативного та бойового застосування СВН призведе до масового виведення з ладу озброєння військової ППО. Прогнозування очікуваних масштабів і характеру дії основних вражаючих елементів СОТ, згідно дозволяє припустити, що в перших масованих ракетно-авіаційних ударах у смузі оборони армії першого ешелону угруповання військ фронту можна очікувати 60-80 стратегічних крилатих ракет, 12-16 оперативно-тактичних балістичних ракет, до 50 дистанційно - пілотованих і безпілотних літальних апаратів, і до 280 протирадіолокацій ракет різного типу.
Проведені дослідження і розрахунки з прогнозування втрат дивізій першого і другого ешелону армії показують, що вже після першого вильоту тактичної і армійською авіацією противника дивізія першого ешелону може втратити до 40% свого бойового складу ще до атаки переднього краю її оборони сухопутними частинами, а для дивізії другу ешелону армії можливі втрати можуть скласти 20-25% від її бойового складу. Основного збитку угрупованню наноситься саме вражаючими елементами СОТ і після 2-3 ударів війська армії практично втрачають свою боєздатність.
Проведені дослідження і розрахунки з прогнозування втрат озброєння і військової техніки військової ППО армійського ланки системи ППО фронту показують, що в результаті масованого удару із застосуванням сучасних вражаючих елементів СОТ їх втрати можуть досягати таких значень які можуть призвести до зриву оборонної операції. Ефективність армійських засобів військової ППО по боротьбі з крилатими і балістичними ракетами, керованими ракетами різного призначення при відображенні першого масованого удару становить 4-6% знищених в ударі цілей.
Аналіз результатів моделювання дозволив визначити:
- Загальна кількість втрат ОВТ у ході операції у відсотках до вихідного кількості;
- Кількість втрат ОВТ за першу добу операції;
- Структуру ушкоджень ОВТ;
- Розподіл пошкоджених зразків ОВТ по добі операції.
Узагальнені дані по втратах ОВТ системи ППО армії наведені в додатку таблиці 2.
Загальна кількість вийшов з ладу ОВТ ЗРбр «БУК» за операцію становить:
- Для армії першого ешелону - 83,3%;
- Для армії другого ешелону - 79,1%;
- У перший день операції для армії першого ешелону - 58,3%;
- У перший день операції для армії другого ешелону - 33,3%.
Розподіл втрат основних зразків ОВТ Зрбр «БУК» за ступенями пошкоджень і по днях операції представлені додатку в таблиці 3.
Аналіз результатів моделювання дозволяє зробити висновок, що «... прийнятна ситуація, коли в одному вильоті тактична авіація понесе 3-5% втрат при втратах військ ППО 20-25%» буде порушено ».
Таким чином, придушення системи ППО є найважливішим складовим елементом операцій, що проводяться ВПС, успішне виконання яких дозволить вирішити завдання війни в цілому.
Аналіз результатів застосування засобів військової ППО по боротьбі з аналогами нових типів повітряних цілей при бойових стрільбах на державному полігоні свідчать, що наявні на озброєнні ЗРК і ЗРС мають обмежені можливості по виявленню і ураженню повітряних елементів СОТ. Причина невідповідності їх можливостей вимогам боротьби з великою кількістю малорозмірних різнотипних вражаючих елементів СОТ полягає, перш за все, в тому, що оперативно-тактичні та технічні вимоги до сучасних ЗРК розроблялися за 10 -15 років до прийняття їх на озброєння. І в той час існувала концепція, що боротьбу з керованою зброєю можна вести лише шляхом поразки його носіїв до рубежів пуску керованих ракет та авіаційних бомб. Так, наприклад, військовий ЗРК 9К37М1 »БУК-М1» розроблявся з 1974 року і вступив на озброєння лише в 1985 році як армійське засіб ППО «... для боротьби з швидкісними, маневруючими аеродинамічними цілями і крилатими ракетами в умовах масованого нальоту та інтенсивного радіопротидії противника, а також з вертольотами вогневої підтримки, в тому числі зависали на гранично малих висотах ». Всі розрахунки при розробці велися для цілей з ЕОП більше 0,3 м 2, а практичні випробування при прийнятті на озброєння проводилися для АЦ - по мішенях ЛА-17 і М-21 з ЕОП рівної 1 м 2, для КР типу Алкмени - по мішенях РМ-217У, РМ-217МВ, МВ - 1 і для ВОП - по мішені з ЕОП і вразливістю вертольота типу МІ-4.
Поява СОТ, використання його як високоефективного засоби ураження військ на полі бою, при висуванні і в районах розташування вимагає прийняття відповідних заходів, що полягають у відповідному розвитку засобів ППО. Враховуючи, що значна кількість нових типів вражаючих елементів СОТ і повітряних цілей призначено для боротьби із засобами ППО, виконання бойового завдання ЗРК «БУК-М1» досягається в основному знищенням в першу чергу літаків - носіїв цих коштів. Поразка самих ракет у польоті можливе лише з місця і в ступені готовності № 1, а в більшості випадках - лише в режимі автономної роботи СОУ у відповідальних секторах.
Вражаючий елемент СОТ - ПРР, є найбільш небезпечною і складною метою, оскільки параметри траєкторії польоту характеризуються великими діапазонами дальності пуску, висоти, кутів підльоту до РЛС - цілі. Висока швидкість, невеликі геометричні розміри, низька вразливість і маленьке значення ЕОП ракет дозволяють їх віднести до класу небезпечних цілей і підлягають до першочергового знищення. Своєрідний вид траєкторії польоту ПРР призводить до того, що мета може бути виявлена СОЦ 9С18М1 тоді, коли кути пікірування не перевищують гранично можливі кути виявлення для РЛС в режимах «протилітакової оборона» - 40 град і «Протиракетна оборона» - 55 град на дальностях не перевищують 40-45 км. Проведені дослідження і розрахунки з використанням ПРР типу «Шрайк» показують, що виявлення ПРР в польоті РЛС сантиметрового діапазону через незначну ЕОП на екранах РЛС практично неможливо. Відділення ПРР від літака - носія зазвичай спостерігається на екранах індикаторів при супроводі носія і роботі приймальної системи в режимі «ручного посилення». При цьому дальність виявлення моменту відділення ПРР від носія не перевищує 25-30 км.
Проведені полігонні випробування військового ЗРК «БУК-М1», доопрацьованого з метою підвищення ТТХ свідчать, що вертикальний перетин зони ураження комплексом ПРР типу «Харм» обмежена:
- По висоті від 0,1 до 15 км;
- По дальності від 3 до 15-20 км;
- По курсовому параметру до 13-15 км.
Можливість поразки ПРР в межах зазначеної зони становить 0,5-0,6. Вертикальне перетин зони ураження ЗРК «БУК-М1-2» ПРР типу «Харм» наведено на малюнку 3.
Наведені параметри зони ураження справедливі для стрільби ЗРК у беспомеховой обстановці, а в помеховой обстановці максимальна дальність стрільби скорочується до 5,7-11 км.
Основою захисту СОУ від ПРР в даний час є максимальне використання пасивних режимів виявлення і супроводу повітряних цілей - телевізійно-оптичного візира. Результати практичних досліджень показують, що використання ТОВ з 12-ти кратним збільшенням за умови дальності метеорологічної видимості рівною 20 км, забезпечується виявлення і супровід ПРР типу «Харм» залежно від висоти польоту та курсового параметра на дальностях до 4,3 - 7,2 км.
Найбільш раціональною є стрільба СОУ з мінімальним часом випромінювання НВЧ енергії, тобто максимальне використання режиму захисту СОУ від впливу ПРР при автономній роботі двох СОУ та при видачі ЦУ з КП.
Аналіз можливостей систем СОТ ймовірного противника показує, що час його реакції по коштах ППО складає 2-5 хв. Виходячи з цього, для підвищення живучості необхідно прагнути до того, щоб розрахунки СОУ були підготовлені одразу ж після пуску ЗУР, прольоту літака-розвідника змінити СП. Максимальний час залишення СП не повинен перевищувати 2-3 хв. У цьому випадку доцільно періодично проводити зміну СП шляхом використання маневру СОУ з включеною апаратурою. За час 3-5 хв СОУ здатна з включеною апаратурою, але без випромінювання переміститися зі швидкістю не більше 8-10 км / год на досить безпечну відстань.
Перераховані вище способи боротьби з ПРР ЗРК «БУК-М1» не дозволяють ефективно боротися з ними. Отже, виникає необхідність у пошуку шляхів та способів підвищення ефективності боротьби з вражаючими елементами СОТ для ЗРК «БУК-М1» або проблему боротьби для цього ЗРК необхідно розглядати як проблему його захисту, виключення або максимального послаблення його впливу.
1.Модернізація перебувають на озброєнні бойових засобів ЗРК - до 50%;
2.Совершенствованіе способів бойового застосування ЗРК - до 20%;
3.Совершенствованіе способів бойової роботи розрахунків СОУ - до 20%;
4.Повишеніе рівня навченості та злагодженості всіх розрахунків бойових засобів ЗРК - до 10%.
Враховуючи, що захист РЕЗ від ПРР можна забезпечити поразкою самих ракет і їх носіїв, придушенням радіоперешкодами систем наведення ПРР, зміною режимів роботи захищаються коштів виникає закономірна необхідність докладного вивчення їх бойових можливостей і способів застосування.
1.2 Аналіз бойових можливостей і способів застосування деяких типів ПРР при придушенні системи ППО
Значну роль в реалізації завдань щодо вогневому поразці наземних і корабельних РЛС супротивника зарубіжні фахівці відводять ПРР. Основні характеристики вражаючих елементів СОТ з пасивними радіолокаційними системами наведення деяких іноземних держав та Російської Федерації наведені в таблиці 3.
Основним їх перевагою у порівнянні з іншими засобами впливу є те, що вони викликають не тимчасове припинення роботи РЛС, як у випадку застосування РЕЗ придушення, а призводять до їх знищення або значного пошкодження. Це зумовило появу протирадіолокацій керованих ракет типу AGM-45A «Шрайк» з пасивним самонаведенням на промінь РЛС. ПРР прийнята на озброєння авіації ВПС і ВМС США в 1964 році і має 12 модифікацій. Усього було поставлено більше 24 тис. таких ракет. Тільки у В'єтнамі було використано більше 5 тис. ракет «Шрайк». Ці ПРР активно використовувалися ізраїльською авіацією на Близькому Сході, в період англо-аргентинського конфлікту через Фолклендських островів і для придушення лівійських ЗРК. Дальність пуску ПРР «Шрайк» залежить від висоти польоту носія і знаходиться в межах 7-85 км. Висота, з якої в основному здійснювалися запуски ракет «Шрайк», становила 2,5-3,5 км. Нижня межа зони пуску для дозвукового носія становить 200 м, для надзвукового - 500 м. Середня швидкість польоту ПРР становить 400-600 м / с. При швидкості літака - носія 450 м / с швидкість польоту ПРР сягає 1000 м / с. Траєкторія польоту і використовуваний метод наведення залежать від відстані між точкою пуску і об'єктом удару, висоти точки пуску і характеру руху об'єкта удару. При пусках ПРР з великих відстаней наведення проводиться по траєкторії, близькій до балістичної. Кут пікірування на ціль може складати від 10 до 60 град, а наявні перевантаження - з 3 до 10 - кратних величин.
Значна потужність випромінювання, обмежені можливості з використання спектра електромагнітного випромінювання в РЛС, слабка стійкість до впливу вражаючих факторів боєприпасів, а також відсутність спеціальних заходів захисту від самонавідної зброї зумовили досить високу ефективність ПРР «Шрайк» на початковому етапі бойового застосування.
На ракеті встановлювалися взаємозамінні бойові частини трьох типів, що мають однакові габарити і вагу 66 кг. При підриві осколково-фугасних бойових частин утворюється близько 20 тис. осколків, що забезпечують кут розльоту близько 40 градусів, з радіусом ураження приблизно 15-20 м. Сигнальна бойова частина може готуватися білим фосфором. У момент його спрацьовування утворюється біла хмара, що є своєрідним орієнтиром для здійснення бомбометання іншими літаками.
Для придушення ЗРдн за допомогою ПРР «Шрайк» за кожним ЗРК пускалися 2-4 ракети під прикриттям у відповідь-імпульсних активних шумових перешкод. Літаки - постановники перешкод у момент пуску ракет перебували на дальності, що виключає вплив перешкод на канал розвідки і пасивну радіолокації головку самонаведення.
Досвід бойового застосування цих ракет у локальних війнах показав їх відносно низьку ефективність. Так, ймовірність зриву бойової роботи ЗРК при нанесенні по них ударів за 1965-1972 рр.. склало: бомбами - 0,5, ракетами «Шрайк» - 0,19. У результаті серйозних недоліків і щодо низької ефективності бойового застосування ПРР «Шрайк» була знята з виробництва.
З 1966 року почалася розробка більш ефективної ПРР AGM-78 «St. ARM », яка була прийнята на озброєння в 1968 році і є ПРР другого покоління. Розширення частотного діапазону роботи ДБН в ракеті модифікації AGM-78B і установка пристрою запам'ятовування координат РЛС-цілі припинила випромінювання в ракеті модифікації AGM-78D сприяли підвищенню спроможності ракети в боротьбі проти РЛС супротивника. Ракета оснащена потужною осколково-фугасної бойовою частиною масою 150 кг, підрив якої проводиться контактним або неконтактним радіовзривателем і найбільший ефект досягається при підриві на висоті 15-20 м над ціллю. При цьому радіус розльоту її осколків кубічної форми з ребром довжиною 10 мм, складає близько 600 м. Ця бойова частина забезпечує ураження техніки на відстані до 150 м, а живої сили - до 500 м. При наземному вибуху утворюється воронка діаметром близько 5 м. У проміжному відсіку ракети встановлюється сигнальний заряд, після підриву якого утворюється димове хмара є орієнтиром для здійснення бомбометання іншими літаками. Всього в авіаційні частини США було поставлено близько 3 тис. ракет, основними носіями яких є літаки F-4E, A-6A, F-105F. Дана ПРР застосовувалася США у бойових діях в Південно-Східній Азії та ізраїльтянами проти сірійських ЗРК у долині Бекаа в Лівані. У зв'язку з відносно малою швидкістю, відсутністю ДБН з досить широким діапазоном частот, а також складністю конструкції і дорожнечею ракета «St. ARM »з другої половини 1976 знята з виробництва.
Для поповнення арсеналу ПРР в США на початку 70-х років розроблена тактична високошвидкісна ракета AGM-88A HARM і літакове обладнання для її застосування. Ракета відноситься до ПРР другого покоління і призначена для ураження РЛС працюють у режимах імпульсного і безперервного випромінювання, оснащена пасивної РГСН, маса якої 20 кг, що працює в широкому діапазоні частот і має запам'ятовуючий пристрій координат РЛС-мети в разі припинення випромінювання.
У пам'яті обчислювального пристрою ракети зберігаються еталони сигналів РЛС супротивника, що дозволяє швидко ідентифікувати ціль, вести селекцію радіолокаційних сигналів, мати менший час реакції. У ракеті розташовується безплатформного інерціальна система наведення, що забезпечує достатню точність наведення ракети, навіть у разі припинення роботи РЛС-мети. Середньоквадратичний промах ПРР при наведенні на РЛС, що випромінює без паузи становить 6-8 м.
ПРР HARM виконана за аеродинамічною схемою «поворотний крило», максимальні нормальні перевантаження можуть складати до 15 одиниць при наведенні за методом пропорційної навігації. Твердопаливний, бездимний реактивний двигун з двоступеневою тягою забезпечує швидкість польоту ракети до 3-4 М. Вона оснащена осколково-фугасної бойовою частиною відносно невеликої маси і неконтактним лазерним детонатором, за допомогою якого визначається висота підльоту ракети і з урахуванням конкретного типу подавляемой РЛС забезпечується оптимальний розліт осколків кубічної форми розміром близько 5 мм з вольфрамового сплаву. Момент підриву вибирається з умов максимального накриття мети осколками. ПРР HARM призначена для озброєння літаків ВПС і ВМС США А-6Е, ЕА-6В, А-7Е, F-4G, F-16B, F-16C, F-18, F-14, F-15, F/A- 18. Програма закінчена в 1993 році. Усього в арсеналі 32 тис. штук, є найбільш представницькою і основний ПРР в авіації США на наступне десятиліття. Дана ПРР використовувалася у бойових діях для придушення лівійських ЗРК і Іракської ППО. Так при придушенні лівійських ЗРК з літаків F/A-18 було здійснено більше 30 пусків ракет з видалення близько 96 км.
Передбачено три режими застосування ПРР HARM.
Режим самозахисту. Він реалізується тільки для ракети в модифікації AGM-88A за допомогою літакової системи оповіщення про радіолокаційне опромінення, що аналізує і класифікує усі отримані радіолокаційні сигнали за ступенем загрози, вибираючи найбільш важливі РЛС-мети. Параметри сигналів РЛС одночасно передаються льотчику і на ракету. Про готовність до пуску льотчик отримує сигнал з борту ракети, а після пуску може розвернутися і виконувати іншу задачу.
Режим дії з незапланованим, раптово виявленим цілям. Він реалізується з використанням системи радіотехнічної розвідки літака, яка виявляє сигнали РЛС, класифікує їх і визначає ступінь загрози. Дані виявлення РЛС-цілі, в тому числі і припинили випромінювання, видаються на індикатор в кабіні льотчика, який є частиною системи управління ПРР. Мета вибирає льотчик, після чого здійснюється пуск. Для бойового застосування в перших двох режимах розроблена ракета модифікації AGM-88B.
Режим дії по заздалегідь вибраним цілям в заданому районі. Він реалізується шляхом введення в бортову систему радіотехнічекой розвідки ракети попередніх даних придушуються РЛС і ставиться завдання її пошуку і знищення. Ракета запускається в район РЛС-цілі і в ході польоту виробляє автономний пошук і виявлення всіх випромінюючих РЛС, а також захоплення РЛС-мети з наперед заданими характеристиками. Якщо сигнали такої РЛС-цілі не виявляються, то захоплюється найбільш важлива мета і виробляється наведення на неї в цьому режимі ракет модифікації AGM-88C. Пуск здійснюється із дальності 70-75 км.
Варіанти бойового застосування ПРР HARM наведені на малюнку 3.
ПРР ARMAT створена на базі застарілої французької ПРР «Мартель» і прийнята на озброєння 1984 році для придушення нерухомих і карабельних РЛС ППО. Дальність пуску становить від 70 до 120 км. Пасивна РГСН забезпечує наведення ракети на РЛС, що працює в режимі «мерехтіння» і використовує інші методи захисту від засобів РЕБ. Кут пікірування ракети на РЛС більше 80 град, що дозволяє виключити прийом віддзеркалених зондирующих сигналів від поверхні землі.
ПРР AGM-122A SADARM призначена для ураження працюючих РЛС військових ЗРК противника з дальності до 8 км. Прийнята на озброєння в 1987 році. Як ностителями нової ПРР можуть використовуватися вертольоти АV-8B і AH-1J. Стартова маса ракети 91 кг, максимальна швидкість польоту до 1,3 М. ПРР оснащена бойовою частиною масою 10,2 кг осколкового типу. Точність стрілянини менше 6 м.
У 1991 році на озброєння ВПС країн НАТО була прийнята ПРР ALARM спільного виробництва США і Великобританії, для оснащення літаків «Торнадо», «Сі Харрієр», «Хок» і вертольота «Лінкс». Ракета оснащена твердотільної широкодіапазонний протирадіолокацій ДБН з апаратурою програмного управління, в яку вводяться характеристики РЛС супротивника і має власний радіолокаційний Обнаружитель мети. Черговість ураження цілей залежить від виконуваного завдання і типів засобів ППО, її можна міняти перед злетом літака-носія. Найбільш важливим вузлом в ракеті вважається блок управління виконанням бойового завдання, що дозволяє вибирати траєкторію польоту.
Ракета ALARM функціонує в двох основних режимах: безпосередній пуск за метою і захоплення цілі на траєкторії при спуску з розкритим парашутом. Пуск ракети в першому режимі здійснюється безпосередньо в напрямку РЛС-мети, що знаходиться в зоні прямої видимості, з попереднім її захопленням РГСН або без захоплення.
Варіант бойового застосування ПРР АLARM при пуску безпосередньо в напрямку РЛС-цілі наведено на малюнку 4.
Пуск ракети в другому режимі проводиться в умовах відсутності прямої видимості РЛС-цілі при знаходженні літака-носія на малій висоті. Після пуску ракета у відповідність з програмою набирає задану висоту, що забезпечує збільшення дальності виявлення РЛС-цілей. Після набору висоти двигун відключається і розкривається парашут, за допомогою якого ракета може планувати близько двох хвилин до повторного включення РЛС-мети. У процесі повільного зниження РГСН ракети здійснює пошук діючих РЛС супротивника. При захопленні мети РГСН парашут відстрілюється і ПРР, запустивши двигун, наводиться на ціль. Якщо мета припиняє випромінювання, то ПРР утримується на курсі з допомогою блоку наведення бортової інерціальної системи навігації.
Варіант бойового застосування ПРР ALARM при її пуску в разі знаходження літака - носія на малій висоті наведено на малюнку 5.
На кінцевій ділянці траєкторія ПРР АLARM є практично вертикальної, що зменшує помилки наведення через перевідбиттів сигналів РЛС-цілі від місцевих предметів. Ракета оснащена осколковою бойовою частиною, підривається на певній висоті над РЛС-метою. Підрив бойової частини здійснюється за допомогою неконтактного лазерного детонатора.
ПРР - БЛА AGM-136A «ТЕСІТ Мосту» призначена для ураження працюючих РЛС супротивника з дальності більше 90 км. З 1990 року проходить полігонні випробування. Стартова маса ракети 480 кг. ПРР оснащена бойовою частиною масою 45 осколково-фугасного типу. Точність стрілянини менше 10 м. Після пуску ракета виконує політ за маршрутом і здійснює пошук цілі самостійно в ході патрулювання над територією противника відповідно до заданої програми. В якості носія нової ПРР можуть використовуватися в основному стратегічні бомбардровщікі В-1В, В-2А, В-52. Наприклад, спеціально обладнаний стратегічний бомбардувальник В-52 може нести до 30 ПРР на трьох пускових установках барабанного типу. Варіант бойового застосування ПРР - БЛА «ТЕСІТ Мосту» по РЛС-цілі наведено на малюнку 6.
ДПЛА типу BGM-34B, C, «Локаст», «Пейв - Тайгер» відносяться до класу «ударні» - носії ПРР типів «Шрайк» і «Мейверік». Вони можуть вражати РЛС не тільки за допомогою цих ПРР, але і шляхом самонаведення на неї. У цьому випадку ДПЛА застосовуються за заздалегідь намічає району передбачуваної дислокації РЛС. Для цього в систему наведення ДПЛА вводяться однозначно характеризують РЛС дані і програма польоту, що забезпечує його висновок в район баражування. Максимальна дальність польоту може досягати 1200-1300 км. В намічені районі ДПЛА баражують на висоті 2 -4 км, здійснюючи розвідку роботи РЕЗ. При виявленні РЛС із заданими характеристиками і захоплення її на автосопровождение ДПЛА виводиться у вихідне положення, що забезпечує пікірування на РЛС під кутами 60-90 град. При цьому проводиться скидання повітряного гвинта і несучих площин. За твердженням іноземних фахівців, малорозмірні ДПЛА практично неможливо побачити візуально і виявити за допомогою РЛС з-за малих ЕОП на висоті понад 900 м, важко побачити і почути на дальності понад 1600 м, володіють низькою ймовірністю поразки внаслідок малої уразливості площі та здатності здійснювати політ за криволінійних траєкторіях з перевантаженням у 2-3 од.
Наявність великої кількості малорозмірних, швидкісних і маловисотних, відносно недорогих безпілотних цілей по-новому висвітлює завдання вибору пріоритетних цілей для целераспределенія і їх поразки засобами військової ППО. Неможливість знищення всіх повітряних цілей вимагатиме в умовах жорсткого ліміту часу розпізнавання та встановлення черговості ураження найважливіших з них.
Своєчасне та достовірне радіолокаційне розпізнавання типу вражаючого елементу високоточної зброї - одна з найважливіших проблем і основа розумних дій розрахунку радіолокаційного озброєння ЗРК по правильному прийняттю рішення на використання пасивних і активних способів його захисту.
Основними складовими цієї проблеми є низька інформативність традиційних методів отримання інформації про мету і висока вартість технічної реалізації РЛС, що дозволяють отримувати одночасно велику кількість ознак радіолокаційного розпізнавання цілі. Таким чином, рішення задачі радіолокаційного розпізнавання є більш складним, ніж вирішення інших завдань радіолокаційного спостереження, оскільки передбачає застосування високоінформативних радіолокаційних сигналів, їх статистичний аналіз і використання апріорної інформації про розпізнаваних класах мети.
Виходом з цього положення є облік всіх умов, які впливають на ефективність системи розпізнавання, правильний вибір і точний опис ознак, оптимізація систем розпізнавання з урахуванням споживачів інформації та адаптація систем розпізнавання до умов її роботи.
2. Аналіз апріорного словника ознак розпізнавання протирадіолокацій ракет і їх носіїв
Одним з основних шляхів підвищення ефективності радіолокаційного розпізнавання є підвищення інформативності радіолокаційних систем з метою отримання такої ознаки розпізнавання, який би відображав певні властивості конкретного типу цілі, що відрізняє його від інших.
Сигнальні ознаки безпосередньо пов'язані з властивостями, що відбивають цілі та динамікою її польоту, тому вони забезпечують більш високі показники якості розпізнавання і дозволяють призначити для розпізнавання більше число класів. Але на відміну від траєкторних ознак, які можуть бути виміряні з достатньою точністю більшістю РЛС, вимір більшості сигнальних ознак вимагає спеціальних методів, пов'язаних з аналізом більш «тонкої» структури радіолокаційних сигналів. При цьому ускладнюються й самі зондувальні сигнали РЛС. Найбільш повними описами властивостей цілі є радіолокаційні «портрети». Їх отримання передбачає наявність сверхразрешенія за відповідними параметрами сигналу, досягнення якого часто неможливе або утруднене. Наприклад, отримання величини дозволу по дальності, рівному одному метру, вимагає смуги зондуючого сигналу приблизно 150 Мгц, сверхразрешеніе по кутових координатах вимагає застосування ДНА, що мають ширину, рівну одиницям кутових секунд. В обох випадках «дроблення» сигналу призводить до зменшення відносини сигнал / шум, тобто завдання розпізнавання за далекомірним або кутомірним «портретів» цілей вступає в протиріччя із завданням їх виявлення.
В даний час, із застосуванням широкосмугових сигналів з достатньою базою і техніки їх стиснення з'явилася можливість отримання далекомірного «портрета» мети, що дозволяє розпізнати не тільки клас, а й тип цілі. Наприклад, у роботах наводяться результати досліджень розпізнавання за далекомірної «портрета» винищувача-бомбардувальника, транспортного літака і помилкової мети.
Простіше вирішується завдання розпізнавання за доплерівським «портретів», які представляють собою розподіл по радіальної швидкості елементарних відбивачів мети, які вчиняють при її русі регулярні та хаотичні поступальні й обертальні рухи. Доплеровский «портрет» літака характерний наявністю в спектрі загального доплерівського зсуву частоти, складових, викликаних маневром мети, регулярних складових, пов'язаних з турбінної або гвинтовий модуляцією, і випадкових складових, обумовлених вібраціями і рискання мети.
Однак отримання доплерівського «портрета» передбачає випромінювання безперервного сигналу. При цьому втрачаються такі найважливіші гідності РЛС, як дозвіл по дальності і можливість використання поєднаної антени. Проте певні можливості застосування «турбінного» ефекту для розпізнавання відкриваються у зв'язку зі створенням квазібезперевної РЛС.
Просторові, поляризаційні, тимчасові і спектральні характеристики відображених радіолокаційних сигналів залежать в основному від наступних чотирьох різнорідних властивостей цілей:
- Розміру, форми і матеріалу поверхні, що розсіює;
- Руху відображають елементів відносно один одного;
- Рухи всього корпусу мети навколо центру ваги;
- Переміщення центру ваги мети в просторі.
Ці властивості відповідно визначають чотири групи ознак мети. Для розпізнавання й селекції найбільш інформативні ті параметри відображених сигналів, які обумовлені першим і другим властивостями цілей. Принципи сучасної радіолокації дозволяють визначати кожну групу ознак окремо.
Такою ознакою розпізнавання конкретного типу вражаючого елементу СОТ може бути одне з складових сигнального ознаки розпізнавання - «шуми» мети, викликані її рухом на траєкторії польоту, різними видами вібрації та утворення її окремих частин, що призводять до амплітудних і фазовим флуктуацій відбитого сигналу, появи в спектрі загального доплерівського зсуву частоти складових, викликаних «вторинним» ефектом Доплера.
Рух мети та її частин щодо РЛС викликають зміни сумарного відбитого сигналу в часі. Ехо-сигнал від складної мети відрізняється від сигналу точкового джерела модуляцією, породжує зміни амплітуди, частоти і відносної фази сигналів, відбитих від окремих ділянок мети. У ряді робіт розглядаються п'ять типів модуляції відбитого сигналу від складної мети для випадку ближньої радіолокації.
З метою оцінки ширини і складових спектру флуктуації частот у відбитому сигналі від різних класів цілей є необхідність проведення теоретичних і експериментальних досліджень. Розглянемо більш детально характеристики відображених радіолокаційних сигналів від складної мети.
Амплітудний шум. Цей найбільш очевидний тип модуляції луна-сигналу від складної мети можна представити у вигляді флюктуирующую суми багатьох складових векторів з випадково змінними відносними фазами. Амплітудний шум, для зручності розгляду, можна розділити по частоті на дві складові: низькочастотну і високочастотну.
Невеликі зміни відносної дальності відбивачів, викликаними рухами цілі на траєкторії, призводить до відповідних випадковим змінам відносних фаз відображених сигналів, а отже, до випадкових флуктуацій векторної суми сигналів. Так, наприклад, при рискання і кренах літака в спектрі відбитого сигналу можуть з'явитися частоти в межах 10 ... 40 Гц, а маневри по тангажу ведуть до формування в спектрі флуктуацій сигналу більш високих частот -100 ... 400 Гц.
Спектри амплітудного шуму з низькочастотної складової однакові як для великих, так і для малих розмірів цілей. Це пояснюється тим, що швидкість зміни дальності відбивачів є функцією як кутового нишпорення літака, так і відстані від відбивачів до центру ваги літака.
Високочастотний амплітудний шум містить випадкову і періодичну складові. Випадковий шум від такої мети, як літак, є результатом вібрацій і руху його окремих частин, що створюють щодо рівномірний спектр шуму, ширина якого досягає декількох сотень Гц, залежно від типу літака.
Для обгрунтування меж даного діапазону частот необхідно відзначити, що на сучасних літаках і вертольотах розрізняють, відповідно до, наступні види вібрацій:
- Вібрації, що виникають при роботі силових установок мети - рухові вібрації і вібрації від руху повітряних гвинтів;
- Аеродинамічні вібрації, пов'язані з особливостями обтікання повітряним потоком конструкцій і окремих частин мети;
- Акустичні вібрації;
- Коливання типу «флатер».
Дослідження, присвячені аналізу роботи рухових установок літальних апаратів показують, що найбільшими за амплітудою зміщення є вібрації на частотах:
1. Для поршневих двигунів - Wкв, 2Wкв, Wв, NWв, де
Wкв-кутова швидкість обертання колінчастого валу;
Wв-кутова швидкість обертання гвинта;
N - кількість лопатей гвинта.
2. Для турбогвинтових двигунів - Wв, NWв, Wр, де
Wр - кутова швидкість обертання ротора.
3. Для турбореактивних двигунів Wр1, де
Wр1 - кутова швидкість обертання першого ротора.
Дані вібрації породжують спектральні відгуки на частотах 56 ... 300 Гц.
4. Для вертолітних двигунів - Wнв, КнвWнв, де
Wнв - кутова швидкість обертання несучого гвинта;
Кнв - кількість лопатей несучого гвинта.
Дані вібрації породжують спектральні відгуки на частотах 2 ... 14 Гц.
Дослідження, присвячені аеродинаміці польоту літальних апаратів показує, що переважаючих по амплітуді аеродинамічні коливання завжди дуже близькі або збігаються з частотами власних коливань конструкції. Найбільшими за амплітудою з цих коливань є коливання, відповідні низьким тонам власних коливань. При аеродинамічних вібраціях конструкція літального апарата як би є своєрідним фільтром, що виділяють тільки такі коливання, частота яких знаходяться в зоні резонансу з його власною частотою. Тому, знаючи значення частоти власної вібрації елементів конструкції, можна передбачити, на яких частотах вібрації будуть максимальними за амплітудою.
У загальному випадку режим вібрації конструкції об'єктів, що являє собою суму вимушених і власних коливань, визначаються як інтенсивністю і частотним спектром випадкових зовнішніх чинників, так і значеннями відповідних передавальних функцій. Величини останніх залежать від спектру власних частот конструкції в цілому, її частин та елементів, а так само коефіцієнтів демпфування. Якщо коефіцієнти демпфування порівняно не великі, що виконується на сучасних літальних апаратах, то передавальні функції будуть мати більші коефіцієнти підсилення на всіх частотах, що співпадають з власними, тобто спектр вібрацій реальної конструкції буде в основному вузькосмуговим і залежним від конструктивних особливостей літального апарату.
Акустичні вібрації так само мають частоти, близькі до власних частот елементів конструкції і займають спектральний діапазон 1,5 ... 40 Гц.
Таким чином, для розпізнавання цілей за спектром вібрації необхідно аналізувати смугу частот 0 ... 300 Гц.
Кутовий шум. При спостереженні за об'єктом кінцевих розмірів відбитий сигнал є результатом інтерференції хвиль, відбитих від окремих елементів мети. Флуктуації фазового фронту відбитої хвилі від складної мети викликає блукання удаваного джерела луна-сигналу в площині мети щодо фізичного центру цілі і його кутове положення залежить від відносних амплітуд і фаз складових луна-сигналів і їх кутових положень.
Кутовий шум виражений в лінійних одиницях зміщення удаваного положення цілі щодо «центру ваги» розподілу її відбивачів, не залежить від дальності. Типові значення sаng для реальних літаків знаходяться в межах 0,15 L ... 0,25 L в залежності від характеру розподілу основних відображають елементів. Для невеликого літака з одним двигуном, що не має яких-небудь ефективних відбивачів на крилі, значення sаng при опроміненні його з носа близько до 0,1 L, тоді для великого літака з двигунами, розташованими поза фюзеляжу, баками для пального, розміщеними на консолях крила, значення наближається до 0,3 L. При опроміненні цього літака збоку sаng також наближається до значення 0,3 L.
Для невеликого літака з розмахом крила 18 м типове значення sаng одно 2,7 м, то квадрат радіусу обертання щодо «центру ваги» для такого літака дорівнює 3,8 м.
Типові значення ширини спектру кутового шуму при сильної турбулентності атмосфери для частот 8,5 ... 10,7 ГГц носять низькочастотний характер і полягають в межах від 1 Гц - для невеликого літака, до 2,5 Гц - для великого літака в інтервалі частот 0 ... 6 Гц. Для більш низьких частот діапазону і менш турбулентності атмосфери ширина спектру зменшується.
Таким чином, ефективна ширина спектру кутових флуктуацій дорівнює 1 ... 6 Гц.
Значення sаng для цілей складної форми є по суті постійною величиною, що не залежить ні від високої несучої частоти РЛС, якщо розміри мети рівні принаймні кільком довжинах хвиль, ні від швидкості випадкових рухів мети. Спектральний розподіл потужності кутового шуму безпосередньо залежить від високої частоти, турбулентності атмосфери та інших параметрів.
Кутові помилки, викликані кутовим шумом, обернено пропорційні дальності, то вплив цього шуму позначається головним чином на середніх і малих відстанях.
Поляризаційний шум. Поляризація луна-сигналу від складної мети в загальному випадку відрізняється від поляризації зондуючого сигналу. Хоча поляризація зондуючого сигналу зазвичай переважає у відбитому сигналі, сигнал від відбивачів складної форми і комбінації таких відбивачів мають складові з іншими видами поляризації. Це означає, що мета зі складною конфігурацією змінює поляризацію відбитого сигналу, варіація якої відповідає деякому шуму.
Деполяризація радіолокаційного сигналу при відображенні його від мети викликає деяку втрату енергії луна-сигналу. Вимірювання показують, що при лінійній поляризації луна-сигналу переважає така ж поляризація, як і поляризація випромінюваного сигналу, а складова ортогональної поляризації, викликана деполяризуючих властивостями складної мети, на 7-12 дБ нижче.
Повний опис поляризаційних властивостей мети дається поляризаційної матрицею розсіяння, що має вид:
di, j - комплексні коефіцієнти, що характеризують амплітуду і фазу відбитого від цілі сигналу при опроміненні її ортогональними поляризаційними компонентами електромагнітної хвилі і прийомі відбитого сигналу в ортогональному поляризаційному базисі.
Величина деполяризації і фаза кроссполярізаціонной складової сигналу, в порівнянні з основною складовою, описуються елементами d12 і d 21 матриці.
Деполяризуючий властивості цілей залежать від їх розмірів і складності конфігурації і можуть бути істотно різними для різних класів цілей.
Наприклад, прості за формою ракета слабо деполярізует сигнал, тоді складова d 12 для літака може досягати 10 дБ і більше від рівня складової d 11. Таким чином, поляризаційна матриця розсіяння може розглядатися як поляризаційний портрет мети.
Шум дальності. Відносні амплітуда і фаза луна-сигналів від окремих частин складної мети і їх дальність щодо РЛС впливають на становище «центру ваги» видеоимпульса при типовому методі супроводу цілей по дальності - визначення «центру ваги» площі видеоимпульса електронним інтегруванням. Випадкові переміщення мети та її елементів викликають зміни у часі цих параметрів, а також результуючої дальності. Шум, викликаний флуктуаціями дальності складної мети приводить до помилки спостереження по координаті дальності.
У роботі наводяться результати вимірювань випадкових флуктуацій дальності при вимірах по невеликому, великим літакам і по групі літаків, які встановлюють зв'язок шуму дальності з розподілом відбивної здатності цілей по координаті дальності. Среднеквадратическая помилка вимірювання дальності з достатньою точністю дорівнює 0,8 радіуса переміщення розподілених поверхонь, що відбивають цілі по дальності або в типовому випадку можна прийняти рівною від 10% до 30% від протяжності цілі по координаті дальності: 30% - для випадків спостереження літаків з носа і хвоста і 10% - збоку.
Форму спектру можна оцінити з гарним наближенням, користуючись функцією для частоти і тим самим значенням ширини смуги, що і при обчисленні спектру кутового шуму
N - спектральна щільність потужності шуму;
По-ширина смуги шуму;
f - частота;
sang - середньоквадратичне значення кутового шуму.
Можливість захоплення бажаної спектральної лінії допплерівської стежить системою також обмежується цим шумом. Шум дальності обмежує точність вимірювання швидкості, яка визначається як похідна від дальності в часі і може бути перешкодою при виборі правильної спектральної лінії для стеження.
Спектральний розподіл енергії та функції щільності ймовірності відображають досить точну зв'язок шуму дальності цілі з її конфігурацією або розподілом відбивної здатності цілі по координаті дальності.
Доплеровский шум. Для випадку ближньої радіолокації в міру зближення цілі з РЛС її кутовий розмір безперервно зростає. Оскільки направлення на окремі точки і відносні радіальні швидкості різняться між собою і є нормальні випадкові руху мети в польоті, відбиті від різних її ділянок сигнали злегка відрізняються по допплерівської частоті, тобто спектр відбитого сигналу містить не одну доплерівську лінію, а є суцільним, з максимумом у середній допплерівської частоти, зумовленої радіальної швидкістю мети. Ширина спектру відбитого сигналу зростає із збільшенням розмірів мети.
При розгляді доплерівського зміни частоти сигналів, відбитих складної метою, можна виділити доплерівські спектральні лінії від обертових частин літака і безперервний допплерівський спектр, що виникає випадковими відхиленнями літака в польоті від заданої траєкторії.
Найбільш цікаву інформацію про доплеровском шумі дає форма спектра. Спектр доплерівських флуктуацій частоти являє собою розподіл щільності ймовірності Р і показує, протягом якого відносного часу ця частота потрапляє в певну ділянку ширини смуги. Допплерівський спектр в типовому випадку є функцією з піками, симетричною щодо середньої допплерівської частоти мети. При доплерівських вимірах мають значення як позитивні, так і негативні частоти, тому що спектр шуму луна-сигналу від фюзеляжу літака симетричний щодо середньої частоти.
Розподіл щільності ймовірності Р для f можна висловити модифікованої функцією Ганкеля у вигляді
K0 - модифікована функція Ганкеля;
f - частота;
sy - середньоквадратичне значення девіації фази, зумовленої кутовим шумом;
sw - середньоквадратичне значення частоти рискання.
У роботі наводиться приблизний розрахунок Р для великого літака з розмахом крила 40 м, що спостерігається з носа РЛС на довжині хвилі 0,032 м, при типовій середньоквадратичної швидкості рискання 0,8 ° / c, що здійснює політ по прямій. Функція
f - робоча частота передачіка РЛС;
fd - середня доплеровская частота від корпусу літака
Необхідно відзначити, що будь-яке постійне значення швидкості віражу або зміни ракурсу призводить до розширення доплерівського спектру і зміни його форми, що виражається в менш різкому спадении функції Р поблизу її максимуму, а також до додаткового зсуву всього спектру на увазі зміни середньої радіальної швидкості.
Складові луна-сигналу від обертових і коливних елементів літака викликають появу не тільки амплітудної модуляції з парами спектральних ліній, розташованих симетрично щодо доплерівського спектру луна-сигналу від фюзеляжу літака, але і чисту частотну модуляцію, що створює окрему групу доплерівських ліній, розташованих по один бік від доплерівського спектру корпусу літака.
Наведений приблизний доплеровский «портрет» літака характерний наявністю в спектрі складових, викликаних «вторинним» ефектом Доплера, регулярних складових, пов'язаних з турбінної або гвинтовий модуляції і випадкових складових, обумовлених вібраціями і рискання мети. Найбільш інформативною є складова турбінного ефекту, частота якої залежить від конструкції і швидкості обертання компресора двигуна. Рівень турбінної складової лежить на 15-20 дБ нижче основної складової.
Вторинна модуляція призводить до істотного розширення амплітудно-частотного спектру відбитого сигналу. При цьому в спектрі відбитого сигналу міститься цілий ряд вузькосмугових дискретних складових, частотне положення яких однозначно пов'язане з технічними і конструктивними характеристиками двигунів літаків і вертольотів.
Для цілей з прямоточними реактивними двигунами або без двигунів взагалі, відбитий сигнал має суцільний бистрозатухающій спектр дискретних складових.
Спектр сигналу відбитого від вертольота симетричний щодо несучої і має спадаючий характер. Крім центральної складової спектр має ряд спадаючих бічних складових у смузі до ± 10 кГц.
У результаті вторинної модуляції в структурі відбитого сигналу відображаються радіолокаційні властивості мети - її здатність змінювати амплітудні, частотні та фазові характеристики зондуючого сигналу, що дозволяє формувати акустичний «портрет» супроводжуваної повітряної цілі та прослуховування його через звуковий канал системи розпізнавання. Звуковий канал даної системи дозволяє вирішити такі основні задачі розпізнавання:
- Визначити клас супроводжуваної цілі;
- Визначити початок маневру метою;
- Визначити момент пуску супроводжуваної метою ПРР;
- Визначити факт ураження цілі ЗУР.
Літаки при спостереженні їх спереду зазвичай представляються сукупністю N основних локальних відбивачів: ніс фюзеляжу, кабіна, передні кромки крил, їх стики з фюзеляжем, повітрозабірники двигунів, підвісні баки і контейнери, хвостове оперення, тобто так звані «блискучі точки». Для пілотованих літаків зазвичай N> 5, а для ракет N не більше 2-3.
У сантиметровому діапазоні довжин хвиль відбитий сигнал в основному визначають дзеркальні розсіювання ділянок поверхні з радіусом кривизни Rxy>> l і дифракційні розсіювання ділянок зламу поверхні. Поряд з «блискучими крапками» на поверхні цілі можуть бути резонансні елементи і шорсткі ділянки з дифузним розсіюванням.
У результаті складання коливань, відбитих від різних ділянок мети, виникають частотні биття - явище називається «вторинним» ефектом Доплера. Результати теоретичних і експериментальних досліджень свідчать, що значення частот биття Fдб залежать від геометричних розмірів мети, дальності, курсового кута і радіальної швидкості мети, робочої довжини хвилі РЛС.
Fдб - частота биття «вторинного» ефекту Доплера;
Vr - радіальна швидкість мети;
L - геометричні розміри мети;
D - відстань до цілі;
a - курсовий кут мети щодо РЛС;
l - робоча довжина хвилі РЛС.
«... Зв'язок між спектром флуктуацій і розміром цілі ...» може бути використана для визначення її розмірів.
Для цього необхідно мати дані про відстань до цілі та її курсовому вугіллі, а також провести вимірювання ширини спектру флуктуацій DFдб або часу кореляції сигналу t 0 »1/DF.
Ширину спектру флуктуацій DFдб можна визначити з огляду на, що cosa »L / 2D,
Експериментальним шляхом встановлено, що в сантиметровому діапазоні довжин хвиль ширина енергетичного спектру флуктуацій частот малорозмірних цілей лежить в межах від десятих часток до декількох Гц.