Tänapäeval pole lennundus ilma radariteta mõeldav. Õhutranspordi radarijaam (BRLS) on kaasaegse õhusõiduki raadioelektrooniliste seadmete üks olulisemaid elemente. Ekspertide sõnul jäävad lähiajal radarijaamad peamiseks sihtmärkide avastamise, jälgimise ja juhitavate relvade suunamise vahendiks.
Püüame vastata enamlevinud küsimustele pardal olevate radarite toimimise kohta ja rääkida, kuidas loodi esimesed radarid ja kui paljutõotavad radarijaamad võivad üllatada.
1. Millal ilmusid pardale esimesed radarid?
Idee radarite kasutamiseks lennukites tekkis paar aastat pärast esimeste maapealsete radarite ilmumist. Meie riigis sai esimese radarijaama prototüübiks maapealne jaam "Redut".
Üks peamisi probleeme oli seadmete paigutamine lennukile - jaama komplekt koos toiteallikate ja kaablitega kaalus umbes 500 kg. Sellise varustuse paigaldamine tolleaegsele ühekohalisele hävitajale oli ebareaalne, mistõttu otsustati jaam paigutada kahekohalisele Pe-2-le.
Esimene kodumaine radarijaam nimega "Gneiss-2" võeti kasutusele 1942. Kahe aasta jooksul toodeti üle 230 Gneiss-2 jaama. Ja võidukal 1945. aastal alustas Fazotron-NIIR, mis on nüüd KRETi osa, lennukite radari Gneiss-5 seeriatootmist. Sihtmärgi avastamisulatus ulatus 7 km -ni.
Välismaal võeti esimene lennukiradar "AI Mark I" - Briti - kasutusele veidi varem, 1939. aastal. Suure raskuse tõttu paigaldati see rasketele hävitajatele-pealtkuulajatele Bristol Beaufighter. 1940. aastal võeti kasutusele uus mudel AI Mark IV. See võimaldas sihtmärki tuvastada kuni 5,5 km kaugusel.
2. Millest koosneb õhus paiknev radarijaam?
Struktuurselt koosneb radar mitmest eemaldatavast üksusest, mis asuvad õhusõiduki ninas: saatja, antennisüsteem, vastuvõtja, andmetöötleja, programmeeritav signaaliprotsessor, konsoolid ning juhtnupud ja kuvarid.
Tänapäeval on peaaegu kõigil õhuradaritel antennisüsteem, mis koosneb lameda piluga antennimassiivist, Cassegraini antennist, passiivsest või aktiivsest faasitud antennimassiivist.
Kaasaegsed õhusõiduki radarid töötavad erinevatel sagedustel ja võimaldavad tuvastada sadade kilomeetrite kaugusel ühe ruutmeetri EPR (efektiivne hajumispiirkond) õhu sihtmärke ning võimaldavad jälgida ka kümneid sihtmärke.
Lisaks sihtmärkide tuvastamisele pakuvad radarijaamad täna raadio korrektsiooni, lennu määramist ja sihtmärgi määramist juhitavate õhurelvade kasutamiseks, teostavad maapinna kaardistamist kuni ühemeetrise eraldusvõimega ja lahendavad ka abitöid: maastikul, mõõtes oma kiirust, kõrgust, triivimisnurka ja teisi. …
3. Kuidas õhkradar töötab?
Tänapäeval kasutavad kaasaegsed võitlejad impulss -Doppleri radareid. Nimi ise kirjeldab sellise radarijaama tööpõhimõtet.
Radarijaam ei tööta pidevalt, vaid perioodiliste tõmbluste - impulssidega. Tänapäevastes lokaatorites kestab impulsi edastamine vaid mõni miljonsekundilist sekundit ja impulsside vahelised pausid on mõnisada või tuhandikku sekundit.
Olles kohanud takistusi oma leviku teel, hajuvad raadiolained igas suunas laiali ja peegelduvad sealt tagasi radarijaama. Samal ajal lülitatakse radari saatja automaatselt välja ja raadiosaatja hakkab tööle.
Impulssradarite üks peamisi probleeme on statsionaarsetelt objektidelt peegelduvast signaalist vabanemine. Näiteks õhus olevate radarite puhul on probleemiks see, et peegeldused maapinnalt varjavad kõiki lennuki all olevaid objekte. See häire kõrvaldatakse Doppleri efekti abil, mille kohaselt suureneb lähenevast objektist peegelduva laine sagedus ja väljuvast objektist see väheneb.
4. Mida tähendavad ribad X, K, Ka ja Ku radari omadustes?
Tänapäeval on lainepikkuste vahemik, milles õhuradarid töötavad, äärmiselt lai. Radari omadustes on jaama ulatus märgitud ladina tähtedega, näiteks X, K, Ka või Ku.
Näiteks hävitajale Su-35 paigaldatud passiivse faasitud antennimassiiviga Irbis-radar töötab X-ribas. Samal ajal ulatub Irbise õhu sihtmärkide avastamisulatus 400 km -ni.
X-riba kasutatakse laialdaselt radarirakendustes. See ulatub elektromagnetilise spektri vahemikku 8–12 GHz, see tähendab, et lainepikkused on 3,75–2,5 cm. Miks seda nii nimetatakse? On versioon, et Teise maailmasõja ajal oli bänd salastatud ja sai seetõttu nime X-bänd.
Kõik vahemike nimed, mille nimes on ladina täht K, on vähem salapärase päritoluga - saksa sõnast kurz ("lühike"). See vahemik vastab lainepikkustele 1,67 kuni 1,13 cm. Koos ingliskeelsete sõnadega ülal ja all said Ka- ja Ku-nimed vastavalt K-riba "ülal" ja "all".
Ka-riba radarid on võimelised mõõtma lühikest ja väga kõrget eraldusvõimet. Selliseid radareid kasutatakse sageli lennuliikluse juhtimiseks lennujaamades, kus kaugus lennukini määratakse väga lühikeste impulsside abil - mitu nanosekundit.
Ka-riba kasutatakse sageli helikopterradarites. Nagu teate, peab helikopterile paigutamiseks olema õhus leviv radari antenn väike. Arvestades seda asjaolu ja vastuvõetava eraldusvõime vajadust, kasutatakse millimeetri lainepikkuste vahemikku. Näiteks Ka-52 Alligator lahingukopter on varustatud Arbalet radarisüsteemiga, mis töötab kaheksa millimeetrises Ka-ribas. See KRETi poolt välja töötatud radar pakub Alligaatorile tohutuid võimalusi.
Seega on igal vahemikul oma eelised ning sõltuvalt paigutustingimustest ja ülesannetest töötab radar erinevates sagedusvahemikes. Näiteks kõrge eraldusvõime saavutamine edasivaatesektoris realiseerib Ka-riba ja rongisisese radari ulatuse suurendamine võimaldab X-riba.
5. Mis on PAR?
Ilmselgelt vajab iga radar signaalide vastuvõtmiseks ja edastamiseks antenni. Selle lennukisse mahutamiseks leiutati spetsiaalsed lamedate antennide süsteemid ning vastuvõtja ja saatja asuvad antenni taga. Radari erinevate sihtmärkide nägemiseks tuleb antenn liigutada. Kuna radari antenn on üsna massiivne, liigub see aeglaselt. Samal ajal muutub mitme sihtmärgi samaaegne rünnak problemaatiliseks, sest tavaantenniga radar hoiab "vaateväljas" ainult ühte sihtmärki.
Kaasaegne elektroonika on võimaldanud loobuda sellisest mehaanilisest skaneerimisest õhuradaril. See on paigutatud järgmiselt: lame (ristkülikukujuline või ümmargune) antenn on jagatud lahtriteks. Igas sellises elemendis on spetsiaalne seade - faasivahetaja, mis võib teatud nurga all muuta rakku siseneva elektromagnetilise laine faasi. Lahtritest töödeldud signaalid saadetakse vastuvõtjale. Nii saate kirjeldada faasitud massiivantenni (PAA) tööd.
Täpsemalt öeldes nimetatakse sarnast antennimassiivi, millel on palju faasivahetuselemente, kuid millel on üks vastuvõtja ja üks saatja, passiivseks ESITULEKS. Muide, maailma esimene hävitaja, mis on varustatud passiivse faasimassiga radariga, on meie venelane MiG-31. See oli varustatud radarijaamaga "Zaslon", mille on välja töötanud Instrument Engineering Research Institute. Tihhomirov.
6. Milleks on AFAR?
Aktiivne faasitud massiivantenn (AFAR) on passiivse arengu järgmine etapp. Sellises antennis sisaldab massiivi iga element oma transiiverit. Nende arv võib ületada tuhat. See tähendab, et kui traditsiooniline lokaator on eraldi antenn, vastuvõtja, saatja, siis AFAR -is on saatja koos antenniga ja antenn "hajutatud" mooduliteks, millest igaüks sisaldab antenni pilu, faasivahetust, saatjat ja vastuvõtja.
Varem, kui näiteks saatja oli korrast ära, muutus lennuk pimedaks. Kui AFAR -is on mõjutatud üks või kaks rakku, isegi tosin, jätkavad ülejäänud tööd. See on AFARi peamine eelis. Tänu tuhandetele vastuvõtjatele ja saatjatele on antenni töökindlus ja tundlikkus suurenenud ning samuti on võimalik töötada mitmel sagedusel korraga.
Kuid peamine on see, et AFARi struktuur võimaldab radaril paralleelselt lahendada mitmeid probleeme. Näiteks mitte ainult kümnete sihtmärkide teenindamiseks, vaid paralleelselt ruumi uurimisega on väga tõhus kaitse häirete eest, vaenlase radarite segamine ja pinna kaardistamine, saades kõrge eraldusvõimega kaarte.
Muide, esimene Venemaal AFAR-ga õhuradarijaam loodi ettevõttes KRET, korporatsioonis Fazotron-NIIR.
7. Milline radarijaam saab olema PAK FA viienda põlvkonna hävitajal?
KRET-i paljutõotavate arengute hulgas on konformne AFAR, mis mahub õhusõiduki kere sisse, aga ka nn "tark" lennukikere nahk. Järgmise põlvkonna hävitajates, sealhulgas PAK FA-s, saab sellest justkui ühtne transiiveri lokaator, mis annab piloodile täieliku teabe lennuki ümber toimuva kohta.
PAK FA radarisüsteem koosneb paljulubavast X-riba AFAR-st ninaosas, kahest külgvaatega radarist ja L-riba AFAR-st mööda klappe.
Täna tegeleb KRET ka PAK FA raadio-footonradari väljatöötamisega. Kontsern kavatseb 2018. aastaks luua tuleviku radarijaama täismõõdus mudeli.
Fotoonilised tehnoloogiad võimaldavad laiendada radari võimalusi - vähendada massi rohkem kui poole võrra ja suurendada eraldusvõimet kümnekordselt. Sellised raadio-optiliste faasitud antennimassiividega radarid on võimelised tegema enam kui 500 kilomeetri kaugusel asuvatest lennukitest omamoodi "röntgenpildi" ja andma neile üksikasjaliku kolmemõõtmelise pildi. See tehnoloogia võimaldab teil vaadata objekti sisse, teada saada, millist varustust see kannab, kui palju inimesi selles on ja isegi nende nägusid näha.
