Задача: найти стелс
Одной из самых обсуждаемых тем последних лет являются стелс-технологии. Несмотря на то, что первые самолеты с их применением появились более тридцати лет назад, до сих пор не утихают споры по поводу их эффективности и практической пользы. На каждый аргумент pro находится свой contra и так происходит все время. При этом авиационная промышленность развитых стран, похоже, сделала свой выбор в пользу применения стелс-технологий. При этом, в отличие от ранних проектов, новые самолеты делаются с учетом снижения радиолокационной и тепловой видимости, но не более. Малозаметность теперь не является самоцелью. Как показал не слишком удачный опыт эксплуатации самолета Lockheed F-117A, во главу угла необходимо ставить аэродинамику и летные качества, а не малозаметность. Поэтому у конструкторов радиолокационных станций и зенитных комплексов остаются небольшие «зацепки» для обнаружения и атаки малозаметных самолетов.
Несмотря на длительную историю исследований и разработок в области малозаметности, количество применимых на практике методик не так уж и велико. Так, для понижения вероятности обнаружения самолета при помощи радиолокации он должен иметь специфические обводы корпуса и крыла, минимизирующие отражение радиосигнала в сторону излучающей антенны, а также, при возможности, поглощать часть этого сигнала. Кроме того, благодаря развитию материаловедения стало возможным использование в конструкции радиопрозрачных материалов, не отражающих радиоволны. Что касается малозаметности в инфракрасном диапазоне, то в этой области все решения можно пересчитать по пальцам. Наиболее популярным методом является создание особого сопла для двигателя. Благодаря своей форме такой агрегат способен значительно охлаждать реактивные газы. В результате применения любого из существующих методов снижения заметности значительно уменьшается дальность обнаружения самолета. При этом полная невидимость на практике недостижима, возможно только уменьшение отраженного сигнала или излучаемого тепла.
Именно остатки радио- и теплового излучения и являются теми «зацепками», которые могут позволить обнаружить выполненный с применением стелс-технологий самолет. Кроме того, существуют методики, позволяющие увеличить заметность стелс-самолета, не прибегая к очень сложным технологическим решениям. К примеру, нередко предлагается использовать против малозаметных самолетов их собственную главную черту – рассеивание падающих радиоволн. В теории возможно разнесение передатчика и приемника РЛС на достаточно большое расстояние. В таком случае «распределенная» радиолокационная станция сможет без особого труда фиксировать отраженное излучение. Однако, несмотря на свою простоту, такой метод имеет ряд серьезных недостатков. Прежде всего, это сложность обеспечения работоспособности РЛС с разнесенными на значительное расстояние передатчиком и приемником. Требуется некий канал связи, соединяющий разные блоки станции и имеющий достаточные характеристики скорости и надежности передачи данных. Кроме того, в таком случае особые затруднения будут вызваны большой сложностью или даже невозможностью сделать две вращающиеся антенны, синхронизировать работу систем и т.п.
Все сложности разнесенной аппаратуры РЛС не позволяют применять такие системы на практике. Тем не менее, похожий принцип используется в системах радиоэлектронной разведки, которые можно применять и для обнаружения самолетов противника. В прошлом году европейский концерн EADS заявил о создании т.н. пассивной РЛС, которая работает только на прием и обрабатывает поступающие сигналы. Принцип действия такой системы основан на приеме сигналов от сторонних излучателей – теле- и радиовышек, подстанций сотовой связи и т.п. Часть этих сигналов может отражаться от летящего самолета и попадать на антенну пассивной РЛС, аппаратура которой анализирует принимаемые сигналы и вычисляет местонахождение летательного аппарата. Главной сложностью при проектировании этой системы, как сообщается, было создание алгоритма для вычислительного комплекса. Электроника пассивной РЛС предназначена для выделения необходимого сигнала из всего имеющегося радиошума и последующей его обработки. Имеются сведения о создании подобной системы и в нашей стране. Поступление пассивных РЛС в войска стоит ждать не ранее 2015 года. При этом пока не вполне понятны перспективы этих систем, хотя производители, в частности концерн EADS, уже сейчас не стесняются высказывать громкие заявления о гарантированном обнаружении любой малозаметной летающей техники.
Альтернативой новым и смелым решениям наподобие разнесения антенн или пассивной радиолокации является метод, фактически представляющий собой некий возврат к прошлому. Физика распространения и отражения радиоволн такова, что при увеличении длины волны повышается главный показатель заметности объекта – его эффективная поверхность рассеяния. Таким образом, вернувшись к старым длинноволновым излучателям, можно повысить вероятность обнаружения стелс-самолета. Примечательно, что единственный на данный момент подтвержденный случай уничтожения малозаметного самолета связан именно с такой методикой. 27 марта 1997 года над Югославией был сбит американский ударный самолет F-117A, обнаруженный и атакованный расчетом зенитного ракетного комплекса С-125. Одним из главных факторов, приведших к уничтожению американского самолета, оказался рабочий диапазон РЛС обнаружения, работавшей совместно с комплексом С-125. Использование волн метрового диапазона не позволило стелс-технологиям самолета проявить себя, что и привело к последующей успешной атаке зенитчиков.
Само собой, использование метровых волн – далеко не панацея. В большинстве современных радиолокационных станций используются волны с меньшей длиной. Дело в том, что при увеличении длины волны растет дальность действия, но уменьшается точность определения координат цели. При уменьшении длины волны точность растет, но падает дальность обнаружения. В результате наиболее удобным для использования в радиолокации был признан сантиметровый диапазон, дающий разумное сочетание дальности обнаружения и точности определения местоположения цели. Таким образом, возвращение к более старым РЛС с большей длиной волны обязательно скажется на точности определения координат цели. В ряде случаев эта особенность длинных волн может быть бесполезной или даже вредной для той или иной РЛС или ЗРК. При изменении рабочего диапазона РЛС также стоит учитывать тот факт, что перспективные стелс-самолеты, по всей видимости, впредь будут создаваться с учетом возможного противодействия наиболее распространенным радиолокационным станциям. Поэтому возможно такое развитие событий, когда конструкторы РЛС будут менять диапазон излучения, стараясь соблюсти баланс между дальностью, точностью и требованиями по противодействию стелс-решениям авиаконструкторов, а те, в свою очередь, будут изменять конструкцию и облик летательных аппаратов в соответствии с текущими тенденциями в развитии средств обнаружения.
Опыт предыдущих лет наглядно показывает, что для защиты любого объекта требуется несколько зенитных комплексов и несколько же средств обнаружения. Существует концепция т.н. интегрированной системы РЛС, которая, по задумке ее авторов, способна обеспечить надежную защиту прикрываемых объектов от атак с воздуха. Интегрированная система подразумевает «перекрытие» одного и того же района несколькими радиолокационными станциями, работающими на разных дальностях и частотах. Таким образом, попытка пролететь незаметно для РЛС интегрированной системы обернется неудачей. Часть отраженного сигнала от этих одних станций может попасть на другие, либо самолет выдаст его боковая проекция, по понятным причинам слабо приспособленная для рассеивания радиосигнала. Подобная методика позволяет достаточно простыми методами производить обнаружение стелс-самолетов, но при этом имеет ряд минусов. К примеру, затрудняется сопровождение и атака целей. Для эффективного наведения ракеты потребуется создать эффективную систему передачи данных с «боковой» РЛС на системы управления ЗРК. Эта надобность сохраняется при применении ракет с радиокомандным наведением. Использование ракет с радиолокационной ГСН – активной или пассивной – также имеет свои характерные особенности, частично затрудняющие проведение атаки. К примеру, эффективный захват цели головкой самонаведения возможен только с ряда ракурсов, что не повышает боевую эффективность ракеты.
Наконец, интегрированная система ПВО, равно как и другие системы, использующие радиоволны, подвержены атакам противорадиолокационных ракет. Для предотвращения уничтожения станции обычно применяется кратковременное включение передатчика, дабы успеть обнаружить цель и не дать навестись на себя ракете. Однако возможен и другой метод противодействия противорадиолокационным ракетам, связанный с отсутствием какого-либо излучения. Теоретически обнаружение и сопровождение стелс-самолета может осуществляться при помощи систем, фиксирующих инфракрасное излучение двигателя. Однако такие системы, во-первых, имеют ограниченную дальность обнаружения, которая к тому же зависит от направления на цель, а во-вторых, значительно теряют эффективность при снижении уровня излучения, например, при использовании специальных сопел двигателей. Таким образом, оптико-локационные станции вряд ли могут применяться как основное средство обнаружения с требуемой эффективностью существующих и перспективных самолетов, выполненных с применением стелс-технологий.
Таким образом, в настоящее время в качестве меры противодействия стелс-технологиям можно рассматривать сразу несколько технических или тактических решений. При этом все они имеют и плюсы, и минусы. По причине отсутствия каких-либо средств, способных гарантированно находить стелс-самолеты, наиболее перспективным вариантом дальнейшего развития всех технологий обнаружения смотрится комбинирование различных методик. К примеру, хорошие возможности будет иметь система интегрального строения, в которой будут заняты РЛС как сантиметрового, так и метрового диапазона. Кроме того, достаточно интересным выглядит дальнейшее развитие оптико-локационных систем или комбинированных комплексов. Последние могут соединять в себе несколько принципов обнаружения, например, радиолокационный и тепловой. Наконец, последние работы в сфере пассивной локации позволяют надеяться на скорое появление практически применимых комплексов, работающих по этому принципу.
В целом, развитие систем обнаружения воздушных целей не стоит на месте и постоянно идет вперед. Вполне возможно, что уже в ближайшее время какая-либо страна представит полностью новое техническое решение, предназначенное для противодействия стелс-технологиям. Однако стоит ожидать не революционно новые идеи, а развитие уже имеющихся. Как видим, существующим системам есть куда развиваться. Да и развитие средств противовоздушной обороны обязательно повлечет за собой совершенствование технологий сокрытия летательных аппаратов.
По материалам сайтов:
http://airwar.ru/
http://ausairpower.net/
http://paralay.com/
http://vivovoco.rsl.ru/
http://pvo.guns.ru/
http://rbase.new-factoria.ru/
http://vpk-news.ru/
http://janes.com/
http://popmech.ru/
Несмотря на длительную историю исследований и разработок в области малозаметности, количество применимых на практике методик не так уж и велико. Так, для понижения вероятности обнаружения самолета при помощи радиолокации он должен иметь специфические обводы корпуса и крыла, минимизирующие отражение радиосигнала в сторону излучающей антенны, а также, при возможности, поглощать часть этого сигнала. Кроме того, благодаря развитию материаловедения стало возможным использование в конструкции радиопрозрачных материалов, не отражающих радиоволны. Что касается малозаметности в инфракрасном диапазоне, то в этой области все решения можно пересчитать по пальцам. Наиболее популярным методом является создание особого сопла для двигателя. Благодаря своей форме такой агрегат способен значительно охлаждать реактивные газы. В результате применения любого из существующих методов снижения заметности значительно уменьшается дальность обнаружения самолета. При этом полная невидимость на практике недостижима, возможно только уменьшение отраженного сигнала или излучаемого тепла.
Именно остатки радио- и теплового излучения и являются теми «зацепками», которые могут позволить обнаружить выполненный с применением стелс-технологий самолет. Кроме того, существуют методики, позволяющие увеличить заметность стелс-самолета, не прибегая к очень сложным технологическим решениям. К примеру, нередко предлагается использовать против малозаметных самолетов их собственную главную черту – рассеивание падающих радиоволн. В теории возможно разнесение передатчика и приемника РЛС на достаточно большое расстояние. В таком случае «распределенная» радиолокационная станция сможет без особого труда фиксировать отраженное излучение. Однако, несмотря на свою простоту, такой метод имеет ряд серьезных недостатков. Прежде всего, это сложность обеспечения работоспособности РЛС с разнесенными на значительное расстояние передатчиком и приемником. Требуется некий канал связи, соединяющий разные блоки станции и имеющий достаточные характеристики скорости и надежности передачи данных. Кроме того, в таком случае особые затруднения будут вызваны большой сложностью или даже невозможностью сделать две вращающиеся антенны, синхронизировать работу систем и т.п.
Все сложности разнесенной аппаратуры РЛС не позволяют применять такие системы на практике. Тем не менее, похожий принцип используется в системах радиоэлектронной разведки, которые можно применять и для обнаружения самолетов противника. В прошлом году европейский концерн EADS заявил о создании т.н. пассивной РЛС, которая работает только на прием и обрабатывает поступающие сигналы. Принцип действия такой системы основан на приеме сигналов от сторонних излучателей – теле- и радиовышек, подстанций сотовой связи и т.п. Часть этих сигналов может отражаться от летящего самолета и попадать на антенну пассивной РЛС, аппаратура которой анализирует принимаемые сигналы и вычисляет местонахождение летательного аппарата. Главной сложностью при проектировании этой системы, как сообщается, было создание алгоритма для вычислительного комплекса. Электроника пассивной РЛС предназначена для выделения необходимого сигнала из всего имеющегося радиошума и последующей его обработки. Имеются сведения о создании подобной системы и в нашей стране. Поступление пассивных РЛС в войска стоит ждать не ранее 2015 года. При этом пока не вполне понятны перспективы этих систем, хотя производители, в частности концерн EADS, уже сейчас не стесняются высказывать громкие заявления о гарантированном обнаружении любой малозаметной летающей техники.
Альтернативой новым и смелым решениям наподобие разнесения антенн или пассивной радиолокации является метод, фактически представляющий собой некий возврат к прошлому. Физика распространения и отражения радиоволн такова, что при увеличении длины волны повышается главный показатель заметности объекта – его эффективная поверхность рассеяния. Таким образом, вернувшись к старым длинноволновым излучателям, можно повысить вероятность обнаружения стелс-самолета. Примечательно, что единственный на данный момент подтвержденный случай уничтожения малозаметного самолета связан именно с такой методикой. 27 марта 1997 года над Югославией был сбит американский ударный самолет F-117A, обнаруженный и атакованный расчетом зенитного ракетного комплекса С-125. Одним из главных факторов, приведших к уничтожению американского самолета, оказался рабочий диапазон РЛС обнаружения, работавшей совместно с комплексом С-125. Использование волн метрового диапазона не позволило стелс-технологиям самолета проявить себя, что и привело к последующей успешной атаке зенитчиков.
Невидимка F-117А стелс был сбит над Югославией примерно в 20 км от Белграда, в районе аэродрома Батайнице, древним ЗРК С-125 с радиолокационной системой наведения ракет
Само собой, использование метровых волн – далеко не панацея. В большинстве современных радиолокационных станций используются волны с меньшей длиной. Дело в том, что при увеличении длины волны растет дальность действия, но уменьшается точность определения координат цели. При уменьшении длины волны точность растет, но падает дальность обнаружения. В результате наиболее удобным для использования в радиолокации был признан сантиметровый диапазон, дающий разумное сочетание дальности обнаружения и точности определения местоположения цели. Таким образом, возвращение к более старым РЛС с большей длиной волны обязательно скажется на точности определения координат цели. В ряде случаев эта особенность длинных волн может быть бесполезной или даже вредной для той или иной РЛС или ЗРК. При изменении рабочего диапазона РЛС также стоит учитывать тот факт, что перспективные стелс-самолеты, по всей видимости, впредь будут создаваться с учетом возможного противодействия наиболее распространенным радиолокационным станциям. Поэтому возможно такое развитие событий, когда конструкторы РЛС будут менять диапазон излучения, стараясь соблюсти баланс между дальностью, точностью и требованиями по противодействию стелс-решениям авиаконструкторов, а те, в свою очередь, будут изменять конструкцию и облик летательных аппаратов в соответствии с текущими тенденциями в развитии средств обнаружения.
Опыт предыдущих лет наглядно показывает, что для защиты любого объекта требуется несколько зенитных комплексов и несколько же средств обнаружения. Существует концепция т.н. интегрированной системы РЛС, которая, по задумке ее авторов, способна обеспечить надежную защиту прикрываемых объектов от атак с воздуха. Интегрированная система подразумевает «перекрытие» одного и того же района несколькими радиолокационными станциями, работающими на разных дальностях и частотах. Таким образом, попытка пролететь незаметно для РЛС интегрированной системы обернется неудачей. Часть отраженного сигнала от этих одних станций может попасть на другие, либо самолет выдаст его боковая проекция, по понятным причинам слабо приспособленная для рассеивания радиосигнала. Подобная методика позволяет достаточно простыми методами производить обнаружение стелс-самолетов, но при этом имеет ряд минусов. К примеру, затрудняется сопровождение и атака целей. Для эффективного наведения ракеты потребуется создать эффективную систему передачи данных с «боковой» РЛС на системы управления ЗРК. Эта надобность сохраняется при применении ракет с радиокомандным наведением. Использование ракет с радиолокационной ГСН – активной или пассивной – также имеет свои характерные особенности, частично затрудняющие проведение атаки. К примеру, эффективный захват цели головкой самонаведения возможен только с ряда ракурсов, что не повышает боевую эффективность ракеты.
Наконец, интегрированная система ПВО, равно как и другие системы, использующие радиоволны, подвержены атакам противорадиолокационных ракет. Для предотвращения уничтожения станции обычно применяется кратковременное включение передатчика, дабы успеть обнаружить цель и не дать навестись на себя ракете. Однако возможен и другой метод противодействия противорадиолокационным ракетам, связанный с отсутствием какого-либо излучения. Теоретически обнаружение и сопровождение стелс-самолета может осуществляться при помощи систем, фиксирующих инфракрасное излучение двигателя. Однако такие системы, во-первых, имеют ограниченную дальность обнаружения, которая к тому же зависит от направления на цель, а во-вторых, значительно теряют эффективность при снижении уровня излучения, например, при использовании специальных сопел двигателей. Таким образом, оптико-локационные станции вряд ли могут применяться как основное средство обнаружения с требуемой эффективностью существующих и перспективных самолетов, выполненных с применением стелс-технологий.
Таким образом, в настоящее время в качестве меры противодействия стелс-технологиям можно рассматривать сразу несколько технических или тактических решений. При этом все они имеют и плюсы, и минусы. По причине отсутствия каких-либо средств, способных гарантированно находить стелс-самолеты, наиболее перспективным вариантом дальнейшего развития всех технологий обнаружения смотрится комбинирование различных методик. К примеру, хорошие возможности будет иметь система интегрального строения, в которой будут заняты РЛС как сантиметрового, так и метрового диапазона. Кроме того, достаточно интересным выглядит дальнейшее развитие оптико-локационных систем или комбинированных комплексов. Последние могут соединять в себе несколько принципов обнаружения, например, радиолокационный и тепловой. Наконец, последние работы в сфере пассивной локации позволяют надеяться на скорое появление практически применимых комплексов, работающих по этому принципу.
В целом, развитие систем обнаружения воздушных целей не стоит на месте и постоянно идет вперед. Вполне возможно, что уже в ближайшее время какая-либо страна представит полностью новое техническое решение, предназначенное для противодействия стелс-технологиям. Однако стоит ожидать не революционно новые идеи, а развитие уже имеющихся. Как видим, существующим системам есть куда развиваться. Да и развитие средств противовоздушной обороны обязательно повлечет за собой совершенствование технологий сокрытия летательных аппаратов.
По материалам сайтов:
http://airwar.ru/
http://ausairpower.net/
http://paralay.com/
http://vivovoco.rsl.ru/
http://pvo.guns.ru/
http://rbase.new-factoria.ru/
http://vpk-news.ru/
http://janes.com/
http://popmech.ru/
Информация