Контрбатарейная РЛС

Израильский противобатарейный радар «Шилем».

Принцип действия контрбатарейной РЛС

или Радар контрбатарейной борьбы радар слежения за оружием — это радиолокационная система, которая обнаруживает артиллерийские снаряды, выпущенные из одного или нескольких орудий, гаубиц , минометов или ракетных установок, и по их траекториям определяет положение на местности орудия, из которого они были выпущены. Такие радары являются подклассом более широкого класса радаров обнаружения целей .

Первые контрбатарейные радары обычно использовались против минометов, траектории полета которых были очень симметричными и позволяли легко рассчитать местоположение пусковой установки. Начиная с 1970-х годов цифровые компьютеры с улучшенными вычислительными возможностями позволяли определять и более сложные траектории дальнобойной артиллерии. Обычно эти радары прикрепляются к дружественным артиллерийским подразделениям или их подразделениям поддержки, что позволяет им быстро организовать контрбатарейный огонь .

С помощью современных систем связи информация с одного радара может быстро распространяться на большие расстояния. Это позволяет радару оповещать несколько батарей, а также обеспечивать раннее предупреждение дружественных целей. Современный контрбатарейный радар может обнаруживать вражеские батареи на расстоянии до 50 километров (31 миль; 27 морских миль) в зависимости от возможностей радара, а также местности и погоды. Некоторые контрбатарейные радары также могут использоваться для отслеживания огня дружественной артиллерии и расчета поправок для корректировки ее огня по конкретному месту, но обычно это второстепенная цель миссии.

Радар — новейшее средство обнаружения вражеской артиллерии. Появление огня с закрытых позиций во время Первой мировой войны привело к развитию звуковой дальнометрии , обнаружения вспышек и воздушной разведки , как визуальной, так и фотографической. Радары, как и звуковая дальнометрия и обнаружение вспышек, требуют, чтобы вражеские орудия и т. д. открыли огонь, прежде чем их можно будет обнаружить.

История

Первые радары для зенитных целей были разработаны незадолго до Второй мировой войны . Вскоре за ними последовали радары управления огнем для кораблей и батарей береговой артиллерии. Последний мог наблюдать брызги воды от пропущенных выстрелов, что позволяло вносить поправки. Как правило, снаряды нельзя было увидеть непосредственно с помощью радара, поскольку они были слишком маленькими и закругленными, чтобы обеспечить сильный возврат, и летели слишком быстро, чтобы механические антенны той эпохи могли их уследить.

Операторы радаров в легких зенитных батареях, расположенных вблизи линии фронта, обнаружили, что они могут отслеживать минометные бомбы. Вероятно, этому способствовало то, что ребра бомбы образовали частичный угловой куб , который сильно отражал сигнал. Эти случайные перехваты привели к их целенаправленному использованию в этой роли, при необходимости со специальными вторичными приборами, а также к разработке радаров, предназначенных для обнаружения минометов. Специальные радары для обнаружения минометов были распространены начиная с 1960-х годов и использовались примерно до 2000 года.

Обнаружить минометы было относительно легко из-за их высокой дугообразной траектории. Иногда, сразу после выстрела и непосредственно перед ударом, траектория почти линейна. Если радар наблюдает снаряд в двух точках сразу после запуска, линия между этими точками может быть продлена до земли и обеспечивает очень точное положение миномета, более чем достаточное для того, чтобы контрбатарейная артиллерия могла легко поразить его. Более совершенные радары также могли обнаруживать гаубицы при стрельбе под большими углами и углами возвышения более 45°, хотя такое использование было довольно редким.

Траектории с малым углом, обычно используемые орудиями, гаубицами и ракетами, были более трудными. Чисто баллистические траектории с малым углом являются однобокими: они относительно параболические в начале полета, но к концу становятся гораздо более изогнутыми. Это дополнительно модифицируется такими незначительными эффектами, как ветер, разница давления воздуха и аэродинамические эффекты, которые успевают дать заметный эффект при ведении огня на дальних дистанциях, но могут быть проигнорированы для систем ближнего действия, таких как минометы. Эти эффекты минимизированы сразу после пуска, но малый угол обзора затрудняет наблюдение за снарядами в это время, в отличие от миномета, который практически сразу поднимается над горизонтом. Проблема усугубляется тем фактом, что традиционные артиллерийские снаряды представляют собой трудные радиолокационные цели.

Противобатарейный радар 19-го инженерного батальона во Вьетнаме, 1968 год.

К началу 1970-х годов появилась возможность создания радиолокационных систем, способных обнаруживать орудия, и многие европейские члены НАТО приступили к совместному проекту «Зенда». По неясным причинам это продолжалось недолго, но США приступили к реализации Firefinder программы , а компания Hughes Aircraft разработала необходимые алгоритмы, хотя это заняло два или три года тяжелой работы.

Следующим шагом вперед стал европейский шаг, когда в 1986 году Франция, Западная Германия и Великобритания согласовали «Список военных требований» для нового противобатарейного радара. Отличительной особенностью было то, что вместо простого обнаружения отдельных орудий и т. д. радар мог бы обнаруживать множество одновременно и группировать их в батареи с центральной точкой, размерами и положением длинной оси батареи. Euro-ART COBRA (Радар с противобатарейным счетчиком) Этот радар в конечном итоге поступил на вооружение в качестве системы AESA . 29 систем COBRA были произведены и поставлены в ходе развертывания, которое завершилось в августе 2007 г. (12 в Германию, из которых две были перепроданы в Турцию, 10 во Францию ​​и 7 в Великобританию).

Три дополнительные системы были заказаны в феврале 2009 года Вооруженными силами Объединенных Арабских Эмиратов. Одновременно с разработкой COBRA Норвегия и Швеция разработали меньший по размеру и более мобильный контрбатарейный радар, известный как ARTHUR . Он был принят на вооружение в 1999 году и сегодня используется 7 странами НАТО и Республикой Южная Корея. Новые версии АРТУРА в два раза точнее оригинала.

Операции в Ираке и Афганистане привели к новой потребности в небольшом противоминометном радаре для использования на передовых оперативных базах, обеспечивающем охват на 360° и требующем минимального экипажа. Еще одним шагом назад в будущее оказалось возможным добавить программное обеспечение противобатарейной борьбы к радарам наблюдения за воздушным пространством на поле боя.

Описание

Основной метод заключается в отслеживании снаряда в течение достаточного времени для записи участка траектории. Обычно это делается автоматически, но некоторые ранние и не очень ранние радары требовали от оператора отслеживания снаряда вручную. После захвата сегмента траектории его можно обработать для определения исходной точки на земле. До появления цифровых баз данных местности это включало ручную итерацию с бумажной картой для проверки высоты по координатам, изменения высоты местоположения и повторного расчета координат до тех пор, пока не было найдено удовлетворительное местоположение.

Дополнительной проблемой было обнаружение снаряда в полете. Луч конической формы традиционного радара должен был быть направлен в правильном направлении, но для того, чтобы иметь достаточную мощность и точность, угол луча был ограничен, обычно примерно 25 °, что затрудняло обнаружение снаряда. Один из методов заключался в установке постов прослушивания, которые примерно сообщали оператору радара, куда направить луч; в некоторых случаях радар не включался до этого момента, чтобы сделать его менее уязвимым для средств электронного противодействия (ECM). Однако обычные лучи радара не были особенно эффективны.

Поскольку парабола определяется всего тремя точками, отслеживание длинного участка траектории не было особенно эффективным. Королевское радиолокационное учреждение в Великобритании разработало другой подход для своей системы Green Archer . Вместо конического луча радиолокационный сигнал создавался в виде веера шириной около 40° и высотой 1°. Сканер Фостера модифицировал сигнал, заставив его фокусироваться на горизонтальном месте, которое быстро сканировалось вперед и назад. Это позволило ему всесторонне просканировать небольшой кусочек неба.

Оператор будет следить за прохождением минометных бомб через срез, определяя их дальность с помощью синхронизации импульса, их горизонтальное положение по местоположению сканера Фостера в этот момент и их вертикальное местоположение по известному углу тонкого луча. Затем оператор поворачивал антенну под другим углом, вверх, в воздух, и ждал, пока там появится сигнал. В результате были получены необходимые две точки, которые можно было обработать аналоговым компьютером. Аналогичной системой была американская AN/MPQ-4 , хотя это была несколько более поздняя конструкция и, как следствие, несколько более автоматизированная.

Когда появились радары с фазированной решеткой, достаточно компактные для полевого использования и обладающие разумной цифровой вычислительной мощностью, они предложили лучшее решение. Радар с фазированной решеткой имеет множество модулей передатчика/приемника, которые используют дифференциальную настройку для быстрого сканирования дуги до 90 ° без перемещения антенны. Они могут обнаруживать и отслеживать все, что находится в их поле зрения, при условии, что у них есть достаточная вычислительная мощность. Они могут отфильтровывать не представляющие интереса цели ( например , самолеты) и в зависимости от своих возможностей отслеживать полезную часть остальных.

Раньше контрбатарейные радары в основном работали в X-диапазоне , поскольку он обеспечивает наибольшую точность по малым радиолокационным целям. Однако в радарах, производимых сегодня, диапазоны C и S. широко распространены диапазон Ku . Также использовался Дальность обнаружения снарядов определяется радиолокационной площадью сечения (ЭПР) снарядов. Типичные RCS:

Тип	Радарное сечение
Смертельная бомба	0,01 м 2	16 кв.м.
Артиллерийский снаряд	0,001 м 2	1,6 кв.дюйма
Легкая ракета например, 122 мм (4,8 дюйма)	0,009 м 2	14 кв.м.
Тяжелая ракета например, 227 мм (8,9 дюйма)	0,018 м 2	28 кв.м.

Лучшие современные радары могут обнаруживать гаубичные снаряды на расстоянии около 30 км (19 миль; 16 морских миль), а ракеты / минометы - на расстоянии 50 км (31 миль; 27 морских миль). Траектория должна быть достаточно высокой, чтобы ее мог видеть радар на этих дальностях, а поскольку наилучшие результаты локации для орудий и ракет достигаются при разумной длине сегмента траектории рядом с пушкой, обнаружение на большом расстоянии не гарантирует хороших результатов локации. . Точность определения местоположения обычно определяется вероятностью круговой ошибки (CEP), кругом вокруг цели, в который попадает 50% местоположений, выраженным в процентах от дальности. Современные радары обычно дают CEP около 0,3–0,4% дальности. Однако с учетом этих цифр точность на больших дистанциях может оказаться недостаточной для соблюдения правил ведения контрбатарейного огня в операциях по борьбе с повстанцами.

Обычно у радаров есть экипаж из 4–8 солдат. Для фактического управления радаром необходим только один. Старые типы в основном устанавливались на прицепах с отдельным генератором, поэтому ввод в действие занимал 15–30 минут и требовал более крупного экипажа. Самоходные используются с 1960-х годов. Чтобы определить точное местоположение, радары должны знать свои точные координаты и точно ориентироваться. Примерно до 1980 года это основывалось на обычной артиллерийской разведке, хотя помогала гироскопическая ориентация середины 1960-х годов. Современные радары имеют встроенную инерциальную навигационную систему , часто дополненную GPS.

Радары могут обнаруживать снаряды на значительных расстояниях. Снаряды большего размера дают более сильные отраженные сигналы (RCS). Дальность обнаружения зависит от захвата хотя бы нескольких секунд траектории и может быть ограничена радиолокационным горизонтом и высотой траектории. Для непараболических траекторий важно захватить траекторию как можно ближе к ее источнику, чтобы получить необходимую точность.

Действия по обнаружению вражеской артиллерии зависят от политики и обстоятельств. В некоторых армиях радары могут иметь право отправлять сведения о цели подразделениям контрбатарейного огня и приказывать им стрелять. В других случаях они могут просто сообщать данные в штаб-квартиру, которая затем принимает меры. Современные радары обычно фиксируют цель, а также огневую позицию артиллерии противника. Обычно это делается в разведывательных целях, поскольку редко удается дать цели достаточное время для предупреждения на поле боя, даже при наличии передачи данных.

Есть исключения. Новый легкий противоминометный радар (LCMR – AN/TPQ 48) имеет экипаж из двух солдат и предназначен для размещения на передовых позициях. В этих обстоятельствах он может немедленно предупредить соседние войска, а также передать данные о целях ближайшим минометам для ответного огня. Аналогично новый GA10 (Ground Alerter 10). радар был квалифицирован и успешно развернут французскими сухопутными войсками в 2020 году на нескольких различных FOB по всему миру.

Угрозы

Радары являются уязвимыми и ценными целями. Их легко обнаружить и определить местонахождение, если у противника есть необходимые возможности ELINT/ESM . Последствиями такого обнаружения, скорее всего, станут артиллерийский огонь или авиация, в том числе противорадиационные ракеты , или средства радиоэлектронного противодействия . Обычными мерами против обнаружения являются использование радиолокационного горизонта для защиты от наземного обнаружения, минимизация времени передачи и использование механизмов оповещения, чтобы сообщить радару, когда вражеская артиллерия активна. Развертывание радаров по отдельности и частое перемещение снижает уязвимость к атакам.

В странах с низким уровнем угроз, таких как Балканы в 1990-х годах, они могут осуществлять непрерывную передачу данных и развертываться в кластерах для обеспечения всестороннего наблюдения.

В других обстоятельствах, особенно в борьбе с повстанцами, когда основной угрозой является наземная атака прямой наводкой или огнем с закрытых позиций на малом расстоянии, радары размещаются в защищаемых районах, но им не нужно перемещаться, если только им не нужно прикрывать другую территорию.

Безопасность

Контрбатарейные РЛС работают на СВЧ-частотах с относительно высоким средним энергопотреблением, достигающим десятков киловатт. Зона непосредственно перед радарной решеткой для радаров высокой энергии опасна для здоровья человека. Интенсивные радиолокационные волны таких систем, как AN/TPQ-36, могут детонировать боеприпасы с электрическим взрывателем на коротких дистанциях.

Контрбатарейные радиолокационные комплексы

• AN/MPQ-10 (локатор минометов), Echo Band, до 1945 г. Модифицированный в 1980-х годах до AN/MPQ-10S (модификация Сондерса) обеспечивал отслеживание в диапазоне эха и моделирование наведения ракет класса «земля-воздух» в C-диапазоне для обучения ECM.
• AN/KPQ-1 (минометный миномет), до 1954 г.
• AN/MPQ-4 (минометный миномет), 1958 г.
• РЛС Firefinder AN/TPQ-36 , 1982 г.
• РЛС AN/TPQ-37 Firefinder , 1980 г.
• AN/MPQ-64F1 Улучшенный Sentinel (в многорежимном Sentinel), первоначальный Sentinel 1997 г., улучшенный ~ 2020 г.
• AN / TPQ-48 (LCMR) Легкий радар противоминометного противодействия
• AN/TPQ-49 LCMR Противоогневая РЛС
• Радиолокационная станция противодействия огню AN/TPQ-50 LCMR, 2011 г.
• Радар быстрого реагирования AN/TPQ-53 , 2009 г.
• 1L219 Zoopark-1 , 1989
  • 1L220 Zoopark-2
• ARSOM 2P ( отчетное название НАТО : Small Yawn )
• АРТУР Контрбатарейный радар
  • Также используется британской армией под названиями «мобильный артиллерийский радар для наблюдения за полем боя» или «мобильный артиллерийский мониторинг поля боя» (MAMBA).
• Euro-Art COBRA (радар) Активная решетка с электронным сканированием
• РЛС ФА № 15 (Цимбелин) (миномётная локация)
• EL/M-2084 Комбинированная РЛС воздушного наблюдения и противобатарейной борьбы
• Giraffe AMB Комбинированная РЛС воздушного наблюдения и противобатарейной борьбы
• РЛС ФА №8 (Зеленый Лучник) (миномётная локация)
• РЗРА Ливецкая артиллерийская разведывательная радиолокационная система
• Красный цвет

Контрбатарейная РЛС SLC-2

• SNAR 1, SNAR 2 ( обозначение НАТО : Pork Trough ) радар слежения за минометными снарядами
• Радар обнаружения оружия Свати
• SLC-2 Радар
  • Радар Тип 373
• Радар Тип 704
  • Радар БЛ904
• Айстенок , 2008 г.
• Zoopark-1
• 1Б75 «Пенициллин» Акустико-тепловой артиллерийско-разведывательный комплекс
• 1РЛ126 ( наименование по классификации НАТО : Смолл Фред ) РЛС противобатарейной борьбы и наблюдения, установленная на ПРП-3 Вал.
• АСЕЛСАН, УЛ.
• АН/ТПС-80 , 2016 г. Комбинированная РЛС воздушного наблюдения и противобатарейной борьбы

См. также

• Контрбатарейный огонь
• Противоракетная, артиллерийская и минометная борьба (C-RAM)
• ПВО ближнего действия (ШОРАД)
• Стреляй и беги

Внешние ссылки

• Факты о радарах противобатарейной борьбы на сайте www.GlobalSecurity.org.