Способ снижения радиолокационной заметности

Снижение радиолокационной заметности вооружения и военной техники проблемы и пути их решения

«ВОЕННАЯ МЫСЛЬ» №8.2005Г. (СТР. 10-13)

Снижение радиолокационной заметности вооружения и военной техники: проблемы и пути их решения

Начальник отдела 5 ЦНИИИ МО РФ

полковник запаса В.А. ПОНЬКИН,

доктор технических наук

Начальник отдела 5 ЦНИИИ МО РФ А. П. ЯРЫГИН,

доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ

ИЗВЕСТНЫЕ тенденции в развитии систем разведки и высокоточного оружия (ВТО), базирующиеся на использовании новейших достижений в области электроники, информатики и вычислительной техники, привели к качественному росту информационных возможностей радиоэлектронных средств (РЭС) вероятного противника и, как следствие, к снижению эффективности традиционных средств защиты вооружения и военной техники (ВВТ): средств РЭП, маскировки и имитации.

Как известно, средства и системы разведки и наведения ВТО в части добывания и обработки информации об образце ВВТ решают следующие две основные задачи: обнаружение (распознавание) сигналов от образцов ВВТ в условиях помех и мешающих сигналов фона; измерение (оценка) параметров выделенного сигнала.

Полученная информация о совокупности объектов или наиболее важных из них используется в дальнейшем различными органами и системами управления противника как для организации и ведения операций и боевых действий, так и для наведения оружия в целях поражения данных объектов. Поэтому, на наш взгляд, несомненный практический интерес представляет выработка мер по снижению возможностей систем разведки и ВТО противника при их комплексном применении.

По физике воздействия на каналы добывания и обработки информации применение средств РЭП, маскировки и имитации эквивалентно целенаправленному изменению мешающих сигналов фона. Опыт проводимых войсковых учений и результаты НИР показывают, что в ряде случаев уже в настоящее время (а тем более в перспективе) применение только указанных мер не может обеспечить эффективного противодействия средствам и системам разведки и наведения ВТО.

Это обусловлено следующими обстоятельствами. Во-первых, технически достижимые энергетические возможности средств создания помех и реализуемые параметры помеховых сигналов не обеспечивают в ряде диапазонов длин волн требуемую эффективность защиты ВВТ, особенно в условиях комплексирования информации от нескольких источников. Во-вторых, традиционные способы маскировки и имитации имеют ограниченные возможности по применению в условиях динамично изменяющейся обстановки и использования противником систем с режимами сверхразрешения и многопозиционных систем.

В этой связи актуальной является разработка способов снижения информационных возможностей средств и систем разведки и наведения ВТО путем целенаправленного изменения характеристик самого ВВТ. Одним из таких перспективных способов, с нашей точки зрения, может стать снижение его радиолокационной заметности.

В соответствии с существующей терминологией под заметностью образца ВВТ понимается совокупность различий отражательных и (или) излучательных его свойств и фона, определяющих возможность обнаружения и распознавания этого объекта и наведения на него оружия. Тогда снижение радиолокационной заметности (СРЗ) образца ВВТ можно трактовать как целенаправленное изменение отражательных (излучательных) свойств самого образца ВВТ, достигающееся на стадиях его разработки (модернизации) и производства осуществлением комплекса взаимосогласованных технических мер и направленное на уменьшение различий отражательных и (или) излучательных свойств этого объекта и фона (в широком смысле).

По существу, СРЗ является одним из путей уменьшения уровня демаскирующих признаков образца ВВТ и направлено на повышение его живучести и боевой эффективности, что позволяет: снизить возможности противника по обнаружению, распознаванию образца и наведению на него оружия; обеспечить повышение эффективности применения систем оружия образца; повысить эффективность радиоэлектронного подавления средств разведки и управления оружием противника; повысить эффективность скрытия как отдельных объектов, так и проведения мероприятий оперативной маскировки в целом; снизить требования к вновь разрабатываемым средствам РЭП, маскировки и имитации.

При этом, как показали результаты исследований, а также опыт применения США малозаметных самолетов в Персидском заливе, на Балканах и в Ираке, использование только мер СРЗ при практически достижимых уровнях в общем случае не может обеспечить требуемую степень живучести ВВТ. Вместе с тем совместное применение мер СРЗ и средств РЭП позволяет существенно (в ряде случаев — два-три раза) повысить эффективность защиты ВВТ по сравнению с применением только средств РЭП. Аналогичный эффект можно ожидать и при комплексном применении средств снижения заметности (ССЗ), маскировки и имитации.

Следует особо подчеркнуть, что роль и место мер СРЗ в общем комплексе мероприятий по повышению живучести и боевой эффективности ВВТ существенно различаются для разных классов ВВТ в зависимости от решаемых ими задач и условий боевого применения.

Так основной целью СРЗ летательных аппаратов является достижение уровней демаскирующих признаков, обеспечивающих эффективную защиту самолетов при совместном применении ССЗ и РЭП. Потери самолетов в типовых боевых эпизодах могут быть снижены в полтора-два раза. В свою очередь для наземных объектов ССЗ при их совместном применении со средствами маскировки и РЭП должны обеспечить эффективную защиту от высокоточного оружия в исходных районах, на маршрутах выдвижения, а также непосредственно в ходе боя. При этом вклад ССЗ в эффективность указанного комплекса мер, на наш взгляд, может быть определяющим. Об этом свидетельствуют проведенные расчеты, которые показывают, что дальность обнаружения наземного ВВТ средствами разведки противника может быть снижена в ряде условий в два-три раза.

Что касается роли СРЗ надводных кораблей в общем комплексе мер обеспечения их боевой устойчивости, то она состоит в повышении эффективности средств РЭП по подавлению систем разведки и наведения противокорабельного оружия, а также в повышении эффективности систем огневого противодействия за счет снижения информационных возможностей средств разведки противника по обнаружению и распознаванию. При этом дополнительный предотвращенный ущерб за счет мероприятий по СРЗ может быть в полтора-два раза больше, чем при применении только средств РЭП.

В соответствии с физической природой электромагнитных волн и принципами обработки отраженных сигналов в приемных устройствах РЭС эффекты СРЗ могут быть достигнуты тремя методами:

уменьшением мощности (энергии) сигнала, отражаемого в направлении подавляемого РЭС как за счет поглощения, так и пространственного перераспределения (рефракции);

рассогласованием характеристик отражаемого сигнала (фазочастотных, поляризационных) относительно характеристик приемного устройства РЭС, т. е. разрушением структуры сигнала;

одновременным уменьшением мощности и разрушением структуры отражаемого сигнала.

Техническая реализация методов СРЗ объектов ВВТ может привести к существенному повышению их живучести, но современное состояние экономики страны, развития промышленных технологий и взаимодействия организаций-разработчиков не позволяет в полной мере реализовать имеющийся научно-технический потенциал по созданию ССЗ и малозаметного ВВТ.

Основными проблемами сдерживания создания перспективных образцов ССЗ и малозаметного ВВТ на современном этапе строительства ВС РФ, на наш взгляд, являются следующие.

Первая. Слабая координация организаций -разработчиков ССЗ и малозаметного ВВТп, как следствие, дублирование работ, а также неэффективное использование выделяемых материальных и финансовых ресурсов. Это во многом определяется отсутствием в стране целостной системы нормативно-технических документов (НТД) по проблеме СРЗ. Существующий фонд НТД не является единой системой взаимоувязанных документов и не в полной мере отвечает современным достижениям науки. Такие документы разрабатываются в основном в инициативном порядке отдельными энтузиастами. В этой ситуации целесообразно налаживание более тесного взаимодействия между заинтересованными организациями МО и других ведомств. Необходима также координация работ из единого центра, что может обеспечить оптимальное использование тех скудных ресурсов, которые выделяет в настоящее время государство на решение проблем снижения заметности в обозримой перспективе.

Вторая. Отсутствие комплексного подхода к решению проблемы снижения заметности ВВТ. Проводимые на объектах мероприятия по СРЗ не всегда взаимосвязаны с мероприятиями по РЭП, маскировке и инженерному обеспечению. Заметность без достаточного обоснования снижается только в части опасных участков диапазона длин волн и секторов наблюдения. Интенсивное развитие средств разведки и управления оружием противника, их комплексирование в высокоавтоматизированные системы делают неэффективными отдельные методы, реализуемые на образцах ВВТ. Только комплексный подход к снижению заметности в различных физических полях, секторах наблюдения, диапазонах длин волн при согласованном применении со средствами РЭП, инженерного обеспечения и маскировки обеспечивает существенное повышение живучести и боевых возможностей ВВТ. При этом разработка должна вестись по определенным образцам ВВТ применительно к конкретным условиям их использования, что может быть обеспечено разработкой базовых комплексов и технологий создания ССЗ и их применения на объектах ВВТ.

Третья. Недостаточное оснащение измерительно-моделирующими комплексами НИУМО и промышленности для исследования характеристик ССЗ и малозаметного ВВТ. В настоящее время на существующих измерительно-испытательных полигонах открытого и закрытого типа имеется ряд комплексов, которые не обеспечивают в полном объеме потребности заказчиков и разработчиков ССЗ и малозаметного ВВТ. Выход из сложившейся ситуации с учетом экономического состояния страны состоит в интенсивном развитии и широком внедрении новых методов измерений и обработки результатов, основанных на методах голографии, томографии, а также новых методах решения обратных задач, что может существенно повысить информативность уже имеющихся измерительных средств. Другое направление разрешения этой проблемы связано с оптимизацией имеющихся средств путем специализации полигонов для решения тех задач, к которым они наиболее готовы. Это требует координации работ на межвидовом уровне, что в настоящее время практически не осуществляется.

Четвертая. Отсутствие у заказывающих организаций МО РФ единых взглядов на проблему снижения заметности, на выполнение требований НТД в ТТЗ по вопросам разработки и модернизации ВВТ, а также недостаточная требовательность заказывающих управлений МО РФ к разработчикам ВВТ.

В этой связи необходимо особо отметить, что головные разработчики объектов ВВТ вопросам снижения заметности уделяют недостаточное внимание. Более того, создание ССЗ финансируют по остаточному принципу. Такой подход к данному перспективному способу противодействия высокотехнологичным системам и средствам разведки противника является неадекватным их опасности.

Таким образом, учитывая существующие проблемы в области создания ССЗ и реализации методов СРЗ на объектах ВВТ, необходимо, по нашему мнению, выделить следующие основные направления по их разрешению.

Первое. Разработка основополагающего документа, определяющего основные положения военно-технической политики страны по вопросам снижения заметности ВВТ.

Второе. Создание целостной системы нормативно-технических документов, регламентирующих все основные аспекты создания средств снижения заметности и малозаметного ВВТ.

Третье. Создание базовых комплексов и технологий снижения заметности объектов ВВТ.

Четвертое. Разработка перспективных ССЗ на основе управления вторичным полем рассеяния, использования специальных конструкционных материалов и плазменных образований.

Пятое. Комплексирование различных ССЗ с другими средствами и способами защиты объектов ВВТ (РЭП, маскировка и др.).

Шестое. Создание единого многофункционального исследовательского и испытательного полигона для МО и промышленности по проблеме снижения заметности ВВТ. Это позволит существенно повысить эффективность разработки и достоверность результатов испытаний новых типов перспективных ССЗ для широкого круга объектов ВВТ.

Воронов В.А. и др. Роль и место проблемы снижения заметности вооружения и военной техники в современной войне/ Материалы 8-й Международной научно-технической конференции. М.: МЭИ, 1999.

Воронов В.А., Иванкин Е.Ф, Жилинский СВ. Концептуальные вопросы снижения заметности вооружения и военной техники/ Материалы Всероссийской научно-технической конференции 30-31 окт. 2001 г. Воронеж. 5 ЦНИИИ МО РФ, 2001.

Воронов В.А., Иванкин Е.Ф., Жилинский СВ. Концептуальные вопросы снижения заметности вооружения и военной техники.

Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

Источник

Методы снижения радиолокационной заметности объектов

Степень радиолокационной заметности маскируемого объекта определяется величиной радиосигнала, отраженного от данного объекта и принятого антенной радиосистемы противника. Следовательно, снижение радиолокационной заметности достигается путем уменьшения уровня указанного радиосигнала. Из этого вытекает, что методы снижения радиолокационной заметности объектов относятся к числу пассивных методов. Наиболее часто используются два их них — употребление защитных покрытий и формирование конфигурации отражающей поверхности маскируемых объектов. Рассмотрим их.

Защитные покрытия. Защитные покрытия наносятся на отражающую поверхность маскируемого объекта (самолета). Задача защитных покрытий сводится к уменьшению интенсивности радиосигнала, отраженного от маскируемого объекта. Защитные покрытия могут быть двух видов:

Особенностью интерференционных покрытий является такое их выполнение, при котором облучающая и отраженная радиоволны взаимно компенсируют друг друга. Принцип действия интерференционных покрытий иллюстрируется рис. 5.53.

На поверхность маскируемого объекта 1 нанесено достаточно тонкое интерференционное покрытие 2, состоящее из чередующихся слоев диэлектрика (пластмасса, каучук) и электропроводящего материала. Электромагнитная волна 3, излученная радиосистемой противника, оказавшись у внешней поверхности интер-

Рис. 5.53. Взаимодействие радиоволны с интерференционным покрытием:

1 — маскируемый объект; 2 — интерференционное покрытие; 3 — падающая радиоволна; 4 — отраженная от покрытия радиоволна; 5 — отраженная от объекта радиоволна

ференционного покрытия, расщепляется на две части — одна 4 отражается от этой поверхности, другая проникает внутрь данного покрытия, отражается от поверхности маскируемого объекта, возвращается к внешней поверхности покрытия и излучается (5) в пространство.

Для успешной маскировки объекта радиоволны 4 и 5 должны быть в противофазе (в идеальном случае — полностью гасить друг друга). Иными словами, длина пути прохождения радиоволны внутри покрытия должна равняться нечетному числу полуволн, т. е.

(5.44)

где d — толщина интерференционного покрытия; — длина радиоволны внутри интерференционного покрытия:

где — длина радиоволны в пространстве; — диэлектрическая проницаемость материала интерференционного покрытия; — магнитная проницаемость материала интерференционного покрытия.

Эффективность функционирования интерференционного покрытия зависит от угла падения падающей радиоволны. Наивысшая эффективность соответствует нормальному падению радиоволны. При других углах падения данная эффективность резко падает. Другим недостатком интерференционного покрытия является его малая диапазонность — при отклонении частоты падающей волны на 5% от

частоты данное покрытие перестает быть интерференционным.

К достоинствам интерференционных покрытий следует отнести значительную механическую прочность, гибкость, сравнительно малую толщину и небольшую массу.

Поглощающие покрытия имеют своей задачей резко ослабить интенсивность проникшей в них радиоволны (за счет преобразования энергии этой радиоволны в тепловую) и снизить, таким образом, отражения от маскируемого объекта (рис. 5.54).

Маскирующее действие поглощающего покрытия эффективно лишь в случаях, когда линейные размеры (длина и ширина) плоских поверхностей защищаемых объектов или же радиусы кривизны их поверхностей оказываются значительно больше, чем длина волны в материале покрытия.

Если же длина волны превышает максимальный размер объекта, то падающая радиоволна не поглощается данным покрытием. Поэтому поглощающие покрытия используются обычно в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах радиоволн.

В метровом и дециметровом диапазонах обычно используются однослойные защитные покрытия (рис. 5.54,а), изготовленные из частиц ферромагнетика (ве

Рис. 5.4.1. Взаимодействие радиоволны с интерференционным покрытием:

щества с достаточно большими потерями для радиоволн), сцементированных изоляционным материалом из немагнитного диэлектрика. Эффективность действия такого покрытия растет, если его материал неоднороден, а коэффициент поглощения увеличивается от наружной поверхности вглубь, к поверхности маскируемого объекта.

Рис. 5.54. Взаимодействие радиоволны с поглощающим покрытием: а — эффект поглощения; б, в — эффект отражения; 1 — маскируемый объект; 2-5 — слои радиопоглощающего материала; 6-8 — падающие радиоволны; 9, 10 — отраженные радиоволны

В сантиметровом диапазоне применяются многослойные покрытия (рис. 5.54,б,в), каждый из слоев которых образован компаундом на основе пенополистирола или каучука, а поглотителем является углерод (графит или сажа). При этом магнитная проницаемость слоев плавно (наличие скачков недопустимо, так как это приводит к увеличению коэффициента отражения от границы раздела) возрастает от наружной поверхности внутрь — это обеспечивается нарастающей концентрацией поглотителя. Отметим также, что наличие нескольких слоев существенно расширяет диапазонность покрытия.

Для увеличения площади соприкосновения поверхности поглощающего покрытия и электромагнитных радиоволн, а также снижения интенсивности отраженных радиоволн внешнюю поверхность покрытий выполняют в форме периодически повторяющихся неровностей — конусо- или пирамидообразных шипов. При этом угол при вершине этих шипов выгоднее делать небольшим (рис. 5.54,в), тогда возникают переотражения радиоволн между шипами, и коэффициент отражения резко снижается на 90% и более (отраженный луч 10 значительно слабее по интенсивности, чем отраженный луч 9).

Конфигурация поверхности. Формирование конфигурации отражающей поверхности маскируемых объектов связано с мерами, ведущими к снижению эффективной площади S₀_Σ этих объектов. Это связано с тем обстоятельством, что S₀_Σ является (имеющим размерность площади) коэффициентом пропорциональности между мощностью отраженного радиосигнала и плотностью потока мощности падающего электромагнитного поля, причем обе эти величины измеряются в ближайшей окрестности данного объекта.

Поскольку, как отмечалось ранее, объекты различной геометрической формы (например, уголковые отражатели с треугольными и квадратными гранями) обладают разными значениями эффективной площади рассеяния, требование минимальной радиовидимости для маскируемого объекта сводится к выбору такой его конфигурации, геометрические свойства которой позволяли бы максимально снизить значение эффективной площади рассеяния S₀_e этого объекта.

Единого решения задачи минимизации S₀_Σ , по-видимому, не существует — тем более для такого геометрически сложного объекта, как самолет. Ограничимся поэтому отдельными рекомендациями по поводу выбора конфигурации его поверхности.

1. Располагать элементы поверхности так, чтобы они давали малое значение S₀ в направлении на радиосистему противника.

Если, например, облучать металлический диск по нормали к его поверхности, то его S₀ окажется на 3 дБ больше, чем S₀ соответствующего уголкового отражателя. Но если облучение этого диска осуществить под углом 10° к нормали, его S₀ снизится на 28 дБ относительно S₀ того же уголкового отражателя.

Это, в частности, означает, что если нижнюю поверхность самолета условно рассматривать как плоскую, то наибольшую радиовидимость для радиосистемы противника будет создавать тот самолет, нижняя поверхность которого перпендикулярна направлению облучения. Однако радиовидимость самолета резко уменьшится при облучении этого самолета под углом к нормали его поверхности.

2. Избегать резких изломов поверхности.

Например, уголковый отражатель (геометрическая фигура с резкими изломами) при облучении его радиоволнами сантиметрового диапазона создает S₀ более 1000 м 2 , в то время как шар и конус при тех же условиях имеют S₀ соответственно 1 м 2 и 0,3 м 2 . Это, в частности, означает, что хвостовое оперение самолета не должно иметь взаимно перпендикулярных плоскостей. Для этого на самолетах применяют два отклоненных от вертикали стабилизатора (правда, такая конфигурация создает большую S₀_Σ для облучающей радиосистемы противника, находящейся выше плоскости полета самолета).

Что касается других элементов конструкции самолета, то желательной для носовой части является форма конуса с малым углом при вершине, а для центральной части — цилиндрическая поверхность.

3. Минимизировать ориентацию элементов поверхности в одном направлении.

Наилучшей радиомаскировкой будет обладать та конфигурация, элементы которой (при прочих равных условиях) имеют нормали к своим поверхностям, направленные не параллельно друг другу.

5.5. СИСТЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ ЗАЩИТЫ

Радиоэлектронной защитой называется совокупность мероприятий по снижению эффективности помех, создаваемых радиосистемой противника. Радиосистемы, реализующие принципы и методы указанной защиты, называются радиосистемами радиоэлектронной защиты (РСРЗ).

К числу основных мероприятий, осуществляемых РСРЗ, относятся следующие виды селекции (выделения) полезных сигналов на фоне помех, вырабатываемых радиосистемами противника:

Рассмотрим подробнее функционирование РСРЗ с указанными видами селекции.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.008 сек.)

Источник