Автор:
У статі проведено аналіз стану радіолокаційних станцій контрбатарейної боротьби, які знаходяться на озброєнні провідних країн світу з метою впровадження їх досвіду при створенні перспективних станцій для озброєння Сухопутних військ Збройних Сил України.
Постановка проблеми
У вогневому ураженні артилерією ключова роль відводиться точності інформації про ціль та швидкості визначення коректур. Як наслідок, засоби розвідки повинні забезпечити достовірну інформацію про ціль практично у реальному масштабі часу.
Серед відомих засобів артилерійської розвідки – радіолокаційні станції артилерійської розвідки. За допомогою сучасних станцій контрбатарейної боротьби (КББ), в яких використовується електронно-кероване діаграмоутворення, можливо одночасно виявляти та супроводжувати декілька балістичних об’єктів (БО) на траєкторіях їх польоту. Протягом декількох секунд прогнозувати місця їх розривів та місцеположення вогневих засобів.
В Україні через ряд причин розробці та створенню засобів КББ не приділялось достатньої уваги. Радіолокаційні станції артилерійської розвідки, які прийняті на озброєння 1РЛ232 та 1РЛ239, експлуатуються більше 30 років та за своїми тактико-технічними характеристиками не повною мірою відповідають вимогам сучасного бою, в основному через обмежені можливості по виявленню цілей.
Таким чином, без сучасних засобів артилерійської розвідки забезпечити ефективність вогневого ураження артилерійськими засобами неможливо.
Метою статті є аналіз можливостей сучасних станцій КББ, які знаходяться на озброєнні провідних країн світу, та визначення напрямів подальшого розвитку вітчизняних станцій КББ.
Основна частина
В сучасному бою одним із поширених засобів для визначення вогневих позицій противника є радіолокаційні станції контрбатарейної боротьби (КББ). Виявлення стріляючої батареї противника здійснюється шляхом реєстрації частини траєкторії польоту снаряда. Сучасні системи (КББ) вирішують цю задачу в автоматичному режимі.
Самий простий випадок траєкторії – парабола, яка характерна для польоту мінометних мін. Траєкторія польоту артилерійського снаряда та ракет параболі не відповідає, тому необхідно використовувати більш складні розрахунки.
Крім розрахунку траєкторії, необхідно вирішити задачу виявлення, супроводження та визначення координат балістичного об’єкта (БО). Дальність та точність виявлення БО залежить від ефективної площі розсіювання (ЕПР). В таблиці 1 наведено орієнтовні значення ЕПР для різних типів БО.
Для радіолокаційного виявлення таких цілей використовується, як правило, сантиметровий діапазон радіохвиль.
Сучасні станції КББ виявляють снаряди гаубиць на відстані близько 30 км, ракети та мінометні міни – більше 50 км. На великих дистанціях точність визначення координат (колове ймовірне відхилення) складає приблизно 0,3 – 0,4 % від дальності.
Принцип роботи РЛС КББ ґрунтується на виявленні артилерійських засобів ураження на ранній стадії польоту БО і проведенні декількох вимірів поточного положення БО з метою розрахунку його траєкторії. На основі пролонгації і екстраполяції вимірів визначаються місцезнаходження вогневих засобів і місця можливого розриву їх боєприпасів.
Для виявлення вогневих позицій артилерії противника, промінь РЛС сканує простір над лінією горизонту, утворюючи бар'єр виявлення. При отриманні відбитого сигналу, станція супроводжує ціль впродовж часу, необхідного для уточнення траєкторії польоту снаряда і обчислення методом екстраполяції координат вогневої позиції та місця падіння боєприпасу. При цьому автоматично визначаються калібр боєприпасу і тип стріляючої гармати, оцінюються орієнтовні розміри вогневої позиції батареї противника та здійснюється класифікація цілей.
До складу РЛС КББ провідних країн світу входять: антенна система, приймач, апаратура обробки, зв’язку і передачі даних, система електроживлення.
Антена станції – фазована антенна решітка (ФАР), у якої огляд простору здійснюється електрон-ним скануванням променя діаграми спрямованості.
Сектор електронного сканування по азимуту в середньому складає 90°, по куту місця – до 30°. Для забезпечення круговою огляду простору ФАР може встановлюватися на поворотну платформу.
Апаратура обробки, зв'язку і передачі даних розміщується в стандартних контейнерах і встановлюється на різну колісну або гусеничну базу з вантажопідйомністю не менше 5 т. Для підвищення можливостей РЛС КББ проводиться їх безперервна модернізація, і в першу чергу, зарахунок розробки нового програмного забезпечення і впровадження нових модульних засобів. Одним із важливих напрямів є розробка і впровадження системи точної топографічної прив'язки.
Під час передислокації РЛС і в процесі ведення розвідки з бойової позиції бортова навігаційна система визначає своє місце розташування і орієнтує антенну систему, що значною мірою підвищує точність визначення вогневих позицій противника.
До основних РЛС КББ, що перебувають на озброєнні збройних сил США та інших країн НАТО, відносяться станції типів AN/TPQ - 36 і AN/TPQ - 37 (США) різних модифікацій, «COBRA» (ФРН, Франція, Великобританія, США) і «ARTHUR» (Швеція, Норвегія). Основні ТТХ вказаних станцій наведено у таблиці 2.
Аналіз вищенаведених даних, свідчить про те, що в збройних силах провідних країн світу пріоритетними напрямами при розробці станцій КББ є:
• використання фазованих антенних решіток, що дає змогу одночасно виявляти та супроводжувати декілька цілей;
• використовувати декілька робочих частот для забезпечення електромагнітної сумісності та підвищити завадозахищенність приймального тракту приймача;
• використання цифрової обробки сигналів, що дає змогу постійної модернізації алгоритмів обробки сигналів;
• використання модульної системи побудови станцій для їх подальшої модернізації;
• розташування модулів на самохідних гусеничних або колісних платформах для забезпечення мобільності;
• включення станцій КББ як складової частини до АСУ відповідної ланки, що дозволить оперативно і точно виконувати вогневі завдання.
Таким чином, при розробці сучасної станції КББ для Збройних Сил України необхідно передбачити:
• роботу у складній перешкодовій обстановці;
• можливість задавати сектор пошуку БО;
• електронного сканування заданого сектора пошуку;
• виявлення та супроводження БО;
• зав’язку траєкторії польоту виявленого БО;
• автоматичне визначення місцезнаходження станції;
• екстраполяцію до точки вибуху та місцезнаходження вогневої позиції;
• ідентифікацію типу БО;
• автоматизовану видачу результатів розвідки.
Для реалізації наведених можливостей необхідно використати ФАР із можливістю формування чотирьох парціальних променів у діаграмі спрямованості для реалізації моно-імпульсного методу пеленгації цілі (для режиму визначення поточних координат БО та його супроводження).
РЛС повинна визначати чотири координати (дальність, азимут, кут місця та швидкість БО). Крім того, необхідно передбачити можливість ведення розвідки літальних апаратів (в тому числі і безпілотних).
Для вирішення задачі екстраполяції РЛС повинна забезпечити виявлення БО на вихідних ділянках траєкторії польоту, в тому числі об’єкти із мінімальною ЕПР (таблиця 1).
Технічні можливості РЛС по швидкості сканування променів діаграми спрямованості ФАР, обробки відбитих сигналів та визначення координат, необхідно узгоджувати із швидкісними характеристиками польоту БО.
Необхідно забезпечити точність визначення координат, яка характеризується коловим відхиленням із ймовірностями 0,5 та 0,9. Для сучасних РЛС КББ вона складає орієнтовно 0,3 – 0,65% від дальності (для ймовірного колового відхилення 0,5) та 1 – 1,5% від дальності (для ймовірного колового відхилення 0,9) у залежності від типу БО.
Для захисту від перешкод використати адаптивні системи зміни несучої частоти РЛС та цифрову систему селекції рухомих цілей. При цьому забезпечити регулювання рівня «хибних» тривог та формування «карти» перешкод для формування провалів у діаграмі спрямованості антени та зниження потужності зондувальних сигналів, що ускладнить виявлення працюючої РЛС КББ засобами радіоелектронної розвідки противника. Для збільшення дальності виявлення та точності визначення координат БО при обробці сигналу використати цифрове стискання імпульсного сигналу, фільтрацію допплерівських частот та розрахунок моноімпульсної помилки.
Висновки
1. Аналіз РЛС КББ провідних країн світу свідчить про їх інтенсивне використання при виявленні стріляючих засобів противника та для коректування вогню артилерії.
2. Існуючі РЛС артилерійської розвідки, які знаходяться на озброєнні Збройних Сил України не повною мірою відповідають вимогам до таких станцій в сучасному бою в основному через обмежені можливості по виявленню цілей, ефективність їх використання значною мірою залежить від «людського фактора».
3. Перспективні зразки РЛС КББ для Збройних Сил України необхідно створювати за модульним принципом на самохідній базі.
4. Для забезпечення ефективної роботи станції у складній радіоелектронній обстановці необхідно використати антенні решітки із цифровим діаграмоутворенням та цифровими алгоритмами обробки сигналів.
УДК 681.3.01:519.67
Opanasyuk I.
ARTILLERY MONITORING BATTLEFIELD RADARS AND PROSPECTS OF THEIR DEVELOPMENT
The article examines the state of artillery monitoring battlefield radars of the world leading countries in order to introduce advanced know-how for creation of perspective radars in the Ukrainian Army. Key words: artillery monitoring battlefield radars, array, ballistic object, target position data.
Використані джерела:
Військово-технічний збірник, 2015, № 12, ISSN 2312-4458
У статі проведено аналіз стану радіолокаційних станцій контрбатарейної боротьби, які знаходяться на озброєнні провідних країн світу з метою впровадження їх досвіду при створенні перспективних станцій для озброєння Сухопутних військ Збройних Сил України.
Постановка проблеми
У вогневому ураженні артилерією ключова роль відводиться точності інформації про ціль та швидкості визначення коректур. Як наслідок, засоби розвідки повинні забезпечити достовірну інформацію про ціль практично у реальному масштабі часу.
Серед відомих засобів артилерійської розвідки – радіолокаційні станції артилерійської розвідки. За допомогою сучасних станцій контрбатарейної боротьби (КББ), в яких використовується електронно-кероване діаграмоутворення, можливо одночасно виявляти та супроводжувати декілька балістичних об’єктів (БО) на траєкторіях їх польоту. Протягом декількох секунд прогнозувати місця їх розривів та місцеположення вогневих засобів.
В Україні через ряд причин розробці та створенню засобів КББ не приділялось достатньої уваги. Радіолокаційні станції артилерійської розвідки, які прийняті на озброєння 1РЛ232 та 1РЛ239, експлуатуються більше 30 років та за своїми тактико-технічними характеристиками не повною мірою відповідають вимогам сучасного бою, в основному через обмежені можливості по виявленню цілей.
Таким чином, без сучасних засобів артилерійської розвідки забезпечити ефективність вогневого ураження артилерійськими засобами неможливо.
Метою статті є аналіз можливостей сучасних станцій КББ, які знаходяться на озброєнні провідних країн світу, та визначення напрямів подальшого розвитку вітчизняних станцій КББ.
Основна частина
В сучасному бою одним із поширених засобів для визначення вогневих позицій противника є радіолокаційні станції контрбатарейної боротьби (КББ). Виявлення стріляючої батареї противника здійснюється шляхом реєстрації частини траєкторії польоту снаряда. Сучасні системи (КББ) вирішують цю задачу в автоматичному режимі.
Самий простий випадок траєкторії – парабола, яка характерна для польоту мінометних мін. Траєкторія польоту артилерійського снаряда та ракет параболі не відповідає, тому необхідно використовувати більш складні розрахунки.
Крім розрахунку траєкторії, необхідно вирішити задачу виявлення, супроводження та визначення координат балістичного об’єкта (БО). Дальність та точність виявлення БО залежить від ефективної площі розсіювання (ЕПР). В таблиці 1 наведено орієнтовні значення ЕПР для різних типів БО.
Таблиця 1
Значення ЕПР для різних типів БО
| Тип БО | Значення ЕПР (м2) |
| Мінометна міна | 0,01 |
| Артилерійський снаряд | 0,001 |
| Ракета, калібр 122 мм | 0,009 |
| Ракета, калібр 227 мм | 0,018 |
Для радіолокаційного виявлення таких цілей використовується, як правило, сантиметровий діапазон радіохвиль.
Сучасні станції КББ виявляють снаряди гаубиць на відстані близько 30 км, ракети та мінометні міни – більше 50 км. На великих дистанціях точність визначення координат (колове ймовірне відхилення) складає приблизно 0,3 – 0,4 % від дальності.
Принцип роботи РЛС КББ ґрунтується на виявленні артилерійських засобів ураження на ранній стадії польоту БО і проведенні декількох вимірів поточного положення БО з метою розрахунку його траєкторії. На основі пролонгації і екстраполяції вимірів визначаються місцезнаходження вогневих засобів і місця можливого розриву їх боєприпасів.
Для виявлення вогневих позицій артилерії противника, промінь РЛС сканує простір над лінією горизонту, утворюючи бар'єр виявлення. При отриманні відбитого сигналу, станція супроводжує ціль впродовж часу, необхідного для уточнення траєкторії польоту снаряда і обчислення методом екстраполяції координат вогневої позиції та місця падіння боєприпасу. При цьому автоматично визначаються калібр боєприпасу і тип стріляючої гармати, оцінюються орієнтовні розміри вогневої позиції батареї противника та здійснюється класифікація цілей.
До складу РЛС КББ провідних країн світу входять: антенна система, приймач, апаратура обробки, зв’язку і передачі даних, система електроживлення.
Антена станції – фазована антенна решітка (ФАР), у якої огляд простору здійснюється електрон-ним скануванням променя діаграми спрямованості.
Сектор електронного сканування по азимуту в середньому складає 90°, по куту місця – до 30°. Для забезпечення круговою огляду простору ФАР може встановлюватися на поворотну платформу.
Апаратура обробки, зв'язку і передачі даних розміщується в стандартних контейнерах і встановлюється на різну колісну або гусеничну базу з вантажопідйомністю не менше 5 т. Для підвищення можливостей РЛС КББ проводиться їх безперервна модернізація, і в першу чергу, зарахунок розробки нового програмного забезпечення і впровадження нових модульних засобів. Одним із важливих напрямів є розробка і впровадження системи точної топографічної прив'язки.
Під час передислокації РЛС і в процесі ведення розвідки з бойової позиції бортова навігаційна система визначає своє місце розташування і орієнтує антенну систему, що значною мірою підвищує точність визначення вогневих позицій противника.
До основних РЛС КББ, що перебувають на озброєнні збройних сил США та інших країн НАТО, відносяться станції типів AN/TPQ - 36 і AN/TPQ - 37 (США) різних модифікацій, «COBRA» (ФРН, Франція, Великобританія, США) і «ARTHUR» (Швеція, Норвегія). Основні ТТХ вказаних станцій наведено у таблиці 2.
Таблиця 2
Основні ТТХ станцій КББ
Аналіз вищенаведених даних, свідчить про те, що в збройних силах провідних країн світу пріоритетними напрямами при розробці станцій КББ є:
• використання фазованих антенних решіток, що дає змогу одночасно виявляти та супроводжувати декілька цілей;
• використовувати декілька робочих частот для забезпечення електромагнітної сумісності та підвищити завадозахищенність приймального тракту приймача;
• використання цифрової обробки сигналів, що дає змогу постійної модернізації алгоритмів обробки сигналів;
• використання модульної системи побудови станцій для їх подальшої модернізації;
• розташування модулів на самохідних гусеничних або колісних платформах для забезпечення мобільності;
• включення станцій КББ як складової частини до АСУ відповідної ланки, що дозволить оперативно і точно виконувати вогневі завдання.
Таким чином, при розробці сучасної станції КББ для Збройних Сил України необхідно передбачити:
• роботу у складній перешкодовій обстановці;
• можливість задавати сектор пошуку БО;
• електронного сканування заданого сектора пошуку;
• виявлення та супроводження БО;
• зав’язку траєкторії польоту виявленого БО;
• автоматичне визначення місцезнаходження станції;
• екстраполяцію до точки вибуху та місцезнаходження вогневої позиції;
• ідентифікацію типу БО;
• автоматизовану видачу результатів розвідки.
Для реалізації наведених можливостей необхідно використати ФАР із можливістю формування чотирьох парціальних променів у діаграмі спрямованості для реалізації моно-імпульсного методу пеленгації цілі (для режиму визначення поточних координат БО та його супроводження).
РЛС повинна визначати чотири координати (дальність, азимут, кут місця та швидкість БО). Крім того, необхідно передбачити можливість ведення розвідки літальних апаратів (в тому числі і безпілотних).
Для вирішення задачі екстраполяції РЛС повинна забезпечити виявлення БО на вихідних ділянках траєкторії польоту, в тому числі об’єкти із мінімальною ЕПР (таблиця 1).
Технічні можливості РЛС по швидкості сканування променів діаграми спрямованості ФАР, обробки відбитих сигналів та визначення координат, необхідно узгоджувати із швидкісними характеристиками польоту БО.
Необхідно забезпечити точність визначення координат, яка характеризується коловим відхиленням із ймовірностями 0,5 та 0,9. Для сучасних РЛС КББ вона складає орієнтовно 0,3 – 0,65% від дальності (для ймовірного колового відхилення 0,5) та 1 – 1,5% від дальності (для ймовірного колового відхилення 0,9) у залежності від типу БО.
Для захисту від перешкод використати адаптивні системи зміни несучої частоти РЛС та цифрову систему селекції рухомих цілей. При цьому забезпечити регулювання рівня «хибних» тривог та формування «карти» перешкод для формування провалів у діаграмі спрямованості антени та зниження потужності зондувальних сигналів, що ускладнить виявлення працюючої РЛС КББ засобами радіоелектронної розвідки противника. Для збільшення дальності виявлення та точності визначення координат БО при обробці сигналу використати цифрове стискання імпульсного сигналу, фільтрацію допплерівських частот та розрахунок моноімпульсної помилки.
Висновки
1. Аналіз РЛС КББ провідних країн світу свідчить про їх інтенсивне використання при виявленні стріляючих засобів противника та для коректування вогню артилерії.
2. Існуючі РЛС артилерійської розвідки, які знаходяться на озброєнні Збройних Сил України не повною мірою відповідають вимогам до таких станцій в сучасному бою в основному через обмежені можливості по виявленню цілей, ефективність їх використання значною мірою залежить від «людського фактора».
3. Перспективні зразки РЛС КББ для Збройних Сил України необхідно створювати за модульним принципом на самохідній базі.
4. Для забезпечення ефективної роботи станції у складній радіоелектронній обстановці необхідно використати антенні решітки із цифровим діаграмоутворенням та цифровими алгоритмами обробки сигналів.
УДК 681.3.01:519.67
Opanasyuk I.
ARTILLERY MONITORING BATTLEFIELD RADARS AND PROSPECTS OF THEIR DEVELOPMENT
The article examines the state of artillery monitoring battlefield radars of the world leading countries in order to introduce advanced know-how for creation of perspective radars in the Ukrainian Army. Key words: artillery monitoring battlefield radars, array, ballistic object, target position data.
Використані джерела:
Військово-технічний збірник, 2015, № 12, ISSN 2312-4458
