Die Masse des luftgestützten Radars beträgt 1% der Startmasse, aber die Eigenschaften des Radars bestimmen die Fähigkeiten moderner Jäger. Die Statistik des Kampfeinsatzes der letzten 15 Jahre gibt ein klares Bild: Alle Luftgefechte, an denen die Jäger der vierten Generation teilnahmen, fanden auf weite Distanz statt (100% der Siege wurden mit Mittel- und Langstrecken-Luftwaffen errungen -Luftraketen).
Radar ist das Hauptelement des Sicht- und Navigationssystems von Flugzeugen. Moderne Multifunktionsstationen sorgen für eine effektive Suche, Erkennung und Verfolgung von Luft- und Bodenzielen, programmieren die Autopiloten abgeschossener Raketen aus der Ferne, messen die Höhe und ermöglichen die Kartierung des Geländes. Die "fortschrittlichsten" Modelle werden als Sender in Hochgeschwindigkeits-Datenaustauschsystemen verwendet, erfüllen die Funktionen elektronischer Kriegsführung und elektronischer Kriegsführungssysteme - bis hin zur Umsetzung des Prinzips der "Strahl" -Waffen!
Das Herzstück des modernen luftgestützten Radars sind drei wesentliche Technologien:
Phased-Array-Radare (PAR). Durch die Verwendung einer Gruppe von Antennensendern (anstelle einer einzelnen "Schüssel") konnten eine ganze Reihe von Vorteilen realisiert werden, von denen der wichtigste das schnelle Scannen des ausgewählten Raumbereichs (innerhalb von 1 Millisekunde) war. Die elektronische Strahlsteuerung hat die umständlichen Antriebe und Kardanringe eliminiert, die zur mechanischen Steuerung herkömmlicher Antennen erforderlich sind. Effizienz. Zuverlässigkeit. Multifunktionalität. Bessere Empfindlichkeit und Störfestigkeit.
MiG-31 überrascht das Publikum mit seinem riesigen Zaslon-Radar (Flugshow LeBourget-91)
Aperture-Synthese-Technologie. Die Apertur (lineare Dimension der Antenne) bestimmt die Strahlbreite (Beamwidth). Um eine hohe Azimut-Auflösung zu erreichen, sind Antennen mit einer möglichst großen Apertur erforderlich, während die Grenzabmessungen einer flugzeuggestützten Radarantenne 1,5 Meter nicht überschreiten dürfen.
Synthetisierte (künstliche) Apertur ist eine Technik, die auf dem sequentiellen Empfang von Signalen an verschiedenen Positionen einer realen Antenne im Raum basiert. In diesem Sekundenbruchteil, während der Radarimpuls andauerte, konnte das Flugzeug 10 Meter weit fliegen. Dadurch entstand die Illusion einer riesigen Antenne mit einer Öffnung von 10 Metern!
Das Aufkommen des Radars mit synthetischer Apertur hat es möglich gemacht, die Erdoberfläche mit einer Auflösung zu vermessen und zu kartieren, die mit der Qualität von Luftbildern vergleichbar ist. Moderne Jagdbomber haben einzigartige Fähigkeiten erhalten, um Bodenziele zu treffen - bei jedem Wetter und zu jeder Tageszeit aus großer Entfernung, ohne in den Aktionsbereich der feindlichen Luftverteidigung einzudringen.
Radar mit einem aktiven phasengesteuerten Antennenarray (AFAR)
N010 "Zhuk-A" Radar für den MiG-35-Jäger
Ein Array aus Tausenden einzelner Sende-Empfangs-Module (TPM), die keinen einzigen Hochleistungssender benötigen. Die Vorteile der Technologie liegen auf der Hand:
- Antennenmodule können gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzen betrieben werden;
- geringeres Gewicht und geringere Abmessungen: aufgrund der geringeren Größe der Antenne selbst, das Fehlen einer Hochleistungslampe und des zugehörigen Kühlsystems und des Hochspannungsnetzteils;
Beachten Sie, wie klein die Nase des F-35 im Vergleich zu unseren "Trocknern" und MiGs ist.
- erhöhte Zuverlässigkeit: Der Ausfall / die Beschädigung eines Elements führt nicht zu einem Leistungsverlust des gesamten Radars (das Vorhandensein eines komplexen Kühlsystems für Tausende von AFAR-Modulen macht diesen Vorteil jedoch weitgehend zunichte);
- hohe Empfindlichkeit und Auflösung, die Möglichkeit, im "Lupe"-Modus zu skalieren und zu arbeiten (ideal für die Arbeit "am Boden");
- Aufgrund der großen Anzahl von Sendern hat das AFAR einen größeren Winkelbereich, in dem die Strahlen abgelenkt werden können - viele der den SCHEINWERFER inhärenten Beschränkungen der Geometrie der Arrays entfallen;
- Die hohe Übertragungskapazität von AFAR ermöglichte die Integration in das Kommunikations- und Datenaustauschsystem:
Im Jahr 2007 ermöglichten Tests von Northrop Grumman, Lockheed Martin und L-3 Communications dem AFAR des Raptors, als Wi-Fi-Hotspot zu arbeiten und Daten mit 548 Megabit pro Sekunde zu übertragen, 500-mal schneller als die Standardverbindung Link 16 der NATO. …
Dassault Rafale
Aktuell können sieben Serien-Mehrzweckjäger alle Vorteile der AFAR-Technologie nutzen: fünf modernisierte Jäger der vierten Generation und zwei Maschinen der „5“-Generation.
Unter ihnen: französischer "Rafale" (RBE-2AA-Radar), Export F-16E / F "Desert Falcon" der UAE Air Force (diese Jäger sind mit AN / APG-80-Radar ausgestattet), Export-Jagdbomber F-15SG Militär-Singapur Air Force (ausgestattet mit AN/APG-63(V)3), während die amerikanischen „Strike Needles“ebenfalls mit dem Einbau von AN/APG-82(V)2-Radaren aufgerüstet werden. Darüber hinaus erhielten Radare mit AFAR AN / APG-79 ein verbessertes Deck F / A-18E / F "Super Hornet".
Alle oben genannten Radarmodelle für Jäger der Generation 4+ repräsentieren die Evolutionsstufen konventioneller Radare. APG-63 (V) 3 und APG-82 (V) 2 sind beispielsweise Improvisationen, die auf dem alten APG-63-Radar des F-15-Jägers basieren. Daher war das Endergebnis trotz der neuen Antenne und des aktualisierten Prozessors nicht sehr beeindruckend.
Der APG-79 weist gegenüber dem APG-73 eine leichte Leistungssteigerung auf. Die Ergebnisse der Praxistests zeigten keine merklichen Vorteile von F / A-18E / F-Jägern mit AFAR-Radaren gegenüber Fahrzeugen mit konventionellem Radar.
Von Director of Test & Evaluation (DOT & E) 2013.
Dabei sind die Kosten für das neue Radar deutlich gestiegen. Selbst im digitalen Zeitalter, in dem die Herstellungskosten jedes AFAR-Moduls auf mehrere Tausend Dollar gesunken sind, betragen die Endkosten eines Gitters von Tausenden von MRPs viele Millionen. Natürlich ist der Preis kein Argument für die Vereinigten Arabischen Emirate, wo die Scheichs ihre F-16-Jäger mit einem möglichst coolen Radar ausstatten wollten.
F-16 mit AN / APG-68-Radar
F-16 Block 60 mit Radar mit AFAR
Während sich die "Majors" mit ihren "Spielzeugen" amüsieren, läuft in seriösen Wissenschaftszentren die echte Arbeit auf Hochtouren.
Den größten Erfolg bei der Entwicklung von Radaren mit aktiven Phased-Array-Systemen erzielten die Teams, die an der Avionik für die Jäger F-22 und F-35 arbeiteten. Für diese Maschinen wurde ein Radar der neuen Generation geschaffen, bei dem eine hohe Rechenleistung es ermöglichte, das volle Potenzial der AFAR-Technologie auszuschöpfen.
F-22 und sein Radar AN / APG-77
Was kann das Radar des Raptor-Jägers, was die anderen luftgestützten Radare nicht können?
Auf den ersten Blick nichts besonderes. Laut dem militärischen Nachschlagewerk "Jane" hat das "Raptor"-Radar eine operative Erfassungsreichweite von 193 km, was 86% der Wahrscheinlichkeit für die Erkennung eines Ziels mit RCS = 1 sq liefert. m bei einem Durchgang des Antennenstrahls. Zum Vergleich: Das heimische Radar N035 "Irbis" sieht nach Angaben der Entwickler Luftziele in einer Entfernung von 300-400 km (EPR = 3 m²). Im Großen und Ganzen sind diese Werte nicht ernst zu nehmen - unter Kampfbedingungen, unter dem Einfluss verschiedener Störungen und situativer Einschränkungen, wird die tatsächliche Erfassungsreichweite deutlich reduziert. In Bezug auf die Energiefähigkeiten hat APAR trotz all seiner Vorteile eine größere Energiedissipation und einen niedrigeren Wirkungsgrad als PFAR.
Theoretisch könnte dies die Chancen des Raptor und des Su-35 ausgleichen. Es sei jedoch daran erinnert, dass die Reichweite der gegenseitigen Erkennung im Luftkampf nicht nur von der Energiefähigkeit des Luftradars und des EPR des Luftziels abhängt.
Das Radar des Raptor verfügt über einen speziellen LPI-Modus (niedrige Wahrscheinlichkeit des Abfangens), der besonders für ein Tarnkappenflugzeug wichtig ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Radargeräten sendet der Raptor niederenergetische Impulse über einen weiten Frequenzbereich aus. Dies negiert die Wirksamkeit der elektronischen Kriegsführung und der elektronischen Kriegsführungssysteme des Feindes - der Feind weiß nicht einmal, dass die F-22 nahe ist und bereits einen Angriff begonnen hat. Der einzige, der in der Lage ist, den zufälligen Signalstrom bei verschiedenen Frequenzen zu verstehen, ist der Prozessor des AN / APG-77-Radars selbst, der nach und nach Daten sammelt und nach der Wahrscheinlichkeitstheorie die wahre Position des Ziels findet.
Der zweitwichtigste Vorteil des Raptor-Radars ist die Fähigkeit, gleichzeitig im Luft-Luft- und Luft-Boden-Modus zu arbeiten. Es ist schwer, die Bedeutung dieses Moments für die Piloten von Jagdbombern zu überschätzen, die in den Falten des Reliefs einer feindlichen Panzerkolonne in Gegenwart einer Bedrohung durch feindliche Flugzeuge suchen.
Nach weit verbreiteten Daten kann der AN / APG-77 mit einer synthetischen Apertur Ziele mit einem RCS von 30 Quadratmetern erkennen. m (Tank) in einer Entfernung von 50 km und eine Brücke oder ein großes Schiff (1000 m²) in einer Entfernung von bis zu 400 km! Vergessen Sie jedoch nicht, dass die max. die Auflösung des Radars wird keineswegs im gesamten Sichtfeld erreicht, sondern nur in Form eines schmalen „Suchscheinwerfer“-Strahls. Darüber hinaus schränkt das hochauflösende Mapping das Flugprofil ein und ist nur ohne aktiven Widerstand von feindlichen Flugzeugen und der Luftverteidigung möglich.
Zusätzlich zu den Funktionen von Erkennungsmitteln ist AFAR theoretisch in der Lage, selbst zu einer beeindruckenden Waffe zu werden. Durch Fokussierung der Strahlung in Form von schmalen "Todesstrahlen" kann ein solches Radar die Elektronik ankommender feindlicher Raketen "verbrennen". Was wäre die wirkliche Wirksamkeit des Raptor-Radars als elektromagnetische Waffe, ist eine schwierige Frage. Dennoch hat das Thema die Grenzen der Geheimlabore überschritten und wird nun im Kreis der Luftfahrtspezialisten aktiv diskutiert.
Es bleibt hinzuzufügen, dass AN / APG-77 neben Sci-Fi-Eigenschaften alle üblichen Vorteile der AFAR-Technologie bietet: relative Kompaktheit und erhöhte Zuverlässigkeit. Die Verwendung von Radar mit AFAR hatte seltsamerweise einen günstigen Einfluss auf die Reduzierung des EPR des Raptor selbst (aufgrund des Fehlens von mechanischen Antrieben und Spiegelflächen unter dem Nasenkegel + Verringerung der Größe der Nase). Ab der Block 32-Version war die APG-77 in der Lage, gerichtete elektronische Störsignale abzufeuern, auch gegen mehrere Ziele gleichzeitig. Vergessen Sie schließlich nicht die Möglichkeit, das Radar in Hochgeschwindigkeits-Datennetze zu integrieren.
Die Schlussfolgerung liegt auf der Hand: Das AN / APG-77-System stellt mit all seinen Einschränkungen und Nachteilen (hauptsächlich die Kosten!) einen echten Durchbruch auf dem Gebiet des Radars dar. Das Potenzial ist so groß, dass das Radar auch zwei Jahrzehnte später immer wieder Überraschungen bringt und neue Möglichkeiten eröffnet.
Einen noch größeren Erfolg erzielte das Forschungsteam, das das Radar für den Mehrzweckjäger F-35 entwickelte. Die wissenschaftliche Gemeinschaft ist überzeugt, dass sich die Entwickler des Systems, das die Bezeichnung AN / APG-81 erhielt, ernsthaft um den Nobelpreis für Physik bewerben könnten – und möglicherweise ihre Auszeichnung erhalten, wenn ihre Entwicklungen als klassifiziert eingestuft werden.
Im Vergleich zum mächtigen Raptor-Radar hat das elektronische Wunder APG-81 bescheidene Abmessungen und eine geringere Leistung. Trotzdem liefert es dem Piloten fast viele Informationen. Es dreht sich alles um die einzigartigen mathematischen Algorithmen zur Signalverarbeitung: zum Beispiel das Extrahieren nützlicher Informationen aus dem Rauschen, das von den "Nebenkeulen" des AFAR reflektiert wird.
Die Hauptfähigkeiten des F-35-Radars zeigen sich jedoch bei der Arbeit an Bodenzielen: Die Schöpfer des APG-81 haben es geschafft, Minen mit unverständlichen Bildern zu erreichen. Geländeauflösung innerhalb von 30 x 30 Zentimetern. Dies ermöglicht buchstäblich, aus stratosphärischer Höhe betrachtet, einen Panzer von einem Schützenpanzer zu unterscheiden!
Gab es früher nur eine Markierung auf dem Bildschirm, ermöglichen es heute die Soft- und Hardwarefähigkeiten des Radars, die Art des Ziels zu rekonstruieren.
Was erwartet uns in naher Zukunft? Der Hauptentwicklungstrend ist bereits heute bekannt – die Erstellung eines mathematischen Apparats für ein dreidimensionales Radarmodell.
