有前途的驱逐舰的防空效率。 替代雷达综合体
1.简介。 国防工业的现状
防空状况反映了国防工业的总体状况，其特点是有一句话：不要胖，我会活着。 行业中存在如此大的分歧，以至于我们何时将原型从原型转移到串行，目前尚不清楚。 南加州大学未能通过2011-2020年GPV计划。 在8艘护卫舰22350中，建造了2艘。因此，没有防空系统“ Polyment-Redut”系列。 如果在2006年建造护卫舰“戈尔什科夫海军上将”时从S-350防空系统借来的雷达以某种方式达到了世界水平，那么现在带有无源相控天线阵（PAR）的雷达将不会吸引任何人，也不会增加防空系统的竞争力。 “ Almaz-Antey”也中断了防空系统交付的最后期限，这使“戈尔什科夫海军上将”的调试推迟了3-4年。
企业的总经理通常不了解他们的领域，但是他们知道如何与客户进行谈判。 如果军事代表签署了该法案，则别无所求。 在比赛中，获胜者并不是出价最高的人，而是长期与之建立联系的人。 如果您将一项发明带给首席执行官，您会听到以下答复：“您为发展带来了钱吗？” 直接向国防部提出建议也不会带来任何结果，典型的答案是：我们正在发展自己的发展！ 五年过去了，提案仍未实现。 本文专门针对作者于2014年发送给莫斯科地区的此类建议之一。
公司的声誉对其管理没有作用：获得政府命令很重要。 工程师的收入很低。 即使年轻的专家来了，他们也会在获得实践经验后离开。
无法比较俄罗斯武器和外国竞争武器的质量：一切都是秘密，但没有真正的战争可以证明谁是谁，谢天谢地。 叙利亚也没有给出答案-敌人没有防空系统。 但是土耳其语 无人驾驶飞机 引起焦虑——我们如何应对？ 关于如何在玩具店花一分钱组装成群的无人机，作者无法回答 - 他们没有被教导过。 但如果我们的国防工业开始做生意，那么成本将增加几个数量级。 因此，接下来只剩下谈论通常的话题 - 关于与严重敌人的斗争以及如何用适度的钱来做。
当您听到类似“这 武器 世界上还没有其他人”，那么您开始怀疑：为什么不呢？ 要么整个世界都落后于我们的技术，要么没人愿意拥有它，或者它只有在上一次人类战争中才有用...
剩下的只有一件事-组织NKB（人民设计局）并独立思考出口的位置。
2.被遗忘的驱逐舰
许多读者认为我们不需要驱逐舰，因为它足以控制距我们海岸1000-1500公里的区域。 作者不同意这种方法。 即使没有船只，沿海综合体也可以炮轰600公里的区域。 不清楚从哪个上限得出1000-1500的数字。
在波罗的海和布莱克的“水坑”中，为了控制经济区，不需要这样的航程，而且驱逐舰也变得不必要了-有足够的护卫舰。 如果有必要，也 航空 会有所帮助。 但是在大西洋或太平洋，您可以与AUG，IBM以及美国的公司会面。 那么，如果没有成熟的KUG，您将无法做。 在这样的任务中，护卫舰的防空系统，甚至是“戈尔什科夫海军上将”，可能还不够-您需要一艘驱逐舰。
没有装备的船的成本通常约为总成本的25％。 因此，配备相同设备的护卫舰（4500吨）和驱逐舰（9000吨）的成本差异仅10-15％。 AA防御的有效性，巡航距离和船员的舒适度使驱逐舰的优势显而易见。 此外，驱逐舰可以解决导弹防御任务，而导弹防御任务无法分配给护卫舰。
驱逐舰应该扮演KUG旗舰的角色。 它所有的战斗系统都必须比该组中的其他船只更高。 这些船只应发挥外部信息支持和相互保护系统的作用。 在空袭期间，驱逐舰必须自己携带主要数量的反舰导弹，并在大多数情况下借助高效的短程防空系统（MD）销毁反舰导弹。 驱逐舰的电子对抗系统（KREP）必须足够强大，以覆盖其余干扰噪声的舰船，并且必须使用仿制干扰技术以功率较小的KREP覆盖驱逐舰。
2.1。 RLC驱逐舰“领袖”和“阿利·伯克”
老年人仍然记得，俄罗斯曾经有一个“黄金时代”（2007年），那时我们不仅可以大胆地负担建造一艘驱逐舰的费用，而且至少可以设计一艘。 现在，灰尘已经覆盖了GPV的这一点。 在那些“古代”时代，“领导者”项目的驱逐舰不得不类似于“阿利·伯克”，以解决导弹防御问题。
驱逐舰开发商决定在其上安装3台常规中频雷达（监视，制导和MD SAM），并使用带有大型天线的单独雷达进行导弹防御。 为了省钱，我们决定使用一个旋转式有源PAR（AFAR）。 该AFAR安装在主上部结构的后面，也就是说，它无法向船首的方向辐射。 然后他们增加了雷达来调整炮火。 如此怪异的RLC从未出现，仍然感到高兴。
美国驱逐舰的宙斯盾防空导弹系统的意识形态基于以下事实：强大的多功能（MF）10厘米射程雷达可发挥主要作用，该雷达可同时探测新目标，陪伴先前探测到的目标并制定指令以在制导巡航段控制导弹防御系统。 为了在导弹防御系统的制导阶段照亮目标，使用了高精度的3厘米雷达，可以确保制导的保密性。 背光允许导弹防御系统完全不打开雷达制导头（RGSN）进行辐射，或者在目标无法逃脱的最后几秒钟的引导下将其打开。
2.2。 替代驱逐舰任务
流行智慧：
-做梦时，不要否认自己；
-尝试做得好，结果会很糟糕。
由于我们拥有替代驱逐舰，因此我们将其称为“ Leader-A”。
有必要向管理层解释像驱逐舰这样昂贵的玩具能做什么。 护卫KUG的一项任务不会说服任何人，而是需要执行支持部队降落和导弹防御的功能。 让专家写下有关潜艇的信息。 驱逐舰Zamvolt可以作为基础，但排水量应限制在一万吨。 我们没有这种引擎的说法可以忽略。 如果您不能自己制造，可以从中国人那里购买，我们将不会建造那么多驱逐舰。 设备必须自行开发。
假设只能在敌人的设防区域外进行着陆，但他将能够迅速转移一些轻型增援部队（在76-100毫米大炮的水平上）。 驱逐舰将需要使用数十到数百枚炮弹沿着桥头堡进行火炮准备。
据报道，美国国防部认为，赞姆达（Zamvolta）加农炮的射程为110公里的主动火箭弹太贵，已经接近导弹的价格。 因此，我们将要求Leader-A能够使用常规炮弹进行火炮准备工作，但视情况而定，可以在安全范围内进行15-18公里的射击。 驱逐舰的雷达必须确定敌方大口径火炮的射击点坐标，而无人驾驶飞机必须纠正射击。 确保库克人防空的任务在 该系列的第二篇文章，下面将在本文中介绍ABM。
3.俄罗斯船只的雷达状况
我们典型船舶的雷达包含多个雷达。 顶部带有旋转天线的监视雷达。 带有一个旋转式（S-300f）或四个固定式无源大灯（S-350）的制导雷达。 对于MD防空系统，他们通常使用自己的雷达和毫米波长范围的小型天线（SAM“ Kortik”，“ Pantsir-M”）。 小天线旁边的大天线的存在提醒 历史 与著名的理论物理学家费米他有一只猫。 为了让她可以自由地走进花园，他在门上开了一个洞。 当猫有了小猫时，费米在大洞旁边剪了一个小小猫。
旋转天线的缺点是存在笨重且昂贵的机械驱动装置，检测范围减小，并且船的总有效反射面（EOC）增大，而这种情况已经增加。
不幸的是，在俄罗斯很难实现统一的意识形态。 各种公司严格监控保留其政府订单的份额。 几十年来一直在开发监视雷达，另一些则是制导雷达。 在这种情况下，指示某人开发MF雷达就意味着要拿走一块面包。
作者先前的一篇文章对驱逐舰，护卫舰和护卫舰的防空系统进行了描述： “导弹防御系统已经被破坏，但是我们的舰队还剩下什么呢？” 从资料可以得出的结论是，只有戈尔什科夫海军上将的“ Polyment-Redut”可以与“宙斯盾”防空系统进行比较，当然，如果一个人接受一半的弹药载荷和射击距离。 Shtil-21型防空系统在1世纪在其他船舶上的使用是我们的公开耻辱 舰队... 他们没有制导雷达，但是有目标照明站。 RGSN SAM必须在开始之前捕获被照亮的目标本身。 这种制导方法会大大减小发射距离，特别是在干扰情况下，有时会导致将导弹防御系统重新瞄准其他更大的目标。 平民班轮也可能被抓住。
护卫舰和较小级别的船只特别差。 它们还具有监视雷达，这些雷达可由常规战斗轰炸机（IB）在仅100-150公里的范围内探测到，而您可能无法从F-35获得50架。 可能根本没有任何雷达制导，但是使用了红外或光学。
宙斯盾防空系统的成本估计为300亿美元，接近我们护卫舰的价格。 当然，我们将无法与美国人争夺金钱。 我们将不得不发挥独创性。
4.雷达船的替代概念
在微电子生产技术上，我们将长期落后于美国。 因此，仅由于更先进的算法可用于更简单的设备，才有可能赶上它们。 我们的程序员并不逊色于任何人，并且比美国的程序员便宜得多。
按着这些次序：
•放弃为每个单独的任务开发单独的雷达，并充分利用MF雷达；
•为所有第一和第二类船舶的中频雷达选择一个单一频率范围；
•放弃使用过时的无源PAA并改用AFAR；
•开发统一的AFAR系列，但大小不同；
•发展在库格集团防空中的集体行动技术，为此组织空间联合扫描以及对接收信号和干扰的联合处理；
•在小组的舰船之间组织一条高速秘密通信线路，以不影响无线电静默；
•放弃使用“无头” MD导弹，而开发一种简单的红外制导头（GOS）；
•建立由RGSN ZUR BD接收到船载中频雷达的信号的传输线。
5.替代驱逐舰“ Leader-A”的雷达综合体
驱逐舰的价值也在增加，原因是只有这种驱逐舰才能防御弹道导弹（BR）和KUG以及距离很远（显然可达20-30公里）的物体。 导弹防御任务是如此复杂，以至于需要安装一个单独的导弹防御雷达，该雷达针对超细微目标的超远程探测任务进行了优化。 同时，绝对不可能要求她和大多数防空任务的解决方案，而这些任务应该由中频雷达保留。
5.1。 导弹防御雷达外观的合理性（有兴趣者的重点）
BR的图像增强管很小（0,1-0,2平方米），必须在1000 km的范围内进行检测。 没有面积为几十平方米的天线，就不可能解决这个问题。
如果您没有考虑到无线电波在气象构造中的衰减等细微之处，那么雷达的检测范围仅由发射机的平均辐射功率与接收目标反射回波信号的天线面积之积来确定。 头灯形式的天线使您可以立即将雷达波束从一个角度位置转移到另一个角度位置。 HEADLIGHT是填充有基本发射器的平坦区域，这些发射器的间距等于雷达波长的一半。
PAR有两种类型：被动和主动。 直到2000年，PFAR才在世界范围内使用。 在这种情况下，雷达具有一个强大的发射器，其功率通过无源移相器提供给辐射器。 这种雷达的缺点是可靠性低。 一个强大的变送器只能在需要高压电源的真空管上制造，这会导致故障。 变送器的重量可达几吨。
在AFAR中，每个发射器都连接到其自己的收发器模块（PPM）。 PPM的发射功率比功能强大的发射器少数十万倍，并且可以在晶体管上制造。 结果，AFAR的可靠性提高了十倍。 另外，PFAR只能发射和接收一个光束，而AFAR可以在接收时形成多个光束。 因此，AFAR可以显着提高抗噪性，因为可以将单独的光束对准每个干扰器，并且可以抑制这种干扰。
不幸的是，PFAR仍在俄罗斯防空系统中使用，只有S-500会配备AFAR，但是对于我们的驱逐舰AFAR，我们会立即要求它。
5.2。 AFAR PRO设计（对感兴趣的人来说特别重要）
驱逐舰的另一个优点是能够在其上容纳大型上层建筑。 为了降低辐射功率，作者决定将AFAR面积增加到约90平方米。 m，即AFAR的尺寸选择如下：宽度8,4 m，高度11,2 m.AFAR应位于上部结构的上部，其高度应为23-25 m。
AFAR的成本取决于MRP套件的价格。 PPM的总数由其安装步骤确定，等于0,5 *λ，其中λ是雷达波长。 然后，通过公式N PPM = 4 * S /λ** 2确定PPM的数量，其中S是AFAR面积。 因此，PPM的数量与波长的平方成反比。 考虑到典型PPM的成本几乎取决于波长这一事实，我们得出APAR价格也与波长的平方成反比。 我们假设小批量生产，一台AFAR PRO APM的价格为2000美元。
在雷达允许的波长中，有两种适合导弹防御：23 cm和70 cm。如果选择23 cm范围，则一枚AFAR需要7000 PPM。 考虑到必须在上层建筑的四个面上分别安装AFAR，我们得到的PPM总数为4，一艘驱逐舰的PPM总成本为28000万美元，这个价格对于俄罗斯预算来说太高了。
在70厘米的范围内，PPM的总数将减少至3000，套件的价格将降至6万美元，对于如此强大的雷达来说，这是相当可观的。 现在很难估计导弹防御雷达的最终成本，但是不会超过12-15百万美元的成本估计。
5.3。 防空任务的中频雷达设计（有兴趣者的重点）
与导弹防御雷达不同，中频雷达经过优化，可在测量目标轨迹（尤其是低空反舰导弹）时获得最大的精度，而不会达到最大的探测距离。 因此，在中频雷达中，必须大大提高测量角度的准确性。 在目标跟踪的典型条件下，角度误差通常为雷达波束宽度的0,1，可以通过以下公式确定：
α=λ/ L，其中：
α是天线的波束宽度，以弧度表示；
L分别是天线的垂直或水平长度。
对于AFAR，我们得到的光束宽度垂直为364°，水平为4,8°。 这样的光束宽度将不能提供所需的导弹制导精度。 在该系列的第二篇文章中指出，为检测低空反舰导弹，要求其垂直波束宽度不超过0,5°，为此，天线高度应约为120λ。 波长为70 cm时，天线高度为84 m是不可能的。 因此，中频雷达应在更短的波长下工作，但是这里还有另一个限制：波长越短，无线电波在气象构造中的衰减就越大。 无法选择太小的λ。 否则，对于给定的波束宽度，天线面积将被减小，从而导致检测范围减小。 因此，对于所有级别的船舶，都选择了单个中频雷达波长-5,5厘米。
5.4。 中频雷达设计（有兴趣的人士的特殊项目）
AFAR通常以矩形矩阵的形式制造，该矩形矩阵由N行和M列MRP组成。 对于给定的120λAPAR高度和0,5λPPM安装步骤，该色谱柱将包含240 PPM。 将正方形AFAR设置为240 * 240 PPM是完全不现实的，因为一个AFAR几乎需要60万PPM。 即使我们允许将列数减少三倍，也就是说，允许光束水平扩展到1,5°，也将需要20万PPM。 ，但PPM 1000 AFAR设定的4万美元的成本价格也是不可接受的。
为了进一步降低成本，我们建议使用一种窄条形式的两种天线来代替一种或多或少的方形天线：一种是水平的，一种是垂直的。 如果常规天线同时确定目标的方位角和仰角，则条带只能以良好的精度确定其平面中的角度。 对于中频雷达，检测低空反舰导弹的任务是当务之急，那么垂直波束应比地平线窄。 让我们选择垂直条的高度120λ，水平条的宽度-60λ，沿着第二个坐标，两个条的大小将设置为8λ。 那么垂直条的尺寸将变为0,44 * 6,6 m，水平条的尺寸将变为3,3 * 0,44 m。此外，我们注意到仅使用一条条来照射目标就足够了。 让我们选择水平。 接收时，两个条带必须同时工作。 在指定尺寸的情况下，水平条纹的波束宽度在方位角和仰角处为1 * 7,2°，在垂直方向上的波束宽度为7,2 * 0,5°。 由于两个条带同时接收来自目标的信号，因此角度测量精度将与波束宽度为1 * 0,5°的一根天线相同。
在目标检测过程中，不可能预先说出目标将在照射光束上的位置。 因此，7,2°辐射光束的整个高度必须被垂直条的接收光束覆盖，其高度为0,5°。 因此，有必要形成一个垂直间隔为16°的0,5束风扇。 与PFAR相比，AFAR可以形成这种接收光线的扇形。
让我们确定AFAR的价格。 水平带包含2000个PPM，价格为1000美元，垂直带包含4000个纯接收模块，价格为750美元，那么上层建筑所有四个侧面的套件价格将为4万美元，此外，我们估计中频雷达的总成本为20万美元。娃娃。
数字： 1. AFAR在上层建筑边缘的布局
1-AFAR PRO雷达8,4 * 11,2m（宽*高）。 波束4,8 * 3,6°（方位角*仰角）;
2-水平AFAR MF雷达3,3 * 0,44 m。波束1 * 7,2°;
3-垂直AFAR MF雷达0,44 * 6,6 m。波束7,2 * 0,5°。
由两个AFAR MF雷达的光束的交点形成的角度的最终分辨率= 1 * 0,5°。
在导弹防御雷达天线的上角切口之一中，应有自由空间用来放置无线电情报天线。 REB发射机的天线可以位于其他切口中。
6.导弹防御雷达和中频雷达的功能特点
检测BR的任务分为两种情况：由现有控制中心进行检测和在广泛的搜索扇区中进行检测。 如果卫星记录了BR的发射及其飞行方向，则在较小的搜索扇区（例如10 * 10°）中，带有图像增强器的BR头部（RH）的检测范围为0,1 sq。 与没有控制中心的1,5 * 1,7°扇区相比，m增加了100-10倍。 如果在BR中使用可拆卸的战斗部，则控制中心的问题将得到缓解。 那么带有图像增强器的BR的情况约为2平方英寸。 m飞到弹头后面的某个地方。 如果雷达首先检测到了船体，那么从这个方向看，它将很长时间就可以检测到弹头。
可以使用导弹防御雷达来提高MF雷达的效率，因为使用70厘米的范围使导弹防御雷达比常规监视雷达具有许多优势：
-PPM发送器的最大允许功率比较短波长范围的PPM的最大允许功率高出很多倍。 这样就可以大大减少PPM的数量和APAR的成本，而不会损失总辐射功率。
-独特的天线区域使拟议的雷达具有比“宙斯盾”中频雷达更大的检测范围；
-在70厘米的范围内，隐形飞机上的无线电吸收涂层几乎停止工作，并且其图像增强剂几乎增强到常规飞机的典型值;
-大多数敌机在其CREP中没有此射程，并且将无法干扰导弹防御雷达；
-该范围的无线电波在气象构造中不会衰减。
因此，如果目标超过地平线，任何实际空中目标的探测范围将超过500 km。 当目标接近发射范围时，它将被传输到MF雷达中更精确的跟踪中。 在至少200 km的范围内，将两个雷达组合为一个雷达的一个重要优点是提高了可靠性。 一个雷达可以执行另一个雷达的功能，尽管性能会有所下降。 因此，雷达之一的故障不会导致雷达的完全故障。
7.雷达的最终特征
7.1。 备用雷达的任务清单
导弹防御雷达应侦查并初步配备：弹道导弹的弹头； 高超音速反舰导弹在离开地平线后立即出现； 包括隐身在内的所有类别的空中目标，低空目标除外。
导弹防御雷达必须创建能够抑制北海预警机的雷达的干扰。
中频雷达能够检测并准确跟踪：各种类型的空中目标，包括低空反舰导弹； 敌舰，包括地平线以外且仅在上层建筑上部可见的敌舰； 潜艇潜望镜; 测量敌弹的轨迹，以确定弹击中驱逐舰的可能性； 测量大口径弹丸的口径和反加农炮的射击组织； 提前15至20秒向机组发出警告，警告可能被撞到的车厢数量。
此外，中频雷达应：直接导弹； 独立接收干扰机的信号，并由导弹防御系统中继； 纠正自己在无线电对比目标上的开火； 进行从船到船的高速信息传输，直到地平线范围； 以宣布的无线电静音模式进行秘密信息传输； 与无人机组织一条抗干扰通信线路。
7.2。 雷达的主要技术特点
雷达导弹防御：
波长范围是70厘米。
一枚AFAR中的PPM数为752。
400 PPM的脉冲功率-XNUMXW。
一台AFAR的功耗为200 kW。
带有RCS 2 sq。的BR船体的检测范围。 m在搜索范围内无控制中心90°×10°1600 km。 在搜索区域为0,1°×90°的情况下，没有控制中心的RCS为45 mV的弹头弹道导弹的探测范围为570 km。 在一个控制中心和10 * 10°-1200 km的探测范围内。
在防空模式下，RCS为0,5平方米，飞行高度高达20公里，方位搜索范围为90°的隐形飞机的探测范围为570公里（无线电水平线）。
两个坐标的角度测量误差：等于检测范围的距离-一次测量-0,5°； 伴随时-0,2°; 在等于0,5检测范围的范围内-一次测量-0,0,15°; 伴随时-0,1°。 测量RCS为0,5平方英寸的隐形飞机轴承时的误差。 m在150 km-0,08°的最大射程下。
中频雷达的特点：
波长范围是5,5厘米。
PPM水平AFAR的数量-1920。
脉冲功率PPM-15 W
垂直AFAR中的接收模块数为3840。
四个AFAR的功耗-24 kW。
在20 km的距离处对射对比目标调整火炮射击时的方位角测量误差为0,05°。
EPR 5平方米的战斗机的检测范围。 m在方位角90°-430 km。
RCS 0,1平方英寸的隐形飞机的检测范围。 米，无控制中心-200公里。
控制中心在10°×10°角扇区内对弹道导弹头的探测范围为300 km。
在100°×50°的角扇区中，口径超过20 mm的弹丸的检测范围为50 km。
可探测的反舰导弹在30 km / 20 km处的最小高度不超过8 m / 1 m。
测量距离为5 km的10 m高空飞行的反舰导弹方位角的波动误差为0,1 mrad。
在0,002 km-2 mrad的距离内测量RCS为2 m0,05的弹丸的方位角和PA时的波动误差。
在无人机上接收和发送信息的峰值速度为800 Mbit / s。
接收和发送信息的平均速度为40 Mbit / s。
在具有“无线电静默”的隐身模式下，船与船之间的传输速度为5 Mbps。
8。 发现
拟议的雷达在保持合理成本的同时，远远优于俄罗斯舰船雷达和“宙斯盾”雷达。
在导弹防御雷达中使用70厘米的波长范围，可以在导弹防御和防空模式下为包括隐身在内的所有类型的目标提供超长的检测范围。 敌人的IS中没有此KREP范围，可以确保抗扰性。
MF雷达的窄波束使您能够成功检测和跟踪低空反舰导弹和弹丸。 这使驱逐舰能够以视线距离接近海岸并支持着陆。
通过使用AFAR MF雷达来组织舰船之间的通信，可以提供所有类型的高速通信，包括秘密通信。 提供了与无人机的抗噪通信。
如果国防部听取这些建议，那么这种雷达已经准备就绪。
下一篇文章应该考虑制造一种带有第六代无人机形式的机翼的小型航空母舰。
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