Vandag is lugvaart ondenkbaar sonder radars. 'N Radarstasie in die lug (BRLS) is een van die belangrikste elemente van die radio-elektroniese toerusting van 'n moderne vliegtuig. Volgens kenners sal radarstasies in die nabye toekoms die belangrikste manier bly om teikens op te spoor, op te spoor en geleide wapens daarop te rig.
Ons sal probeer om die mees algemene vrae oor die werking van radars aan boord te beantwoord en vertel hoe die eerste radars geskep is en hoe belowende radarstasies kan verras.
1. Wanneer het die eerste radars aan boord verskyn?
Die idee om radar op vliegtuie te gebruik, kom 'n paar jaar nadat die eerste radar op die grond verskyn het. In ons land het die grondstasie "Redut" die prototipe van die eerste radarstasie geword.
Een van die belangrikste probleme was die plasing van die toerusting op die vliegtuig - die stel van die stasie met kragtoevoer en kabels weeg ongeveer 500 kg. Dit was onrealisties om sulke toerusting op 'n enkele sitplekvegter van daardie tyd te installeer, daarom is besluit om die stasie op 'n tweesitplek Pe-2 te plaas.
Die eerste huishoudelike lugradarstasie genaamd "Gneiss-2" is in 1942 in gebruik geneem. Binne twee jaar is meer as 230 Gneiss-2-stasies vervaardig. En in die oorwinnende 1945 begin Fazotron-NIIR, nou deel van KRET, met die reeksproduksie van die Gneiss-5s vliegtuigradar. Die teikenopsporing bereik 7 km.
In die buiteland is die eerste vliegtuigradar "AI Mark I" - Brits - 'n bietjie vroeër, in 1939, in gebruik geneem. Vanweë sy swaar gewig is dit geïnstalleer op swaar vegvliegtuie, Bristol Beaufighter. In 1940 tree 'n nuwe model, die AI Mark IV, in diens. Dit bied teikenopsporing op 'n afstand van tot 5,5 km.
2. Waaruit bestaan 'n lugradarstasie?
Struktureel bestaan die radar uit verskeie verwyderbare eenhede wat in die neus van die vliegtuig geleë is: 'n sender, 'n antennastelsel, 'n ontvanger, 'n dataverwerker, 'n programmeerbare seinverwerker, konsoles en bedienings en skerms.
Tans het byna alle radars in die lug 'n antennastelsel wat bestaan uit 'n plat gegolfde antenna -skikking, Cassegrain -antenna, passiewe of aktiewe gefaseerde antenna -skikking.
Moderne lugradars werk in 'n verskeidenheid verskillende frekwensies en maak dit moontlik om lugteikens op te spoor met 'n EPR (Effective Scattering Area) van een vierkante meter op 'n afstand van honderde kilometers, en bied ook die opsporing van tientalle teikens in die gang.
Benewens die opsporing van teikens, bied radarstasies vandag ook radiokorreksie, vlugtoewysing en teikenaanwysing vir die gebruik van geleide lugwapens, kartering van die aardoppervlak met 'n resolusie van tot een meter en los hulptake op: terrein, met sy eie snelheid, hoogte, dryfhoek en ander. …
3. Hoe werk 'n lugradar?
Vandag gebruik moderne vegters pols Doppler -radars. Die naam self beskryf die werking van so 'n radarstasie.
Die radarstasie werk nie deurlopend nie, maar met periodieke rukke - impulse. In vandag se opsporings duur die oordrag van 'n pols slegs 'n paar miljoenste van 'n sekonde, en die pouses tussen pulse is 'n paar honderdstes of duisendstes van 'n sekonde.
Nadat hulle enige hindernis op die voortplantingspad ontmoet het, versprei die radiogolwe in alle rigtings en word dit weerkaats na die radarstasie. Terselfdertyd word die radarsender outomaties afgeskakel en begin die radioontvanger.
Een van die hoofprobleme met polsende radars is om ontslae te raak van die sein wat van stilstaande voorwerpe gereflekteer word. By radars in die lug is die probleem byvoorbeeld dat weerkaatsings van die aardoppervlak alle voorwerpe onder die vliegtuig verduister. Hierdie interferensie word uitgeskakel met behulp van die Doppler -effek, waarvolgens die frekwensie van 'n golf wat deur 'n naderende voorwerp gereflekteer word, toeneem en van 'n uitgaande voorwerp afneem.
4. Wat beteken die X-, K-, Ka- en Ku -bande in die radar -eienskappe?
Vandag is die reeks golflengtes waarin radars in die lug werk baie groot. In die kenmerke van die radar word die stasiebereik in Latynse letters aangedui, byvoorbeeld X, K, Ka of Ku.
Die Irbis-radar met 'n passiewe gefaseerde antenna-skikking wat op 'n Su-35-vegvliegtuig geïnstalleer is, werk byvoorbeeld in die X-band. Terselfdertyd bereik die opsporingsbereik van Irbis -lugdoelwitte 400 km.
Die X-band word wyd gebruik in radartoepassings. Dit strek van 8 tot 12 GHz van die elektromagnetiese spektrum, dit wil sê, dit is golflengtes van 3,75 tot 2,5 cm. Waarom word dit so genoem? Daar is 'n weergawe dat die groep tydens die Tweede Wêreldoorlog geklassifiseer is en daarom die naam X-band ontvang het.
Alle name van reekse met die Latynse letter K in die naam het 'n minder geheimsinnige oorsprong - van die Duitse woord kurz ("kort"). Hierdie reeks stem ooreen met golflengtes van 1,67 tot 1,13 cm. In kombinasie met die Engelse woorde hierbo en onder het die Ka- en Ku-bande hul name onderskeidelik "bo" en "onder" die K-band gekry.
Ka-band radars is in staat om metings van kort afstand en ultra-hoë resolusie te bereik. Sulke radars word gereeld gebruik vir lugverkeersbeheer op lughawens, waar die afstand tot die vliegtuig bepaal word met behulp van baie kort pulse - 'n paar nanosekondes lank.
Die Ka-band word gereeld in helikopterradars gebruik. Soos u weet, moet 'n radar -antenna klein wees vir plasing op 'n helikopter. Met inagneming van hierdie feit, sowel as die behoefte aan 'n aanvaarbare resolusie, word die millimeter golflengtebereik gebruik. 'N Ka-52 Alligator-gevegshelikopter is byvoorbeeld toegerus met 'n Arbalet-radarstelsel wat in die Ka-band van agt millimeter werk. Hierdie radar wat deur KRET ontwikkel is, bied die Alligator geweldige geleenthede.
Elke reeks het dus sy eie voordele, en afhangende van die plasingstoestande en -take, werk die radar in verskillende frekwensies. Byvoorbeeld, die verkryging van 'n hoë resolusie in die vooruitkykende sektor realiseer die Ka-band, en 'n toename in die omvang van die radar aan boord maak die X-band moontlik.
5. Wat is PAR?
Dit is duidelik dat elke radar 'n antenna nodig het om seine te ontvang en oor te dra. Om dit in 'n vliegtuig te pas, is spesiale plat antennastelsels uitgevind, en die ontvanger en sender is agter die antenna. Om verskillende teikens met die radar te sien, moet die antenna verskuif word. Aangesien die radarantenne redelik massief is, beweeg dit stadig. Terselfdertyd word die gelyktydige aanval van verskeie teikens problematies, omdat 'n radar met 'n konvensionele antenna slegs een teiken in die 'gesigsveld' hou.
Moderne elektronika het dit moontlik gemaak om hierdie meganiese skandering in 'n lugradar te laat vaar. Dit is soos volg gerangskik: 'n plat (reghoekige of sirkelvormige) antenna is in selle verdeel. Elke sodanige sel bevat 'n spesiale toestel - 'n faseverskuiwing, wat die fase van die elektromagnetiese golf wat die sel binnedring, kan verander deur 'n gegewe hoek. Die verwerkte seine van die selle word na die ontvanger gestuur. Op hierdie manier kan u die werking van 'n gefaseerde array -antenna (PAA) beskryf.
Om meer presies te wees, word 'n soortgelyke antenna -reeks met baie faseverskuiwingselemente, maar met een ontvanger en een sender, 'n passiewe koplamp genoem. Terloops, ons Russiese MiG-31 is die eerste vegter ter wêreld wat toegerus is met 'n passiewe gefaseerde radar. Dit was toegerus met 'n radarstasie "Zaslon" wat ontwikkel is deur die Research Institute of Instrument Engineering. Tikhomirov.
6. Waarvoor is AFAR?
Aktiewe gefaseerde skikkingantenne (AFAR) is die volgende fase in die ontwikkeling van passief. In so 'n antenna bevat elke sel van die skikking sy eie transceiver. Hulle getal kan meer as duisend wees. Dit wil sê, as 'n tradisionele opsporing 'n aparte antenna, ontvanger, sender is, dan word die ontvanger met die sender en die antenna in AFAR 'versprei' in modules, wat elkeen 'n antennespleet, 'n faseverskakelaar, 'n sender en 'n ontvanger.
Voorheen, as 'n sender byvoorbeeld buite werking was, sou die vliegtuig 'blind' word. As een of twee selle, selfs 'n dosyn, in AFAR geraak word, werk die res voort. Dit is die belangrikste voordeel van AFAR. Danksy duisende ontvangers en senders word die betroubaarheid en sensitiwiteit van die antenna verhoog, en dit is ook moontlik om op verskeie frekwensies tegelyk te werk.
Maar die belangrikste ding is dat die struktuur van die AFAR die radar in staat stel om verskeie probleme parallel op te los. Byvoorbeeld, nie net om tientalle teikens te bedien nie, maar parallel met die opname van die ruimte, is dit baie effektief om te verdedig teen inmenging, om te meng met vyandelike radars en om die oppervlak in kaart te bring, met die verkryging van kaarte met 'n hoë resolusie.
Terloops, die eerste in Rusland lugradarstasie met AFAR is geskep by die KRET-onderneming, in die Fazotron-NIIR-korporasie.
7. Watter radarstasie sal op die vyfde generasie PAK FA -vegter wees?
Onder die belowende ontwikkelings van KRET is conformal AFAR, wat in die romp van 'n vliegtuig kan pas, sowel as die sogenaamde 'slim' vliegtuigvel. By vegters van die volgende generasie, insluitend die PAK FA, sal dit as 't ware 'n enkele ontvanger-opspoorplek word wat die vlieënier volledige inligting gee oor wat rondom die vliegtuig gebeur.
Die PAK FA-radarsisteem bestaan uit 'n belowende X-band AFAR in die neusruimte, twee radars wat na die kant kyk en 'n L-band AFAR langs die kleppe.
Vandag werk KRET ook aan die ontwikkeling van 'n radio-foton radar vir die PAK FA. Die kommer is van plan om teen 2018 'n volskaalse model van die radarstasie van die toekoms te skep.
Fotoniese tegnologieë sal dit moontlik maak om die radar se vermoëns uit te brei - om die massa met meer as die helfte te verminder en die resolusie tienvoudig te verhoog. Sulke radars met radio-optiese gefaseerde antenna-skikkings kan 'n soort "X-straalbeeld" van vliegtuie op 'n afstand van meer as 500 kilometer maak en 'n gedetailleerde, driedimensionele beeld gee. Met hierdie tegnologie kan u binne 'n voorwerp kyk, uitvind watter toerusting dit bevat, hoeveel mense daarin is en selfs hul gesigte sien.
