О разработке в США РЛС с активной антенной системой с электронно-управляемой диаграммой направленности

ИНОСТРАННАЯ ПЕЧАТЬ

ОБ ЭКОНОМИЧЕСКОМ,

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОМ

И ВОЕННОМ ПОТЕНЦИАЛЕ

ГОСУДАРСТВ УЧАСТНИКОВ СНГ

И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВАХ

ЕГО ВЫЯВЛЕНИЯ

Серия: "ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РАЗВЕДЫВАТЕЛЬНЫХ СЛУЖБ ЗАРУБЕЖНЫХ ГОСУДАРСТВ"

Ежемесячный информационный бюллетень

№11/0

О разработке в США РЛС с активной антенной системой с электронно-управляемой диаграммой направленности

В опубликованной в журнале Flight International статье говорится, что происходит смена поколения в авиационных РЛС, РЛС с традиционным механическим сканированием уступают место РЛС с активной антенной системой с электронно-управляемой диаграммой направленности AESA (Active Electronically Scanned Array).

РЛС с антенной системой AESA обладают повышенным возможностями, имеют меньшую массу, меньшую стоимость и более высокую надежность. Почти одновременная работа в различных режимах только одно из многих преимуществ, которые привлекают во все большей мере к системам AESA авиаконструкторов и операторов AESA.

Компания Raytheon начала испытания наиболее совершенного пока многофункционального радара с AESA APG-79, предназначенного для-самолетов компании Boeing F/A-18E/F Super Hornet. В 2003 г. компания Northrop Grumman предполагала начать летные испытания своей РЛС APG-80 Agile Beam для самолета компании Lockheed Martin F-16 Block 60 и наземные испытания РЛС MESA для самолетной системы ДРЛО и наведения AWACS на базе самолета Boeing 737. Работая совместно эти компании разрабатывают серию РЛС разведки наземных целей в рамках программы MP-RTIR Multi-Platform Radar Technology Insertion Programme. Тем временем ВВС США планируют переоборудовать больше самолетов F-15, оснащенных системой AESA, с помощью APG-63(V)/1 компании Raytheon, а РЛС APG-77 с системой AESA компании Northrop Grumman, предназначенная для самолетов F/A-22, будет модернизирована с помощью технологии AESA, которая разрабатывается для самолетов F-35 JFS компании Lockheed Martin. Компания имеет контракт на модернизацию самолетов В-2 компании Northrop Grumman РЛС с AESA.

В антенной системе AESA фиксированная антенная решетка из твердотельных приемо-передающих модулей заменяет антенну с механическим сканированием. Первым преимуществом является снижение массы за счет устранения системы привода антенны. Во-вторых, устраняются потери мощности сигнала при прохождении по волноводам от единого передатчика к ряду формирующих щелей плоской антенны, а также потери отраженного сигнала при прохождении от антенны к единому приемнику.

Диаграмма направленности формируется и управляется с помощью электроники путем изменения фазы сигнала в каждом из сотен приемопередающих модулей (ППМ), образующих антенну. Диаграмма/луч может быть сформирована и направлена за долю секунды, что позволяет работать РЛС почти одновременно в различных режимах: "воздух-воздух" и "воздух-земля". Поскольку количество облучений цели РЛС не определяется темпом сканирования антенны, энергия облучения цели может быть увеличена, что ведет к увеличению дальности обнаружения и разрешающей способности.

Пожалуй превосходящим даже преимущества "безинерционного" сканирования луча является то, что только при выходе из строя до 10% модулей характеристики радара с AESA снижаются до уровней ниже требуемых.

Основываясь на первоначальном опыте работы с системами AESA, специалисты компании Raytheon полагают, что планер самолета износится до того, как антенная система AESA потребует ремонта.

Инженеры-радиолокационщики говорят о поколениях антенных систем AESA, в зависимости от технологий модулей приемо-передатчиков. В системах AESA первого поколения использовались относительно крупные модули, "кирпичи". В системах последнего поколения используются менее габаритные, более легкие и более дешевые ППМ, которые объединены в группы, "черепицы", с общим источником питания и электроникой.

В РЛС APG-79 с AESA используются ППМ шестого поколения, сказал руководитель программы компании Raytheon T. Kennedy. Компания прошла от "кирпичей" к "черепицам" и далее к еще более приемлемым, компактным и более легким модулям шестого поколения. Объединение многочисленных приемо-передающих модулей в одну "черепицу" снижает количество микросхем и в результате получается антенна с меньшей массой. Созданная компанией Raytheon антенная система AESA имеет массу, составляющую лишь четверть массы эквивалентной системы AESA более раннего поколения.

По словам Т. Kennedy, РЛС APG-79 является первой полностью новой РЛС управления огнем (FCR), созданной компанией Raytheon в течение 30 лет. В дополнение к антенной системе AESA, РЛС имеет новый выходной блок, состоящий из приемника/возбудителя и общего интегрированного процессора сигналов. Приемник/возбудитель генерирует сигналы, которые управляют передающими модулями и конвертирует сигналы приемных модулей из аналоговой в цифровую форму для процессора сигналов, который производит обработку сигналов и данных, используя многочисленные параллельные компьютеры Power PC, связанные между собой высокоскоростной (1,0 ГГц) информационной шиной Fiber Channel. Как сказал руководитель программы APG-79 ВМС США D. Dunaway, новая РЛС, вероятно, имеет в десять раз большие возможности, чем имеющиеся в настоящее время РЛС управления огнем.

Начались испытания инженерной модели РЛС APG-79 в интеграционной лаборатории компании Raytheon, в ходе которых получались изображения с помощью реального луча острова Catalina, находящегося в 50 км от побережья Калифорнии. Как отметил Т. Kennedy, в лаборатории было подтверждено, что программное обеспечение может управлять РЛС в полном объеме. Оно может генерировать формы сигналов, кодировать импульсы, которые усиливаются антенными передающими модулями; передавать принимаемые сигналы от приемных модулей на приемник, конвертировать сигналы в цифровую форму, пропускать их через процессор и формировать карту.

Летные испытания предполагалось начать в июне 2003 г. на самолете F/A-18F. Принятие на вооружение самолетов Block 2 запланировано на сентябрь 2006 г. ВМС США планируют оборудовать и переоборудовать 411 самолетов F/A-18 E/F РЛС APG-79, а многофункциональная РЛС с AESA является ключевым компонентом самолета электронного подавления ЕА-18G. Планируется иметь 90 таких самолетов, если будут найдены средства для финансирования программы.

Технология РЛС APG-79 может использоваться и на самолетах F-15. ВВС США имеют 18 самолетов F-15C оборудованных РЛС APG-63 (V)2, усовершенствованным вариантом РЛС APG-63 (V)l, в которой использована "кирпичная" система AESA первого поколения с целью получения оперативного опыта с AESA. ВВС США в настоящее время планируют оборудовать дополнительные самолеты F-15 и компания Raytheon предлагает модернизировать РЛС APG-63 (V)l новой "черепичной" системой AESA и создать РЛС типа APG-63 (V)3. Увеличенный вариант РЛС APG-79 предлагается для модернизации самолетов F-15E. Планируется и модернизация с использованием системы AESA РЛС компании Raytheon APG-73, которыми оборудованы самолеты F/A-18C/D.

Антенные системы AESA находят применение и на других платформах. Компания Northrop Grumman собрала первую радиолокационную систему MESA для Boeing 737 AWACS и после наземных испытаний должна была поставить ее компании Boeing в мае 2003 г. для установки на самолет. Летные испытания начнутся в начале 2004 г.

Система MESA размешается в антенном обтекателе длиной 10,7 м. Это первая бортовая РЛС дальнего обнаружения с электронным сканированием луча, обеспечивающая одновременный круговой обзор. Имеется три сканирующие антенны: две бокового излучения и одна переднего и заднего излучения. Антенны включают 288 ППМ размером большой книги в 48 излучающих колоннах из композиционных материалов для снижения массы.

Антенны размещены в цилиндрической конструкции ("top hat" radome), которая явилась компромиссом между аэродинамикой и стоимостью. Конформные антенные решетки, распределенные по планеру, создают меньшее аэродинамическое сопротивление, но требуют дублирования приемо-переда-ющих модулей. Усиление верхней антенны не такое хорошее, как у боковых, но ее крепление требует лишь 22 болта и ее масса составляет всего 2300 кг по сравнению с 11-18 тыс. кг вращающейся конструкции.

Цилиндрическая конструкция позволяет наращивание и компания Northrop Grumman рассматривает систему MESA в качестве строительного блока для планируемой ВВС США самолетной системы МС A (Multi-sensor Command &: Control Aircraft) "Spiral 2", которая заменит систему AWACS Boeing E-3. Планируемые улучшения включают более мощный модуль, большую апертуру, индикатор наземных движущихся целей и режимы РЛС с синтезированной апертурой (SAR).

Система AESA может разрешить некоторые проблемы и улучшить характеристики. Модернизация РЛС самолетов В-2 APQ-181 компании Raytheon сдвинет центральную частоту диапазона Ки, исключит тем самым взаимные помехи, а также улучшит разрешающую способность и увеличит дальность. Радар APQ-181 имеет двойную структуру передатчик/приемник/процессор, перекрестно связанную с двумя пассивными антенными решетками с электронным сканированием: с электронным сканированием по углу места и электромеханическим сканированием по азимуту.

Как сказал руководитель группы интеграции компании Northrop Grumman A. Johnson, это все, что можно было иметь 20 лет назад. Приходилось иметь дело с электромеханическими устройствами, которые все время выходили из строя, изнашивались, требовали технического обслуживания.

В ходе модернизации будут внедрены две системы AESA, снизится масса антенного устройства. Процессор и 21 режим "воздух земля" и "воздух воздух" останутся без изменения, хотя планами предусматривается увеличение дальности и использование видовой РЛС с синтезированной апертурой и высоким разрешением.

Этап перспективной разработки компонентов продолжится до августа 2003 г., затем последует системная разработка и демонстрация. Первый полет самолета В-2 с новой РЛС ожидается в конце 2005 г. Планами предусматривается первоначально модернизировать шесть самолетов, оставшиеся 14 самолетов будут переоборудованы к 2010 г. в рамках программы стоимость 900 млн. долл.

Flight International.- 2002 .- 26 November 2 December .- P. 31.