61805 (Радиоэлектронное вооружение)

Радиоэлектронное вооружение

Г.С. Баскаков, кандидат военно-морских наук, капитан 1 ранга

Первыми отечественными довоенными радиоэлектронными средствами освещения надводной обстановки в интересах ВМФ были технические: теплопеленгаторы, работающие в инфракрасном спектре частот. Интенсивные работы по созданию инфракрасных средств для ВМФ продолжались и в первые послевоенные годы. В 1946-1957гг. были разработаны и приняты на вооружение ВМФ новые береговые теплопеленгаторы “Астра-1”, “Астра-2”, “Астра-3”, “Тюльпан” и корабельные - “Солнце-1”, “Солнце-II” и др. В создание теплопеленгаторных средств большой вклад внесли известные ученые и специалисты промышленности: В.А.Грановский, Н.Д.Смирнов, В.Т.Родионов, Д.П.Павлов. От ВМФ инициировали создание этих средств начальник Морских Сил РККА В.М.Орлов, командующий Балтийским флотом Л.М.Галлер, а также Н.М.Китаев, В.С.Машков.

Военно-Морскому Флоту нужны были и радиолокационные средства (РЛС) обнаружения надводных и воздушных целей для вооружения ими кораблей и береговых объектов. Однако в силу ряда причин их разработка шла крайне медленно. Созданная по заказу ВМФ в 1936г. под руководством Б.К.Шембеля РЛС “Стрела”, работавшая с использованием сигналов непрерывного излучения в диапазоне 21-23см, показала неудовлетворяющие флот результаты (при благоприятных условиях - отсутствие ветра и птиц - корабли обаруживались на дальности 3-5км).

Только после создания в 1939г. по заказу ПВО импульсной РЛС “Редут” под руководством Ю.Б.Кобзарева и ее испытаний под Севастополем в интересах ПВО ВМБ Военно-Морской Флот в апреле 1940г. выдает задание на разработку ее корабельного варианта “Редут-К”. Великую Отечественную войну флот встретил с единственной корабельной РЛС “Редут-К”. установленной на крейсере “Молотов”, и с несколькими наземными РЛС - радиоулавливателями самолетов типа РУС-1, РУС-2, которые обеспечивали ПВО военно-морских баз.

Положительные результаты испытаний этих РЛС способствовали принятию командованием ВМФ решений о форсировании работ по оснащению флота радиолокационной техникой. В ходе войны эта работа осуществлялась по двум направлениям:

- оснащение кораблей английскими, а затем и американскими РЛС, которые союзники начали поставлять в 1942г.;

- создание отечественных корабельных РЛС обнаружения и управления стрельбой.

Первое направление позволило в сравнительно короткие сроки оснастить корабли радиолокационными средствами и получить опыт их боевого использования в ходе войны.

Второе направление обеспечило разработку и освоение в ходе войны серийного производства первых отечественных РЛС обнаружения, функционировавших в метровом диапазоне волн, а также создание первых РЛС управления стрельбой дециметрового диапазона волн, серийное производство которых было налажено в первые послевоенные годы. В результате надводные корабли и подводные лодки первой послевоенной кораблестроительной программы были полностью оснащены отечественными радиолокационными средствами различного назначения. При этом корабельная радиолокация получила бурное развитие, а возможности радиолокационных средств оказались намного выше возможностей оптикоэлектронных средств. В результате корабли второй послевоенной десятилетки перестали вооружать теплопеленгаторами, а развитие оптикоэлектронных средств в интересах освещения надводной и воздушной обстановки было фактически заторможено.

К настоящему времени на некоторых кораблях появились тепловизионные и телевизионные средства, которые могут решать задачу освещения обстановки в ближней зоне и некоторые другие частные задачи. Однако основными корабельными средствами освещения надводной и воздушной обстановки продолжают оставаться радиолокационные.

Разработка радиолокационных средств для ВМФ требовала знания условий распространения радиоволн различных диапазонов над морской поверхностью. Первые специальные исследования в этом направлении были выполнены Научно-исследовательским морским радиолокационным институтом (НИМРИ) и Физико-техническим институтом (впоследствии Институт радиоэлектроники - ИРЭ) АНУкраины уже в 1946-1948гг. Эти исследования позволили оценить преимущества и недостатки радиоволн метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов над морской поверхностью и уточнить методы расчета уровня поля над морем. В последующих исследованиях первого послевоенного десятилетия, выполненных учеными и специалистами упомянутых организаций и Научно-исследовательского гидрографического штурманского института (НИГШИ), было показано влияние метеорологических факторов на распространение радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов.

По результатам исследований были разработаны методики прогнозирования радиолокационной наблюдаемости и номограммы для определения дальности обнаружения различных морских целей радиолокационными станциями.

Выполненные в первое послевоенное десятилетие работы по распространению радиоволн метрового, дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов над морской поверхностью в основном обеспечили рациональный выбор диапазона для создававшихся радиолокационных средств ВМФ различного назначения и грамотное их использование на кораблях и в частях Военно-Морского Флота. За большой вклад в организацию, обеспечение и непосредственное проведение этих исследований большая группа ученых и специалистов - С.Я.Брауде, Е.М.Кулешов, Г.Я.Левин, И.Е.Островский, Ф.С.Санин, И.Д.Трутень, И.С.Тургенев, А.Я.Усиков, А.Н.Чернец, С.М.Архипов, А.П.Бахарев, И.М.Безуглый и А.Л.Генкин - была удостоена Государственной премии. Существенный вклад в эти исследования внесли Б.М.Дагаев, М.А.Гулин, Л.В.Кучеров, И.И.Фрейман и другие ученые и специалисты ВМФ, принимавшие непосредственное участие в проведении измерений на Балтийском море.

Создание противокорабельных ракет потребовало существенного увеличения дальности действия корабельных радиотехнических средств обнаружения. По инициативе и под руководством специалистов ВМФ в 1959-1961гг. проводятся радиофизические исследования дальнего тропосферного рассеяния (ДТР) радиоволн СВЧ-диапазона над морской поверхностью. Экспериментальная часть этих исследований выполнялась в Атлантическом океане специалистами НИУВМФ совместно с учеными ИРЭАН Украины и Главной астрономической обсерватории на специально оборудованных судах “Коканд”, и “Капитан Федоров”, а также на стационарной трассе через Балтийское море (Таллин-Озерки).

Исследования явления ДТР в открытых районах Мирового океана выявили неизвестное ранее явление существенного превышения уровня поля на дальних загоризонтных трассах по сравнению с аналогичными трассами над сушей. Были получены уникальные статистические величины множителя ослабления на трассах длиной порядка 400км. Результаты исследований стали научной основой для создания пассивных радиолокационных средств загоризонтного обнаружения надводных кораблей по излучению их радиолокационных средств с использованием явления ДТР радиоволн СВЧ-диапазона. Большой вклад в получение результатов внесли такие ученые, как И.М.Безуглый, В.П.Галахов, Б.М.Дагаев, Ф.В.Кивва. Л.В.Кучеров, Б.М.Онуфриенко, В.Ф.Шульга, и другие участники экспериментальных исследований.

Появление низколетящих и малозаметных противокорабельных ракет потребовало проведения в 1977-1982гг. цикла натурных исследований в интересах обеспечения обнаружения этих целей на фоне интенсивных естественных помех. Цикл исследований был выполнен ИРЭАН Украины под руководством И.С.Тургенева, а полученные результаты широко использовались при создании корабельных РЛС обнаружения низколетящих и малозаметных целей.

В интересах обнаружения низколетящих целей, совершенствования схем селекции движущихся целей и повышения помехоустойчивости РЛС в этот период были исследованы энергетические спектры морской поверхности и отражений ясного неба при когерентной обработке сигнала.

Начиная с 70-х годов к проведению радиофизических исследований в интересах создания радиолокационных средств для ВМФ, кроме ИРЭ АН Украины, привлекаются Томский институт автоматизации систем управления и радиоэлектроники (ТИАСУР) и ряд других организаций. При этом теоретические исследования, начиная с 1974г., сопровождаются рядом экспедиционных работ в различных районах Мирового океана и другими экспериментами в целях уточнения данных по условиям распространения радиоволн над морской поверхностью и получения исходных данных по энергетическим характеристикам морских целей.

За десять лет (1974—1984гг.) в районах Средиземного моря, Тихого, Индийского и Атлантического океанов было проведено 13 экспедиций на специально оборудованных для радиофизических исследований судах ВМФ, Главного управления навигации и океанографии и Госкомгидромета. Первые экспедиции возглавляли представители ВМФ К.Ф.Саенко и ученые из ИРЭ и ТИАСУР: И.М.Балаклицкий. О.О.Вальнер. В.Н. Лановой, Л.Н.Литвиненко, Г.В.Лысов и И.М.Мыценко. В экспедициях участвовали ученые и специалисты ВМФ, которые осуществляли координацию проводимых различными организациями работ, обеспечивая единство методик производимых измерений, а также принимали непосредственное участие в экспериментах. Большой вклад в решение этих вопросов внесли участники экспедиций - А.Л.Андреев, В.П.Голоульников, Е.М.Кочерова, А.Ф.Мандрыко и В.Д.Плахотников.

Теоретические и экспериментальные радиофизические исследования этого периода и выполненный анализ многолетнего цикла экспериментальных данных по условиям распространения радиоволн обеспечили разработку корабельных пассивных РЛС, способных производить обнаружение, и определение координат излучающих РЛС с одного корабля с погрешностями, обеспечивающими использование противокорабельных ракет на дальностях до сотен километров.

Проведенные исследования влияния аэрофизических полей и процессов в атмосфере над океаном на распространение радиоволн сверхвысокочастотного и коротковолнового диапазонов в интересах разработки научных принципов создания загоризонтных РЛС обнаружения воздушных, в том числе низколетящих, и надводных целей экспериментально подтвердили возможность обнаружения и селекции их на фоне помех от взволнованного моря с использованием бистатических РЛС. Также были изучены спектры флюктуаций сигналов, отраженных морской поверхностью и вызванных влиянием аэродинамических колебательных процессов в атмосфере над океаном.

Полученные исходные данные позволили построить графики функции ослабления поля по Мировому океану в диапазоне волн 3-200см, а накопленные большие массивы статистических данных в дальнейшем могут быть использованы для подготовки радиоклиматических атласов Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Результаты исследований позволили также уточнить методику прогнозирования радиолокационной наблюдаемости в диапазонах сантиметровых и дециметровых волн.

Значительный вклад в работы данного направления внесли ученые: И.Е.Островский, Ю.Н.Смирнов, А.В.Кукушкин, В.К.Иванов, И.М.Фукс, В.Н.Лановой, Г.В.Лысов, И.М.Мыценко, Ф.В.Кивва, Г.С.Шарыгин, Н.П.Красюк, Е.А.Штагер, В.Д.Плахотников и К.Ф.Саенко.

В процессе экспедиций выявлены устойчивые волноводные образования в акватории Средиземного моря и начато изучение их связей с тонкой структурой стратификации атмосферы. Был получен также большой статистический материал по эффективным поверхностям рассеяния (ЭПР) кораблей и самолетов. Натурные измерения ЭПР являются основным методом получения их достоверных значений. Однако проведение таких измерений по большому количеству разнообразных морских и воздушных целей в разных диапазонах радиоволн, ввиду большого объема работ и материальных затрат, практически не представляется возможным. Поэтому в ВМФ коллективом специалистов, возглавляемых А.Д.Трофимовичем, уже в 1958-1960гг. создается полигон электродинамического моделирования (ПЭДМ) условий радиолокационного наблюдения целей, позволяющий одновременно исследовать радиолокационные характеристики кораблей, а также воздушных целей, летящих как в непосредственной близости от морской поверхности, так и на значительном удалении от нее. ПЭДМ в дальнейшем совершенствовался и обеспечил решение таких задач, как выявление зависимости ЭПР от длины рабочей волны РЛС, угла визирования цели, волнения морской поверхности, поляризации облучающей волны и т.п.

Сопоставление результатов измерений ЭПР на ПЭДМ с результатами натурных измерений показало достаточное совпадение этих значений. Поэтому получаемые на ПЭДМ результаты по ЭПР надводных и специфических для ВМФ воздушных целей, которые были проведены в широком диапазоне волн (от сантиметров до декаметров) для различных углов скольжения и разных поляризаций зондирующего сигнала с учетом подстилающей морской поверхности и применительно к моностатическим и бистатическим РЛС, стали основой исходных данных при проектировании радиолокационных средств обнаружения и слежения ВМФ, а также при обосновании требований на разработку средств создания помех работе РЛС. В получении этих данных большая заслуга коллектива специалистов ВМФ, выполнившего значительный объем радиофизических измерений на ПЭДМ под руководством В.Д.Плахотникова, К.Ф.Саенко, Л.Н.Гриненко, А.Ф.Мандрыко и В.Д.Регинского.

Принятые в ходе Великой Отечественной войны меры по развитию отечественной радиоэлектронной промышленности и разработке корабельных радиолокаторов (создание в 1943г. Совета по радиолокации при Государственном комитете обороны, Отдела спецприборов ВМФ во главе с С.Н.Архиповым, в 1945г. - НИМРИ во главе с Б.Н.Шатровым) способствовали широкому внедрению и освоению в серийном производстве радиолокационных средств обнаружения и целеуказания, обеспечивающих решение этих задач в пределах радиогоризонта.