Danas je vazduhoplovstvo nezamislivo bez radara. Radarska stanica u zraku (BRLS) jedan je od najvažnijih elemenata radio-elektroničke opreme modernog zrakoplova. Prema riječima stručnjaka, u bliskoj budućnosti radarske stanice ostat će glavno sredstvo otkrivanja, praćenja ciljeva i usmjeravanja naoružanog naoružanja prema njima.
Pokušat ćemo odgovoriti na najčešća pitanja o radu radara na brodu i reći kako su nastali prvi radari i kako obećavajuće radarske postaje mogu iznenaditi.
1. Kada su se prvi radari pojavili na brodu?
Ideja o korištenju radara u avionima došla je nekoliko godina nakon pojavljivanja prvih zemaljskih radara. Kod nas je zemaljska stanica "Redut" postala prototip prve radarske stanice.
Jedan od glavnih problema bilo je postavljanje opreme u avion - komplet stanice sa napajanjem i kablovima težio je oko 500 kg. Nije bilo realno instalirati takvu opremu na tadašnji lovac s jednim sjedištem, pa je odlučeno da se stanica postavi na dvosjedni Pe-2.
Prva domaća zračna radarska stanica pod nazivom "Gneiss-2" puštena je u promet 1942. U roku od dvije godine proizvedeno je više od 230 stanica Gneiss-2. Pobjedničke 1945. godine Fazotron-NIIR, sada dio KRET-a, započeo je serijsku proizvodnju radara aviona Gneiss-5s. Domet otkrivanja cilja dostigao je 7 km.
U inostranstvu je prvi avionski radar "AI Mark I" - britanski - pušten u upotrebu nešto ranije, 1939. godine. Zbog velike težine instaliran je na teškim lovcima-presretačima Bristol Beaufighter. Godine 1940. u upotrebu je ušao novi model, AI Mark IV. Omogućavao je otkrivanje ciljeva na udaljenosti do 5,5 km.
2. Od čega se sastoji zračna radarska stanica?
Strukturno, radar se sastoji od nekoliko uklonjivih jedinica smještenih u nosu aviona: predajnik, antenski sistem, prijemnik, procesor podataka, programabilni signalni procesor, konzole i kontrole i ekrani.
Danas gotovo svi zračni radari imaju antenski sistem koji se sastoji od antene sa ravnim prorezom, Cassegrain antene, pasivne ili aktivne fazne antene.
Moderni zračni radari rade u rasponu različitih frekvencija i omogućuju otkrivanje zračnih ciljeva s EPR -om (efektivno područje raspršenja) od jednog četvornog metra na udaljenosti od stotina kilometara, a također omogućuju praćenje desetina ciljeva u prolazu.
Osim otkrivanja ciljeva, danas radarske stanice pružaju radio korekciju, dodjelu leta i označavanje cilja za upotrebu navođenog zračnog naoružanja, vrše kartiranje zemljine površine rezolucijom do jednog metra, a rješavaju i pomoćne zadatke: terena, mjereći vlastitu brzinu, nadmorsku visinu, kut zanošenja i drugo.
3. Kako radi radar u zraku?
Danas moderni lovci koriste pulsne Doppler radare. Sam naziv opisuje princip rada takve radarske stanice.
Radarska stanica ne radi kontinuirano, već s periodičnim trzanjem - impulsima. U današnjim lokatorima prijenos impulsa traje samo nekoliko milionitih dijelova sekunde, a pauze između impulsa su nekoliko stotina ili tisućinki sekunde.
Naišvši na bilo koju prepreku na putu njihovog širenja, radio valovi se raspršuju u svim smjerovima i reflektiraju se od nje natrag do radarske postaje. U isto vrijeme, radarski odašiljač se automatski isključuje, a radio prijemnik počinje raditi.
Jedan od glavnih problema s impulsnim radarima je uklanjanje signala reflektiranog od nepokretnih objekata. Na primjer, za zračne radare problem je što refleksije sa zemljine površine zaklanjaju sve objekte ispod aviona. Ova smetnja se uklanja pomoću Doplerovog efekta, prema kojem se učestalost talasa reflektiranog od objekta koji se približava povećava, a od odlazećeg objekta smanjuje.
4. Šta znače opsezi X, K, Ka i Ku u karakteristikama radara?
Danas je raspon valnih duljina na kojima rade zračni radari izuzetno širok. U karakteristikama radara, domet stanice označen je latiničnim slovima, na primjer, X, K, Ka ili Ku.
Na primjer, radar Irbis sa pasivnom faznom antenskom rešetkom instaliranom na lovcu Su-35 radi u X-opsegu. U isto vrijeme, domet detekcije zračnih ciljeva Irbis doseže 400 km.
X-pojas se široko koristi u radarskim aplikacijama. Prostire se od 8 do 12 GHz elektromagnetskog spektra, odnosno ima valne duljine od 3,75 do 2,5 cm. Zašto je tako nazvan? Postoji verzija da je tijekom Drugog svjetskog rata bend bio klasificiran i stoga je dobio ime X-band.
Svi nazivi raspona s latiničnim slovom K u imenu imaju manje misteriozno porijeklo - od njemačke riječi kurz ("kratko"). Ovaj raspon odgovara valnim duljinama od 1,67 do 1,13 cm. U kombinaciji s engleskim riječima iznad i ispod, Ka i Ku pojasevi su dobili svoja imena, odnosno "iznad" i "ispod" K-pojasa.
Radari Ka-opsega mogu mjeriti kratki domet i ultra visoku rezoluciju. Takvi se radari često koriste za kontrolu zračnog prometa na aerodromima, gdje se udaljenost do zrakoplova određuje pomoću vrlo kratkih impulsa - dužine nekoliko nanosekundi.
Ka-pojas se često koristi u helikopterskim radarima. Kao što znate, za postavljanje na helikopter zračna radarska antena mora biti mala. Uzimajući u obzir ovu činjenicu, kao i potrebu za prihvatljivom rezolucijom, koristi se milimetarski raspon valnih duljina. Na primjer, borbeni helikopter Ka-52 Alligator opremljen je radarskim sistemom Arbalet koji radi u osam milimetarskom Ka-opsegu. Ovaj radar koji je razvio KRET pruža Aligatoru ogromne mogućnosti.
Dakle, svaki raspon ima svoje prednosti, a ovisno o uvjetima postavljanja i zadacima, radar radi u različitim frekvencijskim rasponima. Na primjer, postizanje visoke rezolucije u sektoru za gledanje naprijed ostvaruje Ka-opseg, a povećanje dometa ugrađenog radara omogućava X-opseg.
5. Šta je PAR?
Očigledno, za prijem i prijenos signala, svakom radaru je potrebna antena. Za ugradnju u avion izumljeni su posebni ravni antenski sistemi, a prijemnik i predajnik smješteni su iza antene. Da biste pomoću radara vidjeli različite ciljeve, antenu je potrebno pomaknuti. S obzirom da je radarska antena prilično masivna, sporo se kreće. Istodobno, istovremeni napad nekoliko ciljeva postaje problematičan, jer radar s konvencionalnom antenom drži samo jedan cilj u "vidnom polju".
Savremena elektronika omogućila je napuštanje takvog mehaničkog skeniranja u radaru u zraku. Uređena je na sljedeći način: ravna (pravokutna ili kružna) antena podijeljena je u ćelije. Svaka takva ćelija sadrži poseban uređaj - fazni pomak, koji može promijeniti fazu elektromagnetskog vala koji ulazi u ćeliju za određeni kut. Obrađeni signali iz ćelija šalju se prijemniku. Ovako možete opisati rad antene sa faznim nizom (PAA).
Da budemo precizniji, sličan antenski niz s mnogo elemenata faznog pomaka, ali s jednim prijemnikom i jednim odašiljačem, naziva se pasivno GLAVNO SVJETLO. Inače, prvi lovac na svijetu opremljen radarima s pasivnom faznom rešetkom je naš ruski MiG-31. Opremljen je radarskom stanicom "Zaslon" koju je razvio Istraživački institut za instrumentarstvo. Tikhomirov.
6. Čemu služi AFAR?
Antena s aktivnim faznim nizom (AFAR) sljedeća je faza u razvoju pasivne. U takvoj anteni svaka ćelija niza sadrži vlastiti primopredajnik. Njihov broj može premašiti hiljadu. Odnosno, ako je tradicionalni lokator zasebna antena, prijemnik, predajnik, tada se u AFAR -u prijemnik s odašiljačem i antenom "raspršuju" u module, od kojih svaki sadrži prorez antene, fazni pomak, odašiljač i prijemnik.
Ranije, ako je, na primjer, odašiljač bio u kvaru, avion bi postao "slijep". Ako su u AFAR -u zahvaćene jedna ili dvije ćelije, čak i desetak, ostale nastavljaju s radom. Ovo je ključna prednost AFAR -a. Zahvaljujući hiljadama prijemnika i predajnika, pouzdanost i osjetljivost antene povećavaju se, a također postaje moguće raditi na nekoliko frekvencija odjednom.
Ali najvažnije je da struktura AFAR -a omogućava radaru da paralelno rješava nekoliko problema. Na primjer, ne samo da opslužuje desetine ciljeva, već je paralelno s pregledom prostora vrlo učinkovito braniti se od smetnji, ometati neprijateljske radare i mapirati površinu, dobivajući karte visoke rezolucije.
Inače, prva u Rusiji zračno radarska stanica s AFAR-om stvorena je u poduzeću KRET, u korporaciji Fazotron-NIIR.
7. Koja će radarska stanica biti na lovcu pete generacije PAK FA?
Među obećavajućim razvojima KRET-a su konformni AFAR, koji se mogu uklopiti u trup aviona, kao i takozvana "pametna" oplata letelice. U lovcima nove generacije, uključujući PAK FA, postat će, takoreći, jedan lokator primopredajnika, koji će pilotu pružiti potpune informacije o onome što se događa oko aviona.
Radarski sistem PAK FA sastoji se od obećavajućeg AFAR-a X-pojasa u odjeljku za nos, dva radara bočnog pogleda i AFAR-a u L-pojasu duž preklopa.
Danas KRET također radi na razvoju radio-fotonskog radara za PAK FA. Koncern namjerava stvoriti potpuni model radarske stanice budućnosti do 2018. godine.
Fotonske tehnologije omogućit će proširenje mogućnosti radara - smanjenje mase za više od polovice i povećanje rezolucije deset puta. Takvi radari sa radio-optičkim faznim antenskim nizovima sposobni su napraviti neku vrstu "rendgenske slike" aviona koji se nalaze na udaljenosti većoj od 500 kilometara i dati im detaljnu, trodimenzionalnu sliku. Ova tehnologija vam omogućuje da pogledate unutar objekta, saznate koju opremu nosi, koliko ljudi je u njemu, pa čak i vidite njihova lica.
