ЗВО - 06'1995

МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АВАКС

В.АФИНОВ

Несмотря на появление в США в последние годы новых совершенных самолетов-разведчиков (U-2R, Е-8 "Джистарс", RC-12K "Гардрейл Коммон Сенсор"), на вооружении объединенных ВВС блока НАТО состоят самолеты ДРЛО и управления только одного типа - Е-3 "Сентри" системы АВАКС. Перспектива выдвижения границ Североатлантического союза на восток за счет включения в него государств Восточной Европы и Балтии дает возможность с помощью самолетов этого типа вести разведку воздушного и морского пространства всей европейской части Российской Федерации, включая наблюдение за выходом из баз кораблей и подъемом авиации с аэродромов.
Самолет Е-3, созданный еще в середине 70-х годов на базе авиалайнера Боинг 707, предназначался для дальнего радиолокационного обнаружения и сопровождения воздушных целей (в том числе низколетящих на фоне земной поверхности) в интересах ПВО сначала Североамериканского континента (в системе НОРАД), а затем и Западной Европы ("Нейдж"). Он позволял обнаруживать и определять координаты вторгающихся бомбардировщиков на удалении 600 км, а низколетящих истребителей с эффективной площадью рассеяния (ЭПР), равной 7 м , - до 400 км, и управлять в воздушных боях тактической авиацией с наведением на воздушные цели противника нескольких десятков самолетов одновременно.
В боевом составе ВВС США и объединенных ВВС НАТО находится соответственно 34 самолета Е-ЗВ (экипаж 22 человека) и 18 Е-ЗА (17). Основу их оборудования составляет бортовая многорежимная РЛС AN/APY-2 (10-см диапазона волн, массой около 3,5 т). Обзор пространства осуществляется с помощью антенны (размер 7,3 х 1,5 м, масса 1,5 т), вращающейся в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью 6 об/мин. Она размещена в радиопрозрачном обтекателе (9,1 х 1,8 м) над фюзеляжем самолета. Зона поиска разбивается на 32 азимутальных сектора, в каждом из которых осуществляется собственный режим работы. Причем эти сектора и их режимы могут изменяться в ходе наблюдения с периодичностью вплоть до одного оборота антенны. Станция имеет восемь режимов работы: импульсно-доплеровский без сканирования луча в вертикальной плоскости; импульсно-доплеровский со сканированием луча по углу места для оценки высоты полета воздушных целей; надгоризонтный поиск импульсами (с отсечкой сигналов ниже линии горизонта) без доплеровской селекции; обзор движущихся и неподвижных надводных целей суперкороткими импульсами (для подавления отражений от морской поверхности); пассивное пеленгование источников помех 10-см диапазона волн; совмещение всех (или в любой комбинации) вышеуказанных режимов; резервный (для срочной подмены в радиолокационном наблюдении другого самолета Е-3); проверки и техническое обслуживание станции (рис. 1).
С момента ввода самолетов Е-ЗА в 1977 году в состав авиации ПВО и тактического авиационного командования ВВС США они прошли две фазы модернизации, включая усиление конструкции и другие мероприятия по увеличению эксплуатационного ресурса планера и двигателей не менее чем на 20 - 25 лет. В процессе модернизаций, помимо обеспечения в соответствии с требованиями НАТО возможностей по обнаружению надводных целей, были изменены параметры сигнала РЛС таким образом, чтобы избежать взаимных помех системы АВАКС и наземных РЛС системы ПВО в Западной Европе. В рамках программы "Солти нет" (Salty Net) была также обеспечена оперативная совместимость самолета Е-3 с натовскими системами управления 412L (объединенные ВВС), "Нейдж" (ПВО) и другими системами на Европейском театре войны. Одним из важных этапов эволюции системы АВАКС было оснащение в 1979 году самолетов Е-3 и истребителей аппаратурой объединенной тактической системы распределения данных ДЖИТИДС, позволившей передавать не только речевую, но и визуально отображаемую символьную информацию об обстановке на борт одновременно нескольких десятков самолетов, находящихся в радиусе до 600 км, что значительно упростило управление авиацией. Ранее при перехвате маневрирующей цели обычно был необходим трехминутный радиообмен с использованием до 300 слов уставной терминологии, обозначающих номера целей, радиолокационные контакты с ними, данные сопровождения, целеуказания, собственного местоположения и курса истребителей. Теперь же с помощью системы ДЖИТИДС все это с большей точностью и в увеличенном объеме может передаваться и выводиться на дисплей летчика почти в реальном масштабе времени.

Рис. 1. Гипотетическая зона действия самолета Е-3 в двух плоскостях с секторами разных режимов работы: 1 - импульсно-доплеровский режим с определением высоты воздушных целей; 2 - импульсно-доплеровский режим повышенной дальности обнаружения без определения высоты целей; 3 - режим надгоризонтного поиска; 4 - режим обнаружения надводных целей; 5 - пеленгование источников помех 10-см диапазона волн; 6 - совмещение импульсно-доплеровского режима с определением высоты целей и режима обнаружения надводных целей

Роль самолетов Е-ЗА при выполнении задач ДРЛО и управления постоянно возрастала. Так, в ходе войны в зоне Персидского залива в 1991 году они выполняли следующие задачи: управление дозаправкой самолетов в воздухе, проводка на Ближневосточный ТВД американских стратегических бомбардировщиков В-52, вывод групп стратегических, тактических и палубных самолетов в районы нанесения ударов по наземным целям, управление непосредственной авиационной поддержкой сухопутных войск, обнаружение иракских вертолетов, охранное слежение за находящимися на патрулировании разведчиками Е-8А^ U-2R и RC-135. В подготовке и проведении трехдневной воздушной наступательной операции участвовало не менее 15 самолетов Е-3 ВВС США из состава 522-го авиакрыла ДРЛО и управления (с авиабазы Тинкер, штат Оклахома), ВВС Саудовской Аравии и объединенных ВВС НАТО, осуществлявших наблюдение с южных, западных и северных границ Ирака.
Во время наступления (операция началась 16 января 1991 года) в наряде ДРЛО участвовали пять машин из состава ВВС США, базировавшихся в Эль-Рияд (Саудовская Аравия) и Инджирлик (Турция). Четыре из них патрулировали в воздушном пространстве Саудовской Аравии (три находились в первом, приграничном эшелоне барражирования и один - во втором). При этом сопровождалось одновременно до 250 самолетов над территорией площадью 190 тыс. км . Параллельно действовали и самолеты Е-ЗА НАТО и Саудовской Аравии. Первые контролировали воздушное и морское движение в акватории Средиземного моря, вторые применялись для ретрансляции в объединенный разведцентр и другие органы управления Ближневосточного ТВД данных о воздушной обстановке, которые были получены от американских самолетов ДРЛО. Всего в ходе войны самолеты Е-ЗВ совершили 448 самолето-вылетов с общим налетом 5546 ч, что по напряженности превосходило использование всех самолетов-разведчиков ВВС США и других участников многонациональных сил, воевавших против Ирака.

Рис. 2. Модернизируемое оборудование самолета Е-3 (цифра в кружке обозначает оборудование по проекту RSIP, а в квадрате - Block 30/35): 1 - пульт управления системы ДЖИТИДС; 2 - ЗУ центральной ЭВМ самолета; 3 - антенна системы НАВСТАР; 4 - интерфейс станции РТР; 5 - пульт технического обслуживания РЛС; 6 - процессор РЛС; 7 - хвостовая антенна станции РТР; 8 - генераторы передатчика РЛС; 9 - аппаратура РТР; 10 -терминал ДЖИТИДС-2Н; 11 - приемник РЛС; 12 - блок ЗУ на магнитных барабанах (снимается); 13 - бортовая антенная решетка станции РТР; 14 - радиостанции "Хэв Квик"; 15 - панели приемника НАВСТАР; 16 - носовая антенна станции РТР; 17- приемная аппаратура системы НАВСТАР; 18 - аппаратура радиостанций "Хэв Квик"

Характерно, что система АВАКС практически непрерывно находится в оперативном использовании, решая, как правило, наиболее ответственные задачи. Так, в настоящее время самолеты Е-3 объединенных ВВС (с международными экипажами) обеспечивают контроль за ситуацией в югославском конфликте на Балканах, являясь основным средством разведки, в частности по выполнению условий эмбарго на поставки в Боснию и Герцеговину военных грузов воюющим сторонам. Наблюдение за морскими путями таких поставок началось 16 июля 1992 года, а слежение за воздушной обстановкой - тремя месяцами позже (оно ведется с высокой интенсивностью одновременно парой самолетов). Согласно сообщениям прессы, к концу сентября 1993 года состоялось 500 самолето-вылетов Е-ЗА на патрулирование над Адриатическим морем и территорией Восточной Европы.
Постоянное расширение задач ДРЛО самолета Е-ЗА стало возможным благодаря высокой помехозащищенности антенны его РЛС, обусловленной исключительно низким уровнем заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Этот факт, ранее не раз отмечавшийся военными специалистами, был подтвержден в реальных боевых условиях во время операции "Буря в пустыне", в начале которой иракская сторона предприняла попытки радиоэлектронного подавления системы АВАКС, оказавшиеся полностью бесплодными. Эффективность РЛС AN/APY-2 обусловливалась также широким применением в ней цифровой обработки сигналов - почти четверть массы аппаратуры станции (830 кг) приходится на ее процессорную часть. Все это гарантировало эволюционное совершенствование системы ДРЛО и управления АВАКС в течение 10-15 лет. Однако вместо эволюции происходит качественный скачок в развитии этой системы, связанный с кардинальным изменением концепции боевого применения самолета Е-3, ожидаемого в результате реализации запланированной Соединенными Штатами и НАТО на вторую половину 90-х годов третьей фазы его модернизации - усовершенствование РЛС и ее интеграция с бортовой станцией радиотехнической разведки (РТР). Эта фаза включает два проекта: RSIP и Block 30/35.
Проект RSIP (Radar System Improvement Program) направлен на обеспечение дальнего, как и прежде, обнаружения современных воздушных целей, ЭПР которых по сравнению с 70-ми годами значительно уменьшилась (модернизируемые элементы РЛС показаны на рис. 2), Это требование относится прежде всего к крылатым ракетам, чтобы добиться, по крайней мере, двухкратного (относительно существующих характеристик) увеличения дальности действия по ним в интересах достижения достаточного временного интервала предупреждения об атаке и подготовки мер для ее отражения. Как заявил директор программы модернизации АВАКС полковник П. Крэйг, эта система будет способна осуществлять обнаружение целей, составляющих по размерам небольшую долю площади истребителя, на дальности 250 морских миль (425 км) без заметного увеличения мощности РЛС. По некоторым источникам, эта доля может составлять 1 м.
Увеличения дальности обнаружения малоразмерных целей предполагается достичь главным образом путем повышения на порядок чувствительности приемной подсистемы РЛС за счет использования нового для АВАКС вида сигнала - со сжатием импульса при приеме с коэффициентом 4:1. Это потребует замены 19 и добавления 17 новых плат в пяти выдвижных модулях станции. Следует отметить, что необходимая для сжатия отраженного сигнала внутри-импульсная частотная модуляция в еще большей степени увеличит помехозащищенность РЛС.
Улучшению характеристик обнаружения КР и других малоразмерных целей, а также, возможно, стартующих баллистических ракет в интересах ПРО на ТВД будет способствовать замена 16-разрядного радиолокационного процессора цифровой доплеровской обработки и корреляции отраженных сигналов, имевшего быстродействие 3 млн. опер/с, 32-разрядным модульным процессором фирмы "Контрол дейта" с быстродействием 44 млн. опер./с, приближающимся к производительности супер-ЭВМ.
Процессор объединяет пять параллельно действующих модулей с RISC-структурой (предусматривает сокращенный набор команд), каждый из которых включает микропроцессор R3000, акселератор операций с плавающей запятой R3010 и по две пары запоминающих устройств (ЗУ): сверхоперативных емкостью по 64 кбайт и локальных - одно основное, с произвольной выборкой емкостью 8 Мбайт, второе перепрограммируемое (364 кбайт). Скорость связи R3000 и R3010 с сверхоперативными ЗУ составляет 200 Мбайт/с, с локальными ЗУ - 100 Мбайт/с, с периферийными входами модуля - 25 Мбайт/с. Новый сигнальный процессор при одновременном обеспечении существенного повышения скорости аналого-цифровых преобразований в приемнике приближает радиолокационные характеристики AN/APY-2 к уровню современных американских бортовых РЛС "Джистарс" и "Асарс-2" с цифровой обработкой данных в реальном масштабе времени, действующих по наземным целям.
Важное преимущество нового процессора заключается в том, что он имеет среднее время наработки на отказ 1400 ч (в основном благодаря резервированию модулей), тогда как для старого этот показатель составлял 123 ч. При осуществлении проекта RSIP специалисты стремятся не только повысить эффективность самолета по дальнему радиолокационному обнаружению и помехозащищенности, но и улучшить надежность работы всего радиолокационного оборудования, поскольку Е-3, осуществляя непрерывное наблюдение, несет дежурство по 18 ч с дозаправкой в воздухе и использованием усиленного состава экипажа. Для удобства работы персонала все черно-белые индикаторы рабочих мест заменяются цветными.
Еще одна цель проекта заключается в модернизации консоли управления и технического обслуживания РЛС с совмещением на ней двух электролюминесцентных (взамен плазменных) индикаторов: один - контроля технического состояния радиолокационной аппаратуры, другой - анализа спектра излучаемых сигналов методом быстрого преобразования Фурье, чтобы указанные функции выполнял один оператор, а не два, как было раньше.
Если проект RSIP доводит до максимума радиолокационные возможности самолета Е-3, то Block 30/35 превращает его в систему комплексной воздушной разведки и управления, действующую как в активном (радиолокационном), так и в пассивном (РТР) режиме. В связи с этим уже теряет смысл применяющееся в нашей литературе определение "система ДРЛО" для термина АВАКС (AWACS - Airborne Warning End Control System - система воздушного предупреждения и управления).
Проект Block 30/35 предполагает оснащение самолета Е-3 станцией радиотехнической разведки AB/AYR-1, приемной станцией космической радионавигационной системы НАВСТАР и терминалом системы ДЖИТИДС класса 2Н, а также расширение памяти центральной ЭВМ. Главной задачей станции РТР, как подчеркивается в зарубежной печати, является беззапросное распознавание обнаруженных воздушных целей по их бортовым источникам излучения, в число которых входят самолетные РЛС управления оружием и пилотирования с огибанием рельефа местности, бортовые приемопередатчики навигационной системы TAKAN и т.д.
Перехват радиоизлучений таких источников и анализ в реальном масштабе времени их основных параметров, стандартных для цифровых обнаружительных приемников (несущая частота, длительность и период повторения импульсов), позволяют определить конкретный тип каждого и привязать к соответствующему носителю. Например, обнаружение сигналов самолетной РЛС AN/APG-66 будет свидетельствовать об обнаружении истребителя F-16A или В. Кроме того, определяется режим работы РЛС управления оружием самолета противника: находится ли она в состоянии поиска или уже выполнила захват и сопровождает цель, вырабатывая данные для стрельбы, что представляет собой информацию высшей приоритетности, когда самолет Е-3 управляет действиями своей авиации в воздушном бою. Емкость каталога опорных параметров станции, по данным западной прессы, рассчитана на 5000 радиолокационных режимов, что охватывает до 500 типов РЛС и их носителей. Следует иметь в виду, что эти цифры, как и большинство тактико-технических характеристик, приводимых ниже, относятся, судя по материалам зарубежной прессы, не к AN/AYR-1, а к ее базовой модели - AR-900, разработанной фирмой "ARGO системз".
Станция перекрывает два диапазона частот: 2 - 6 и 6 - 18 ГГц (причем за 2 с). Она имеет дальность действия около 600 м с вероятностью перехвата радиосигналов импульсного и непрерывного излучения, близкой к 1, максимальная плотность потока перехватываемых импульсов 10 , время реакции не превышает 1 с, одновременно обрабатывается до 500 радиолокационных сигналов. Станция обеспечивает круговой всенаправленный и остронаправленный прием с почти мгновенным сканированием в секторе 360° и моноимпульсным пеленгованием источников излучения с ошибкой 3° (среднеквадратическое отклонение). Характеристики станции AN/AYR-1 приведены ниже. 
Точность измерения частоты, МГц                                      1
Разрешающая способность по частоте, МГц:
 в диапазоне 2-6 ГГц                                                 3
 в диапазоне 6-18 ГГц                                                6
Динамический диапазон по входным сигналам, дБ                        60
Разрешающая способность по амплитуде сигнала, дБ                     0,5
Пределы измерения длительности импульса, мкс                         0,1 - 99,9
Пределы измерения периода повторения импульсов,  мкс                 2-10 000
Разрешающая способность измерения длительности и периода повторения  0,1
Станция осуществляет перехват сигналов с любой линейной и круговой поляризацией. В зарубежной печати подчеркивается одна важная и примечательная ее особенность: производительность составляет 100 распознаваний источников излучения за 10 с.
Для радиоперехвата применяются четыре антенны: носовая, хвостовая и две боковые фазированные решетки (с правой и левой сторон), имеющие размер 3,9x0,84 м, которые выступают за обводы фюзеляжа на 46 см (визуальный признак самолета Е-3 системы АВАКС Block 30/35). Поскольку Е-3 патрулирует вдоль линии фронта, главную роль играют боковые антенные решетки, которые, судя по их внушительным размерам, обеспечивают точность пеленгования (или,' возможно, даже интерферометрических измерений) не 3°, что характерно для простой антенны AR-900, а, по крайней мере, 0,5 - 1°.
Каждая антенна совмещена с супергетородинным приемником, на входе которого радиочастотный сигнал преобразуется в цифровой код его параметров. Основу станции составляет приемопроцессорный блок (размер 57 х 80 х 56 см, масса 32 кг), объединяющий два цифровых приемника мгновенного измерения частоты, моноимпульсный приемник амплитудного пеленгования и сигнальный процессор, осуществляющий параметрическое распознавание типа источника перехваченного излучения. Передача цифровых сигналов между элементами станции осуществляется по бортовой мультиплексной шине MIL-STD-1553B.
В состав станции входит также одно автоматизированное рабочее место оператора (размер 22 х 48 х 51 см, масса 23 кг), на экране которого, помимо суммарных данных радиоэлектронной обстановки и предупреждения, могут отображаться следующие форматы: "частоты сигналов х азимуты", "частоты сигналов х периоды повторения импульсов", "частоты сигналов х амплитуды". Конструктивно станция состоит из 23 стандартных по размерам выдвижных модулей 13 типов общей массой 850 кг.
По данным зарубежной печати, процесс распознавания сигналов станций в AN/AYR-1 происходит следующим образом. Синхронно и соосно (по лучам в горизонтальной плоскости) производится механический круговой радиолокационный поиск (AN/APY-2) и пассивный электронный пеленгационный (AN/AYR-1). При этом одновременно с получением отметки импульсов, отраженных от обнаруженного летательного аппарата, посредством радиоперехвата выявляется, какие на нем в момент радиолокационного обнаружения работают радиоэлектронные средства (РЭС). Если обнаруживается групповая цель, в составе которой РЛС AN/APY-2, как правило, не способна осуществлять дискриминацию индивидуальных целей, то РТР может выявить в ней количество и типы тех индивидуальных целей, РЭС которых в момент радиолокационного контакта излучают различные по частоте или по параметрам модуляции сигналы. Несмотря на некоторое превосходство станции РТР по пространственной дискриминации над РЛС AN/APY-2, она на больших, характерных для системы АВАКС дальностях, имеет недостаточную угловую разрешающую способность, ограничиваемую шириной луча диаграммы направленности ее боковой антенной решетки.
Несмотря на важность описанного беззапросного распознавания, оно, вероятно, не исчерпывает всех задач РТР, решаемых на борту самолета Е-3 АВАКС Block 30/35. Для такого заключения имеется ряд оснований. Так, в прессе сообщалось о некоем секретном проекте "Снэппи" (Snappy), или "Снэфи" (Snafy), под которым подразумевается установка дополнительного оборудования РТР, расширяющего возможности системы АВАКС.
Для подтверждения большого диапазона задач РТР можно привести, например, факт ввода в запоминающее устройство станции AN/AYR-1 (эта операция проводится заново при каждой предполетной подготовке самолета) параметров не только авиационных РЭС, но и РЛС наземного и надводного базирования. С одной стороны, иначе и быть не может (на дальностях более 80 - 100 км в поле зрения РТР находятся как авиационные РЭС, так и расположенные на поверхности Земли), а с другой - это означает, что самолет Е-3 объективно рассчитывается на разведку не только воздушных излучающих целей, но также наземных средств ПВО, и, вероятно, надводных кораблей (с распознаванием их типов) на морских ТВД и подводных лодок, ведущих радиолокационный обзор с перископной глубины. То есть он способен вести разведку наземных и морских РЛС с оценкой их дислокации, как это делал в конце 70-х - начале 80-х годов самолет RF-4C системы "Терек", предназначенный для предварительной радиотехнической разведки системы ПВО противника. Речь идет об определении местоположения источника радиоизлучения методом засечки по нескольким пеленгам, взятым на маршруте полета самолета-разведчика.
Анализ публикаций зарубежной печати позволяет с высокой вероятностью сделать заключение о том, что с проектом Block 30/35 связан не только обычный (AN/AYR-1), но и новый (AN/AYR-1 и проект "Снэппи") вид радиотехнической разведки высокой точности (РТР ВТ), основанной на одновременном распределенном перехвате сигналов источников радиоизлучений с нескольких (не менее двух-трех) платформ и на выполнении измерений разностей (доплеровских частот и времени приема на них этих сигналов), исследованных и описанных в западной технической литературе 80-х годов (рис. 3). Для такого вывода имеются следующие аргументы. Так, AN/AYR-1 выполнена на базе системы "Эдванст Квик Лук" (Advanced Quick Look), о которой известно, что она в составе средств самолета-разведчика армейской авиации RC-12K ведет поиск наземных РЛС в режиме РТР ВТ.

Рис. 3. Принципы измерения местоположения источника импульсного излучения тремя пунктами радиоперехвата с использованием разностно-временного метода РТР ВТ и двумя - разностно-временного или разностно-доплеровского (А - измерение по пересечению двух линий равных разностей времени приема сигнала; Б - измерение по пересечению линий равных разностей времени приема и доплеровского сигнала): 1, 2 и 3 - пункты радиоперехвата; 4 - первая измерительная база; 5 - вторая измерительная база; 6 - линия равной временной задержки первой измерительной базы; 7 - линия равной временной задержки второй измерительной базы; 8 - местоположение источника излучения; 9 - область неопределенности местоположения источника излучения; 10 - линия равной временной задержки сигнала; 11 - линия равной разности доплеровского сигнала; 12 - граница ошибки разностно-доплеровского измерения; 13 - граница ошибки разностно-временного измерения

Прежде чем объяснить разницу между обычной РТР, основанной на засечке целей по пеленгам, и РТР ВТ применительно к разведке воздушных целей, обладающих в отличие от наземных пространственной мобильностью и высокой скоростью перемещения, обратим внимание на современное построение боевых порядков самолетов, наносящих воздушные удары, на примере тактической авиации ВВС США. В группах налета следуют, как правило, десятки самолетов: истребителей-бомбардировщиков, истребителей-перехватчиков прикрытия, самолетов огневого подавления наземной ПВО, самолетов РЭБ групповой защиты (создания активных и пассивных помех), дозаправки топливом в воздухе. Они находятся на расстоянии от сотен до десятков метров друг от друга. Так, в операции "Буря в пустыне" группа второго (дневного) налета на Ирак включала 60 самолетов, из которых только 24 истребителя F-16 были ударными, а остальные - это истребители F-15, самолеты РЭБ EF-111А и F-4G "Уайлд Уизл". Такие плотные и насыщенные группы практически не разрешимы для радиолуча, имеющего километровые линейные измерения, даже на минимальной оперативной глубине 80-100 км (плюс 50 - 100 км - удаление от линии фронта) ни в активном (радиолокационном), ни в пассивном (РТР) режиме.
В отличие от обычной, РТР ВТ позволяет за короткий интервал времени (в пределах 1 мин) осуществлять трехмерные измерения координат множества (несколько сот) пространственно распределенных неподвижных и движущихся с любой скоростью источников излучения с точностью, эквивалентной дальне-мерным радиолокационным измерениям и мало зависящей от дальности разведки. Причем на точность РТР ВТ не влияет ширина диаграммы направленности радиоперехвата и фактически она реализуема с помощью всенаправленных антенн.
HTTP://ATTEND.TO/COMMI
Hosted by uCoz