检测stelc飞机的问题
(根据外国军事专家的意见)
美国的军国主义圈子并没有放弃对苏联实现军事优势的企图,特别强调新型技术和 武器。 在目前情况下,当苏联和美国缔结“消除中程和短程导弹条约”时,正在就削减战略进攻性武器的50百分比进行谈判,在五角大楼战略家的计划中,越来越多的人关注低调飞机(洛杉矶)。 由于1983,旨在开发低调飞机技术的美国计划“Stelc”,在西方媒体中的覆盖率较低。 战略防御计划在人气方面名列前茅。 尽管如此,隐形计划的实施仍然以相当高的速度继续实施。 据外国军事专家介绍,在实施过程中取得的成果将对有前途的飞机外观产生重大影响。 据信,能见度的降低将成为军用飞机90-s的主导趋势。 这一点得到了开发具有低能见度属性的各类最高优先级飞机的计划的证实。 这种飞机包括B-2轰炸机,一种很有前途的战术ATF战斗机和AFM巡航导弹。
降低飞机的可见度是在电磁频谱的不同部分进行的:雷达,光学,红外和声学。 最受关注的是降低雷达的可见度,因为目前在防空系统中探测飞机的主要手段是雷达站。 还有一些降低飞机雷达可见度的技术方法:改进空气动力学形式,使用新的建筑材料和无线电吸收涂层,减少天线数量等。根据国外媒体报道,Stealth计划创造的现代技术可以减少分散的有效面积(EPR)飞机几乎是70%。 与传统方案的飞机相比。 同时,这种不显眼的飞机的探测范围将减少三分之一,因为探测范围与EPR值的第四根成比例。
外国军事部门正在对90中大规模引入低调飞机的预测进行预测,正在对抗这类飞机的问题进行广泛的研究。 特别注意增加不显眼飞机雷达探测范围的问题,认为结果的实施将在很大程度上决定90雷达设施的外观。
目前的研发有条件地分为两组。 第一组研究是在解决增加雷达目标探测范围问题的传统方法框架内进行的。 特别是,正在研究增加雷达功率潜力和增加雷达接收器灵敏度的可能性。 这些工作的一个特点是,在他们的工作过程中,隐形飞机作为雷达目标的细节实际上没有被考虑在内。 这项工作的结果将主要用于现有雷达的现代化。
第二组研发的特点是各种各样的想法和研究方向。 它提出了理论雷达中已知的全新方法和思想,由于各种原因以前没有实现过。 常见的是研究人员希望使用特定于低剖面飞机的标志(例如,特征形式)来增加探测范围。 作为这些研发的结果,通常需要创建基本上新的系统和工具是合理的。
检测细微LA的问题与有效散射区域有关,其大小取决于许多因素:LA的大小,形状,空间位置,制作它的材料,频率,极化和照射信号的形状。 此外,即使这些因素中的任何一个的微小变化也可导致ESR值的显着(一个数量级或更多)变化。 因此,在指定特定飞机的EPR值时,应精确确定获得它们的条件。 然而,在致力于不起眼的飞机的外国出版物中,这一规则经常被忽视。 因此,谈到低剖面飞机的ESR幅度,通常在前半球照射设备时给出其值,尽管平均指标是从各个方向照射时飞机的平均ESR。 由于西方出版物专门用于低调飞机的“小技巧”,它们的ESR值似乎等于10-2м2。
外国军事专家指出,大多数低调飞机出版物的作者与其发展直接相关。 因此,在这些文章中,通常强调低调飞机的优点,并且没有提到缺点或有争议的问题。 计算低剖面飞机的探测范围常见的是利用现有雷达防御的特点。 通常不考虑改进雷达的机会以及影响目标EPR的参数变化,尽管基于对低剖面飞机特征的客观分析以及它们对雷达特性的依赖的雷达领域的专家已经确定了增加此类目标范围的有希望的方法。
增加检测范围的传统方法基于增加雷达的能量潜力和改善信号处理的质量。 可以通过增加发射机功率和雷达天线的方向系数来增加第一个。 在未来,发电机设备的预期外观,将增加雷达发射机在2 - 3倍的功率。
通常,增加方向系数与天线的几何尺寸的增加相关联。 正在研究基于用于远程雷达探测飞机的相控天线阵列创建共形天线的可能性。 这种类型的天线将形成飞行器的皮肤的一部分,这将允许它们例如沿着整个机身或机翼的前边缘放置。 因此,可以将天线的几何尺寸增加到由航空母舰的尺寸确定的极限。 但是,计算结果表明,即使将天线尺寸增加到极限值,也只会增加60 - 70百分比的检测范围,这将补偿目标EPR降低10 dB。 在这方面,外国专家注意到地面雷达系统的作用再次增加,其天线几乎没有几何尺寸限制。
计划主要通过基于计算机上的数字滤波算法的实现来分析信号的精细结构来实现提高雷达接收设备的操作质量。 在这方面,人们寄希望于超高速集成电路和超高频和毫米波范围的单片集成电路的引入。 为了执行某些信号处理操作,创建电荷耦合器件,以及使用表面声波。
为了增加不引人注意的目标的探测范围,美国空军计划在90-s的前半部分(见彩色插图)使AWACS系统的AWACS E-3雷达(见彩色插图)现代化,即使用计算机提高数字信号处理的质量。 据信,升级后目标检测范围将由于10上信号电平的增加而显着增加 - 13 dB,以及可靠性和雷达噪声抗扰度将增加。 该改进还将影响飞机E-3的其他电子设备。 特别是计划安装用于被动检测敌机的直接无线电智能系统,温度卫星导航系统NAVSTAR和组合战术信息分配系统JITIDS的2级终端。
增加检测范围的已知方法是增加回波信号的相干累积时间。 在此原理的基础上,开发了一种孔径的逆合成方法。 它使用与在合成雷达孔径的模式中使用的算法相反的算法,并且允许基于多普勒信号频移的分析获得地面物体的详细图像。 该方法的一个显着特征是信号累积是由于目标的运动而不是雷达天线而发生的,如在传统的孔径合成中那样。
在地基测量系统中测试了孔径的逆合成方法(使用在夸贾林岛上的雷达获得了空间物体的雷达信号),并且还在在80-s开始时进行飞行测试的机载雷达中实施。 应用这种方法的第一个串行车载电台是AN / APS-137雷达,用于执行海洋物体的识别和分类任务。 它安装在Viking S-3B反潜飞机和猎户座基地巡逻队R-3的甲板上。 该方法的缺点是需要知道到目标的距离及其移动速度。 在使用孔的逆合成方法的操作模式中,确定这些参数的误差导致雷达的精度特性的恶化。
增加低剖面飞行器的探测范围的传统方法有条件地包括基于雷达的最佳工作频率范围的选择的那些方法。 目前已知的降低可观察性的方法仅在有限的频率范围内有效。 据信该范围的下限是1 GHz,并且上限是20 GHz。 此外,仅通过综合使用各种方法和手段,可以实现整个特定范围内的可视性的降低。 单独的资金更加窄带。 范围1 - 20 GHz不是偶然选择的。 首先,大多数现有的防空雷达系统都在其中工作,因此设计人员试图在这个特定范围内降低飞机的可见度。 其次,对于降低该范围之外的LA的可见性的方法存在许多基本的物理限制。
雷达的最佳工作频率范围的选择基于飞行器的EPR对照射信号的频率的依赖性。 例如,根据接近线性的定律,具有探测信号的频率(波长增加)减小的传统方案的战斗机的EPR增加。 对于细微的LA,类似的依赖性更加明显 - EPR与探测信号波长的平方成正比。 计算表明,1-2 GHz频段中不显眼飞机的自由空间中的探测范围是1,75-2 GHz频段的4倍,2,2高于4-8 GHz频段。 在这方面,外国专家注意到对雷达仪表和分米范围的兴趣增加。 几十年来,无线电定位的主要趋势之一是同化越来越多的高频频段,这是由于可能获得更高的分辨率。 细微洛杉矶的出现再次吸引了专家对仪表和分米范围的关注。
降低飞机能见度的一个重要方向是使用雷达吸收涂层。 人们认为,如果在防空系统中使用各种范围的雷达系统,则实际上不可能为飞机创建有效的雷达吸收涂层。 吸收铁氧体的材料是相对窄带的。 因此,称为ekosorb的材料的厚度为5-8 mm,吸收率为99%。 大约300 MHz频带内的入射波能量。 注意,为了在更大范围内减小飞机的能见度,必须施加多层涂层。 但是考虑到现代铁氧体涂层的比重几乎是铝的两倍的事实,这几乎是不可行的。 基于电介质的涂层质量较轻,但其厚度直接取决于吸收波的频率。 例如,为了对付工作在1 GHz频率下的雷达的探测信号,涂层的厚度必须大约为300 mm,这当然是不可接受的。 航空.
如果探测信号的波长与目标的大小相当,则由于直接反射波与目标周围的波的相互作用,反射将具有共振特性。 这种现象有助于形成强回声。 共振现象也可能发生在目标结构的元素上。 例如,稳定器和翼尖落入DRLO E-2“Hokai”飞机的雷达系统的共振区域,该雷达系统以大约400 MHz(波长0,75 m)的频率工作。 在下一次设备现代化之后,美国海军的指挥计划让飞机“Hokai”投入使用。
根据目标的形状使用两个范围和改变探测信号的频率的可能性是创建有希望的ASTARA(飞机雷达飞机大气监视技术)飞机的主要思想,该飞机专门用于探测微妙的飞机。 假设它将补充飞机E-3系统AWACS。 飞行测试计划在1991年度进行。
在组织工作以应对不起眼的飞机之前,美国开始制造超视距雷达。 然而,这些电台在仪表波长范围内工作的事实,现在为美国专家将其视为检测微妙飞机的重要手段之一提供了理由。 因此,鉴于其实现新功能,进行了超雷达雷达的进一步开发和测试。 自从1975以来,美国空军专家一直致力于开发用于往复式传感的超视距雷达。 计划建造四个雷达,除北方外,应确保从任何方向探测接近北美洲大陆的目标。 由于高地理纬度地区短波信号传播的不稳定性,后者无法覆盖。
在1988中,美国空军进行了第一次超视距雷达测试,以探测模拟巡航导弹的小目标。 它能够检测f之间空域中的目标。 波多黎各和百慕大群岛。 雷达的工作范围为5 - 28 MHz。 由于电离层在白天的影响,使用了该范围的较高频率,并且夜间频率较低。 巡航导弹由无人驾驶飞行器AQM-34M模拟,这些无人机是从航母NC-130发射的。他们的飞行以不同的高度(150,4500,7500 m)以650-750 km / h的速度进行。 正如美国空军代表所说,测试证实了在高达2800 km的距离内探测超视距雷达的小目标的可能性。 根据他们的结果,决定将在美国西海岸建造的雷达接收天线的尺寸从1500增加到2400 m,这将使雷达接收器的灵敏度加倍。 计划在90中完成四个超视距雷达系统的部署。
美国海军正在开发一种可移动的超视距ROTHR雷达,其主要优点是可以在相对较短的时间内将其转移到先前准备好的位置。 该站在行程925°中检测距离为2700-60 km的飞机。 其电子设备采用30货车。 在潜在的战斗区域,正在创建天线场,在发生危机时,将运输带有设备的货车。 根据公司“雷神公司”的代表,原型雷达已经被放置在弗吉尼亚州的位置,未来它计划搬迁到阿留申群岛。 目前尚未为雷达选择任何其他位置,但计划至少在海洋(海洋)影院部署至少9个雷达,在那里它们将与E-2“Hokai”和E-3“Sentry”飞机一起使用。
为了提高超视距雷达的操作质量,美国空军专家正在探索创建人工电离层镜的可能性。 他们认为,它将有助于更有针对性地反射探测信号,这将提高分辨率,并允许探测距离小于500 km的目标。
即使是最苛刻的超视距雷达系统支持者也会认识到它们固有的严重缺陷:低分辨率和低噪声抗扰度。 然而,据外国专家称,超视距雷达系统是未来许多西方国家可以投入使用的唯一类型的系统,可以检测低调的飞机。 所有其他类型的系统,无论它们可能具有什么好处,都处于开发的早期阶段。
与现代防空雷达中使用的方法相比,上述最佳射程选择方法的重点是增加探测信号的波长。 在国外媒体中,还讨论了另一种方法,即切换到毫米波的范围。 由于人们认为目前没有在毫米范围内最有效的无线电吸收材料,因此在毫米波范围内工作的雷达可以成为先进防空系统的重要元素。 掌握毫米范围很高。 已经制定了以30-40和85-95 GHz频率工作的系统的元件基础和构造原理,以及工作频率接近140 GHz的样品。
增加小型EPR飞机探测范围的非传统方法是基于解决问题的新方法 - 时间 - 频率和空间。 在时频方法的框架内,研究了形成和处理新的复杂雷达信号的方法。
使用与目标形状一致的探测信号可以显着增强回波信号。 该方法类似于现代雷达中使用的匹配滤波方法。 探测信号的形成基于目标的脉冲响应,取决于其配置,空间位置和运动动态。 实际上,需要纳秒脉冲来使信号与目标对准。 这种脉冲的一种特殊情况是非正弦信号,其重要特性包括超宽带。 在国外文献中,占用0,5-10 GHz频带且持续时间为0,1-1 ms的信号被视为一个例子。 它们的使用提供了0,15-0,015 m内的距离分辨率。同时,来自目标的反射是来自分布在目标表面上的若干点反射器的一组回波信号,这使得可以建立来自特定飞机的反射模型,其中探测信号的形状。 计算表明,铁磁材料弱吸收雷达非正弦信号的能量。
由于有关飞机配置的信息可用于增加具有小ESR的飞机的探测范围,外国军事专家正在考虑采取可能的措施来隐藏它。 它们包括以下内容:将飞机安置在避难所; 合理选择地点并限制白天的训练飞行,以减少各种侦察车接收飞机照片的可能性; 改进训练综合体并将飞行人员训练的重心转移到模拟器; 为低调飞机装备增加和扭曲飞机EPR的装置,因为在民用航空空中交通管制系统雷达范围内的训练飞行期间,潜在的敌人可以接收有关真实EPR的信息。
使用具有多频信号的雷达也适用于低剖面飞机的时频检测。 在这种情况下,目标与不同频率的几个连续信号同时照射。 使用多通道接收器执行回波信号的接收和处理,在每个通道中以近频形成信号对,然后执行乘法和积分或多普勒滤波。 多频雷达的优点是能够选择一组提供最大检测范围的频率。 与前一种方法一样,定义参数是目标的配置。
为了增加具有小ESR的飞机的探测范围,也正在研究使用“非线性雷达”效应的可能性。 这种效应是照射期间的技术对象不仅反射入射波,而且还产生对谐波的再辐射。 有时这种现象称为“生锈螺栓”效应,因为谐波产生的来源尤其是金属元素的组合。 然而,半导体具有类似的特性。 研究人员对洛杉矶多功能有源相控天线阵列设备的研究人员感兴趣,其中计划使用砷化镓元素。 随着谐波数量的增加,辐射水平急剧下降。 这就是为什么只有二次和三次谐波具有实际意义的原因。
从西方媒体报道来看,时频组的所有方法仍处于理论和实验研究和开发的早期阶段,因此只有长期才能实现。
作为增加低剖面飞机探测范围的空间方法的一部分,正在开发基于飞机的EPR对辐射方向的依赖性的方法和工具。 通常,这种装置的设计者可以主要在前半球照射时降低EPR的值。
近年来,专家对所谓的多位置雷达的兴趣增加了,所述多位置雷达代表了间隔开的若干相互作用的发射器和接收器的系统。 最简单的多站雷达由一个发射器和一个接收器组成,称为双基地。 建立多站雷达的原理在雷达开始时就已为人所知,但是一些技术问题,例如提供用于同步发射机和接收机的数据传输,在那些年里并没有找到令人满意的解决方案。 因此,雷达的进一步发展已经成为改进单站系统的方法。
双基地雷达的一个重要参数是从目标到发射和接收位置的方向之间的角度 - 所谓的双基地角度。 特别注意研究双基地角等于180°的雷达,也就是说,当可探测飞机在连接发射器和接收器的直线上时。 在这种情况下,由于称为“前向散射”的效应,飞机的EPR强烈(几十分贝)增加。 在第一近似中,“前散射”EPR等于飞行器的照射区域的平方与雷达发射器波长的平方乘以等于12的因子的比率。 由于“前散射”的EPR不依赖于制造飞机的材料,因此在低剖面飞机中使用复合材料和雷达吸收涂层的效果将被抵消。 “前散射”ESR值随着双基地角的减小而减小,但即使在165°角,它仍然明显大于单位置雷达。
在国外媒体中,提出了构建多位置雷达的各种选择,主要区别在于组织目标的曝光方法。 雷达的预警系统和侦察打击综合体,空基雷达甚至电视广播站都可以用作发射站。 还正在考虑在现有雷达中引入多位置制度并在其基础上建立雷达网络的可能性。
使用基于空间的雷达。 这将允许飞机从上方照射。 在这种情况下,由于照射区域的增加,飞机的EPR将增加。 目前,来自美国,英国和加拿大的专家正在实施一项联合计划,用于制造天基雷达,用于探测轰炸机和巡航导弹袭击事件并提前预警。 与此同时,各国对空间系统的要求各有特点。
英国专家认为,天基雷达还应提供对陆地和海上目标的跟踪和跟踪,包括在战场上。 根据他们的估计,跟踪海洋物体并不代表严重的技术困难,但要实现在战场上追踪目标的可能性,将需要大量的研究。 用于放置在航天载体上的最合适类型的站被认为是合成孔径雷达。
加拿大正在与美国一起参与一些联合项目,为北美洲大陆提供防空系统,包括升级地面雷达网络,制造超视距雷达,以及扩大由E-3飞机控制的区域。 但是,加拿大国防部的代表认为,天基雷达是唯一可以用相邻空域和海域跟踪该国整个领土的手段。 除了解决主要任务外,他们认为这样一个站应该执行搜索和救援系统,导航和空中交通管制的功能。 初步计划包括在低极轨道上发射四到十个配备雷达的AES。 为了提高该系统的生存能力,美国空军专家正在考虑建立一个基于太空的分布式雷达的可能性。 卫星“星座”的联合功能使得可以实现系统的极大的共同孔径。 将飞机上的雷达放置在提供高达1吨的有效载荷至海拔高达25 km的飞船上的提议也作为中间提出。
在美国开发雷达站的同时,正在准备将红外望远镜作为检测工具放入轨道,并采用被动操作模式和更高分辨率。 计划在航天飞机航天飞机的帮助下,将望远镜送到今年3月1986的轨道上,然而,挑战者坠毁使实验延迟了几年。
一般来说,在评估增加低剖面飞机探测范围的问题时,外国专家指出,正在各个方向进行深入的理论和实验工作。 在收到有关减少可观测性的方法和手段将在90飞机上付诸实施的可靠信息后,可在不久的将来实现单独的结果。 雷达专家乐观,因为 故事 技术的发展表明,雷达总是优于对抗,在可预见的未来,这种情况显然会持续下去。
至于打击隐形飞机的问题,外国军事专家不太关心。 人们相信,通过可靠的探测和跟踪,它们可以通过现有的防空导弹系统和有前景的导弹系统以给定的概率进行破坏。
外国军事评论№71989С.37-42
PS:请注意发布日期 - 1989。
即便如此,对于许多专家来说,很明显,强有力的隐形概念不能成为“无懈可击”的灵丹妙药。 时间已经证实了这一点 - 所有Ф117,由隐身技术创造,不利于空气动力学,在使用寿命结束之前匆忙地从服务中移除。
对于以下营销商产品 - F22也是如此。
值得称赞的是,我们的设计师在创建T-50时没有遵循这种灾难性的道路......
- A. Bokov上校,来到,
- http://pentagonus.ru/publ/problema_obnaruzhenija_letatelnykh_apparatov_tipa_stelt/18-1-0-1385
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