UTLÄNDSK MILITÄR REVISION nr 4/2009, s. 64-68

Överste R. SCHERBININ

För närvarande bedrivs forskning och utveckling i världens ledande länder som syftar till att förbättra samordnarna av optiska, optoelektroniska och radarmålhuvuden (GOS) och korrigeringsanordningar för kontrollsystem för flygplansmissiler, bomber och kluster, samt autonom ammunition av olika klasser och syften.

Koordinator - en anordning för att mäta missilens position i förhållande till målet. Spårningskoordinatorer med gyroskopisk eller elektronisk stabilisering (målhuvuden) används i det allmänna fallet för att bestämma vinkelhastigheten för siktlinjen för systemet "missil - rörligt mål", såväl som vinkeln mellan missilens längdaxel och siktlinjen och ett antal andra nödvändiga parametrar. Fasta koordinatorer (utan rörliga delar) ingår som regel i korrelationsextrem styrsystem för stationära markmål eller används som hjälpkanaler för kombinerade sökare.

Under pågående forskning genomförs sökandet efter banbrytande tekniska och designlösningar, utvecklingen av en ny elementär och teknisk bas, förbättring av mjukvara, optimering av vikt- och storleksegenskaper och kostnadsindikatorer för styrsystemens inbyggda utrustning. ut.

Samtidigt definieras huvudriktningarna för att förbättra spårningskoordinatorerna: skapandet av värmeavbildningssökare som arbetar i flera sektioner av IR-våglängdsområdet, inklusive med optiska mottagare som inte kräver djupkylning; praktisk tillämpning av aktiva laserlokaliseringsanordningar; införande av aktiv-passiv radarsökare med en platt eller konform antenn; skapande av flerkanals kombinerade sökare.

I USA och ett antal andra ledande länder under de senaste 10 åren har värmeavbildningskoordinatorer för WTO:s vägledningssystem för första gången i världspraxis introducerats i stor utsträckning.

Förberedelser för en sortie av A-10 attackflygplan (i förgrunden URAGM-6SD "Maverick")

Amerikansk luft-till-mark-missil AGM-158A (JASSM-program)

Lovande UR klass "luft - mark" AGM-169

PÅ infraröd sökare, bestod den optiska mottagaren av ett eller flera känsliga element, vilket inte gjorde det möjligt att erhålla en fullfjädrad målsignatur. Värmebildssökande arbetar på en kvalitativt högre nivå. De använder multi-element OD, som är en matris av känsliga element placerade i det optiska systemets fokalplan. För att läsa information från sådana mottagare används en speciell optoelektronisk anordning som bestämmer koordinaterna för motsvarande del av måldisplayen som projiceras på OP:n genom numret på det exponerade känsliga elementet, följt av förstärkning, modulering av de mottagna insignalerna och deras överföra till beräkningsenheten. De mest använda läsarna med digital bildbehandling och användning av fiberoptik.

De främsta fördelarna med termiska bildsökare är ett betydande synfält i skanningsläget, vilket är ± 90 ° (för infraröda sökare med fyra till åtta element i OP, inte mer än + 75 °) och ett ökat maximalt målinsamlingsområde (5-7 respektive 10-15 km). Dessutom är det möjligt att arbeta i flera områden av det infraröda området, såväl som implementering av automatiska måligenkänning och lägen för val av målpunkter, inklusive under svåra väderförhållanden och på natten. Användningen av en matris OP minskar sannolikheten för samtidig skada på alla känsliga element genom aktiva motåtgärdssystem.

Värmeavbildningsmålkoordinator "Damaskus"

Värmebilder med okylda mottagare:

A - fast koordinator för användning i korrelationssystem

korrigeringar; B - spårningskoordinator; B - flygspaningskamera

Radarsökare med flat phased array antenn

För första gången är en helautomatisk (som inte kräver korrigerande operatörskommandon) värmeavbildningssökare utrustad med amerikanska luft-till-mark-missiler AGM-65D "Maverick" medel- och långdistans AGM-158A JASSM. Värmeavbildningsmålkoordinatorer används också som en del av UAB. Till exempel använder GBU-15 UAB ett halvautomatiskt styrsystem för värmeavbildning.

För att avsevärt minska kostnaderna för sådana anordningar i intresse av deras massanvändning som en del av kommersiellt tillgängliga UAB av JDAM-typ, utvecklade amerikanska specialister Damaskus termisk avbildningsmålkoordinator. Den är utformad för att upptäcka, känna igen målet och korrigera den sista delen av UAB-banan. Denna enhet, gjord utan servodrivning, är styvt fixerad i bombernas nos och använder en standardkraftkälla för bomben. Huvudelementen i TCC är ett optiskt system, en okyld matris av känsliga element och en elektronisk datorenhet som tillhandahåller bildbildning och transformation.

Koordinatorn aktiveras efter att UAB släppts på ett avstånd av ca 2 km till målet. Automatisk analys av den inkommande informationen utförs inom 1-2 s med en hastighet för att ändra bilden av målområdet på 30 fps. För att känna igen målet används korrelationsextrema algoritmer för att jämföra bilden som erhålls i det infraröda området med bilderna av de givna objekten omvandlade till digitalt format. De kan erhållas under den preliminära förberedelsen av ett flyguppdrag från spaningssatelliter eller flygplan, såväl som direkt med hjälp av enheter ombord.

I det första fallet matas målbeteckningsdata in i UAB under förberedelser före flygning, i det andra fallet från flygplansradarer eller infraröda stationer, varifrån information matas till den taktiska situationsindikatorn i cockpiten. Efter detektering och identifiering av målet korrigeras IMS-data. Ytterligare kontroll utförs i vanligt läge utan användning av koordinator. Samtidigt är bombningens noggrannhet (KVO) inte sämre än 3 m.

Liknande studier i syfte att utveckla relativt billiga värmeavbildningskoordinatorer med okylda OP:er genomförs av ett antal andra ledande företag.

Sådana OP är planerade att användas i GOS, korrelationskorrigeringssystem och flygspaning. Avkänningselement i OP-matrisen är gjorda på basis av intermetalliska (kadmium, kvicksilver och tellur) och halvledarföreningar (indiumantimonid).

Avancerade optoelektroniska målsökningssystem inkluderar också en aktiv lasersökare, utvecklad av Lockheed Martin för att utrusta lovande missiler och autonom ammunition.

Till exempel, som en del av GOS för den experimentella autonoma flygammunitionen LOCAAS, användes en laseravståndsstation, som ger detektering och igenkänning av mål genom tredimensionell högprecisionsundersökning av terräng och objekt som finns på dem. För att erhålla en tredimensionell bild av målet utan att skanna det, används principen för reflekterad signalinterferometri. Designen av LLS använder en laserpulsgenerator (våglängd 1,54 μm, pulsrepetitionshastighet 10 Hz-2 kHz, varaktighet 10-20 nssek), och som mottagare - en matris av laddningskopplade avkänningselement. Till skillnad från LLS-prototyper, som hade en rasterskanning av skanningsstrålen, har denna station en större (upp till ± 20°) betraktningsvinkel, lägre bildförvrängning och betydande toppstrålningseffekt. Den samverkar med automatisk måligenkänningsutrustning baserad på signaturerna för upp till 50 000 typiska objekt inbäddade i omborddatorn.

Under ammunitionens flygning kan LLS söka efter ett mål i en remsa av jordytan 750 m bred längs flygbanan, och i igenkänningsläget kommer denna zon att minska till 100 m. Om flera mål detekteras samtidigt, bildbehandlingsalgoritmen kommer att ge möjligheten att attackera de mest prioriterade av dem.

Enligt amerikanska experter kommer att utrusta det amerikanska flygvapnet med flygvapen med aktiva lasersystem som ger automatisk detektering och igenkänning av mål med deras efterföljande högprecisionsengagemang ett kvalitativt nytt steg inom automationsområdet och kommer att öka luftens effektivitet. strejker i samband med stridsoperationer på insatsteatrar.

Radarsökare av moderna missiler används som regel i styrsystem för medel- och långdistansflygvapen. Aktiva och semiaktiva sökare används i luft-till-luft-missiler och anti-fartygsmissiler, passiva sökare - i PRR.

Lovande missiler, inklusive kombinerade (universella) som är utformade för att förstöra mark- och luftmål (av luft-luft-mark-klassen), planeras att utrustas med radarsökare med plana eller konforma fasade antennuppsättningar, gjorda med hjälp av visualiseringsteknik och digital bearbetning av omvända målsignaturer.

Man tror att de främsta fördelarna med GOS med platta och konforma antennuppsättningar i jämförelse med moderna koordinatorer är: effektivare adaptiv avstämning från naturlig och organiserad störning; elektronisk strålstyrning av strålningsmönstret med en fullständig avvisning av användningen av rörliga delar med en betydande minskning av vikt- och storleksegenskaper och energiförbrukning; effektivare användning av det polarimetriska läget och dopplerstråleavsmalning; ökning av bärvågsfrekvenser (upp till 35 GHz) och upplösning, bländare och synfält; minska påverkan av egenskaperna hos radarkonduktivitet och värmeledningsförmåga hos kåpan, vilket orsakar aberration och signalförvrängning. I en sådan GOS är det också möjligt att använda moden för adaptiv inställning av ekvisignalzonen med automatisk stabilisering av strålningsmönstrets egenskaper.

Dessutom är en av riktningarna för att förbättra spårningskoordinatorer skapandet av flerkanaliga aktiva-passiva sökare, till exempel termisk-vision-radar eller termisk-vision-laser-radar. I sin design, för att minska vikt, storlek och kostnad, är målspårningssystemet (med gyroskopisk eller elektronisk stabilisering av koordinatorn) planerat att användas i endast en kanal. I resten av GOS kommer en fast sändare och energimottagare att användas, och för att ändra betraktningsvinkeln är det planerat att använda alternativa tekniska lösningar, till exempel i den termiska bildkanalen - en mikromekanisk anordning för finjustering av linser, och i radarkanalen - elektronisk strålskanning av strålningsmönstret.

Prototyper av kombinerad aktiv-passiv sökare:

till vänster - radar-termisk avbildning gyrostabiliserad sökare för

avancerade luft-till-mark- och luft-till-luft-missiler; till höger -

aktiv radarsökare med en fasad antennuppsättning och

passiv värmeavbildningskanal

Tester i vindtunneln som utvecklats av SMACM UR, (i bilden till höger, raketens GOS)

Kombinerad GOS med semi-aktiv laser, värmebilder och aktiva radarkanaler planeras att utrustas med en lovande UR JCM. Strukturellt är den optoelektroniska enheten hos GOS-mottagarna och radarantennen gjorda i ett enda spårningssystem, vilket säkerställer att de fungerar separat eller gemensamt under vägledningsprocessen. Denna GOS implementerar principen för kombinerad målsökning, beroende på typen av mål (termisk eller radiokontrast) och situationens förhållanden, i enlighet med vilken den optimala vägledningsmetoden automatiskt väljs i ett av GOS-driftlägena, och resten används parallellt för att bilda en kontrastvisning av målet vid beräkning av punktinriktningen.

När man skapar styrutrustning för avancerade missiler avser Lockheed Martin och Boeing att använda befintliga tekniska och tekniska lösningar som erhållits under arbetet under LOCAAS- och JCM-programmen. I synnerhet, som en del av SMACM och LCMCM UR som utvecklas, föreslogs det att använda olika versioner av den uppgraderade sökaren installerad på AGM-169 luft-till-mark UR. Ankomsten av dessa missiler förväntas tas i bruk tidigast 2012.

Utrustningen ombord i vägledningssystemet, kompletterad med dessa GOS, måste säkerställa utförandet av sådana uppgifter som: patrullering i det utsedda området under en timme; spaning, upptäckt och nederlag av etablerade mål. Enligt utvecklarna är de viktigaste fördelarna med sådana sökare: ökad bullerimmunitet, säkerställer en hög sannolikhet att träffa målet, förmågan att använda under svåra störningar och väderförhållanden, optimerade vikt- och storleksegenskaper hos styrutrustningen och relativt låga kosta.

Således forskning och utveckling som utförs i främmande länder i syfte att skapa mycket effektiva och samtidigt billiga flygvapen med en betydande ökning av spanings- och informationskapaciteten hos luftburna komplex av både strids- och stödflyg. kommer att avsevärt öka prestandan för stridsanvändning.

För att kommentera måste du registrera dig på sidan.

BALTIC STATE TECHNICAL UNIVERSITY

_____________________________________________________________

Institutionen för radioelektroniska apparater

RADAR HEMING HUVUD

St. Petersburg

2. ALLMÄN INFORMATION OM RLGS.

2.1 Syfte

Radarmålhuvudet är installerat på mark-till-luft-missilen för att säkerställa automatisk målinsamling, dess automatiska spårning och utfärdande av styrsignaler till autopiloten (AP) och radiosäkringen (RB) i det sista skedet av missilens flygning .

2.2 Specifikationer

RLGS kännetecknas av följande grundläggande prestandadata:

1. sökområde efter riktning:

Höjd ± 9°

2. granskningstid för sökområdet 1,8 - 2,0 sek.

3. målinsamlingstid med vinkel 1,5 sek (inte mer)

4. Maximala avvikelsevinklar för sökområdet:

I azimut ± 50° (inte mindre än)

Höjd ± 25° (inte mindre än)

5. Maximala avvikelsevinklar för ekvisignalzonen:

I azimut ± 60° (inte mindre än)

Höjd ± 35° (inte mindre än)

6. Målfångstavstånd av flygplanstyp IL-28 med avgivande av styrsignaler till (AP) med en sannolikhet på minst 0,5 -19 km och med en sannolikhet på minst 0,95 -16 km.

7 sökzon inom räckvidd 10 - 25 km

8. driftfrekvensområde f ± 2,5 %

9. genomsnittlig sändareffekt 68W

10. RF-pulslängd 0,9 ± 0,1 µs

11. RF-pulsupprepningsperiod T ± 5 %

12. känslighet för mottagande kanaler - 98 dB (inte mindre)

13.Strömförbrukning från strömkällor:

Från elnätet 115 V 400 Hz 3200 W

Nät 36V 400Hz 500W

Från nätverket 27 600 W

14. stationsvikt - 245 kg.

3. PRINCIPER FÖR DRIFT OCH KONSTRUKTION AV RLGS

3.1 Funktionsprincipen för radarn

RLGS är en radarstation i 3-centimetersområdet, som arbetar i pulserande strålningsläge. Vid det mest allmänna övervägandet kan radarstationen delas upp i två delar: - den faktiska radardelen och den automatiska delen, som tillhandahåller målinsamling, dess automatiska spårning i vinkel och räckvidd, samt utsändning av styrsignaler till autopiloten och radion. säkring.

Radardelen av stationen fungerar på vanligt sätt. Högfrekventa elektromagnetiska svängningar som genereras av magnetronen i form av mycket korta pulser sänds ut med hjälp av en starkt riktad antenn, tas emot av samma antenn, omvandlas och förstärks i den mottagande enheten, passerar vidare till den automatiska delen av stationen - målet vinkelspårningssystem och avståndsmätaren.

Den automatiska delen av stationen består av följande tre funktionssystem:

1. antennstyrningssystem som tillhandahåller antennstyrning i alla driftlägen för radarstationen (i "guidance"-läget, i "sök"-läget och i "homing"-läget, som i sin tur är uppdelat i "capture" och "autotracking"-lägen)

2. avståndsmätare

3. en kalkylator för styrsignaler som tillförs autopiloten och radiosäkring på raketen.

Antennstyrsystemet i "auto-tracking"-läget fungerar enligt den så kallade differentialmetoden, i samband med vilken en speciell antenn används i stationen, bestående av en sfärisk spegel och 4 sändare placerade på ett avstånd framför spegeln.

När radarstationen arbetar på strålning bildas ett enlobsstrålningsmönster med en maμmum som sammanfaller med antennsystemets axel. Detta uppnås på grund av de olika längderna på emittrarnas vågledare - det finns en hård fasförskjutning mellan svängningarna hos olika sändare.

När man arbetar i receptionen förskjuts strålningsmönstren för strålarna i förhållande till spegelns optiska axel och skär varandra vid en nivå av 0,4.

Anslutningen av sändarna till transceivern utförs genom en vågledarbana, i vilken det finns två ferritomkopplare kopplade i serie:

· Axekommutator (FKO), arbetar med en frekvens på 125 Hz.

· Mottagaromkopplare (FKP), som arbetar med en frekvens på 62,5 Hz.

Ferritomkopplare för axlarna växlar vågledarbanan på ett sådant sätt att först alla 4 sändare ansluts till sändaren och bildar ett enlobsriktivitetsmönster, och sedan till en tvåkanalsmottagare, sedan sändare som skapar två direktivitetsmönster placerade i ett vertikalt plan, sedan sändare som skapar två mönsterorientering i horisontalplanet. Från mottagarnas utgångar går signalerna in i subtraktionskretsen, där, beroende på målets position i förhållande till ekvisignalriktningen som bildas av skärningspunkten mellan strålningsmönstren för ett givet par av sändare, genereras en skillnadssignal. , vars amplitud och polaritet bestäms av målets position i rymden (fig. 1.3).

Synkront med ferritaxelomkopplaren i radarstationen fungeraren, med hjälp av vilken antennstyrsignalen genereras i azimut och höjd.

Mottagarens kommutator växlar ingångarna till de mottagande kanalerna med en frekvens på 62,5 Hz. Omkopplingen av mottagande kanaler är associerad med behovet av att medelvärdet av deras egenskaper, eftersom den differentiella metoden för att hitta målriktningar kräver fullständig identitet för parametrarna för båda mottagningskanalerna. RLGS avståndsmätare är ett system med två elektroniska integratorer. Från utgången från den första integratorn avlägsnas en spänning proportionell mot hastigheten för närmande till målet, från utgången från den andra integratorn - en spänning proportionell mot avståndet till målet. Avståndsmätaren fångar det närmaste målet inom intervallet 10-25 km med efterföljande automatisk spårning upp till en räckvidd på 300 meter. På ett avstånd av 500 meter sänds en signal ut från avståndsmätaren, som tjänar till att koppla på radiosäkringen (RV).

RLGS-kalkylatorn är en datoranordning och tjänar till att generera styrsignaler som utfärdas av RLGS till autopiloten (AP) och RV. En signal sänds till AP, som representerar projektionen av vektorn för den absoluta vinkelhastigheten för målsiktstrålen på missilens tvärgående axlar. Dessa signaler används för att styra missilens kurs och stigning. En signal som representerar projektionen av hastighetsvektorn för målets närmande till missilen på den polära riktningen av målets siktstråle anländer till RV från datorn.

De utmärkande egenskaperna hos radarstationen i jämförelse med andra stationer som liknar den när det gäller deras taktiska och tekniska data är:

1. Användning av en långfokuserad antenn i en radarstation, kännetecknad av att strålen bildas och avböjs i den genom att en ganska lätt spegel avböjs, vars avböjningsvinkel är hälften av strålens avböjningsvinkel. Dessutom finns det inga roterande högfrekventa övergångar i en sådan antenn, vilket förenklar designen.

2. användning av en mottagare med en linjär-logaritmisk amplitudkarakteristik, som ger en expansion av kanalens dynamiska omfång upp till 80 dB och gör det därigenom möjligt att hitta källan till aktiv störning.

3. bygga ett system för vinkelspårning med differentialmetoden, vilket ger hög brusimmunitet.

4. applicering i stationen av den ursprungliga tvåslinga slutna girkompensationskretsen, vilket ger en hög grad av kompensation för raketsvängningarna i förhållande till antennstrålen.

5. konstruktivt genomförande av stationen enligt den så kallade containerprincipen, som kännetecknas av ett antal fördelar vad gäller minskning av totalvikten, utnyttjande av tilldelad volym, minskning av sammankopplingar, möjlighet att använda ett centraliserat kylsystem m.m. .

3.2 Separata funktionella radarsystem

RLGS kan delas upp i ett antal separata funktionssystem som vart och ett löser ett väldefinierat särskilt problem (eller flera mer eller mindre närbesläktade särskilda problem) och som vart och ett i viss mån är utformat som en separat teknisk och strukturell enhet. Det finns fyra sådana funktionella system i RLGS:

3.2.1 Radardel av RLGS

Radardelen av RLGS består av:

sändaren.

mottagare.

högspänningslikriktare.

den högfrekventa delen av antennen.

Radardelen av RLGS är avsedd:

· att generera högfrekvent elektromagnetisk energi av en given frekvens (f ± 2,5 %) och en effekt på 60 W, som strålas ut i rymden i form av korta pulser (0,9 ± 0,1 μs).

· för efterföljande mottagning av signaler som reflekteras från målet, deras omvandling till mellanfrekvenssignaler (Fpch = 30 MHz), förstärkning (via 2 identiska kanaler), detektering och leverans till andra radarsystem.

3.2.2. Synkroniserare

Synchronizer består av:

Mottagnings- och synkroniseringshanteringsenhet (MPS-2).

· mottagarenhet (KP-2).

· Styrenhet för ferritbrytare (UF-2).

urvals- och integrationsnod (SI).

Felsignalvalsenhet (CO)

· ultraljudsfördröjningslinje (ULZ).

generering av synkroniseringspulser för att starta individuella kretsar i radarstationen och styrpulser för mottagare, SI-enhet och avståndsmätare (MPS-2-enhet)

Bildande av impulser för att styra ferritomkopplaren av axlar, ferritomkopplaren för de mottagande kanalerna och referensspänningen (UV-2-nod)

Integration och summering av mottagna signaler, spänningsreglering för AGC-styrning, konvertering av målvideopulser och AGC till radiofrekvenssignaler (10 MHz) för deras fördröjning i ULZ (SI-noden)

· isolering av felsignalen som är nödvändig för driften av vinkelföljningssystemet (CO-noden).

3.2.3. Avståndsmätare

Avståndsmätaren består av:

Tidsmodulatornod (EM).

tidsdiskriminatornod (VD)

två integratörer.

Syftet med denna del av RLGS är:

söka, fånga och spåra målet inom räckvidd med avgivande av signaler från räckvidden till målet och hastigheten för närmandet till målet

utsändande av signal D-500 m

målsökande huvud

Målsökningshuvudet är en automatisk enhet som är installerad på ett styrt vapen för att säkerställa hög målnoggrannhet.

Huvuddelarna av referenshuvudet är: en koordinator med en mottagare (och ibland med en energisändare) och en elektronisk datorenhet. Koordinatorn söker, fångar och spårar målet. Den elektroniska datorenheten bearbetar informationen som tas emot från koordinatorn och sänder signaler som styr koordinatorn och det kontrollerade vapnets rörelse.

Enligt funktionsprincipen särskiljs följande referenshuvuden:

1) passiv - ta emot energin som utstrålas av målet;

2) semi-aktiv - reagerar på energin som reflekteras av målet, som emitteras av någon extern källa;

3) aktiv - tar emot energi som reflekteras från målet, som sänds ut av själva målsökningshuvudet.

Beroende på vilken typ av energi som tas emot är målsökningshuvudena uppdelade i radar, optisk, akustisk.

Det akustiska referenshuvudet fungerar med hörbart ljud och ultraljud. Dess mest effektiva användning är i vatten, där ljudvågor avtar långsammare än elektromagnetiska vågor. Huvuden av denna typ är installerade på kontrollerade medel för att förstöra sjömål (till exempel akustiska torpeder).

Det optiska referenshuvudet arbetar med elektromagnetiska vågor i det optiska området. De är monterade på kontrollerade medel för att förstöra mark-, luft- och sjömål. Styrningen utförs av en källa för infraröd strålning eller av den reflekterade energin från en laserstråle. På styrda medel för förstörelse av markmål, relaterade till icke-kontrast, används passiva optiska målsökningshuvuden, som arbetar på basis av en optisk bild av terrängen.

Radarmålhuvuden arbetar med elektromagnetiska vågor i radioområdet. Aktiva, semiaktiva och passiva radarhuvuden används på kontrollerade sätt att förstöra mark-, luft- och sjömål-objekt. På kontrollerade medel för förstörelse av icke-kontrasterande markmål används aktiva målsökningshuvuden, som verkar på radiosignaler som reflekteras från terrängen, eller passiva sådana som verkar på terrängens radiotermiska strålning.