Чаф (противодействие)

Современные средства противодействия соломе и контейнеры ВМС США RR-144 (вверху) и RR-129 (внизу). Обратите внимание, что полосы половы RR-129 (внизу) имеют разную ширину, а полосы RR-144 (вверху) имеют одинаковую ширину. РР-144 предназначен для предотвращения помех гражданским радиолокационным системам УВД.

Chaff , первоначально называвшийся Window или Düppel , представляет собой средство радиолокационного противодействия, включающее в себя рассеивание тонких полосок алюминия , металлизированного стекловолокна или пластика . Рассеянная солома создает большую радиолокационную эффективность, предназначенную для ослепления или нарушения работы радиолокационных систем.

Современные вооруженные силы используют мякину, чтобы отвлечь активные радиолокационные самонаводящиеся ракеты от целей. Военные самолеты и военные корабли могут быть оснащены системами раздачи соломы для самообороны. На середине пути может межконтинентальная баллистическая ракета выпустить солому вместе с другими средствами проникновения .

Современные радиолокационные системы могут отличать мякину от законных целей путем измерения эффекта Доплера ; солома быстро теряет скорость после выхода из самолета, и результирующий сдвиг длины волны отраженного сигнала радара можно измерить. облако соломы Чтобы противостоять этому, обороняющаяся машина может подсветить с частотой, скорректированной допплером. Это известно как JAFF (глушилка плюс солома) или CHILL (с ​​подсветкой соломы).

Вторая мировая война

Ланкастер . сбрасывает солому (белое облако в форме полумесяца слева на снимке) над Эссеном во время налета тысячи бомбардировщиков

Идея использования мякины независимо развивалась в Великобритании , Германии , США и Японии . В 1937 году британский исследователь Джеральд Тач, работая с Робертом Уотсоном-Ваттом над радаром, предположил, что отрезки проволоки, подвешенные к воздушным шарам или парашютам, могут перегрузить радиолокационную систему ложными эхосигналами. и Р. В. Джонс предположил, что куски металлической фольги, падающие в воздух, могут делать то же самое. В начале 1942 года исследователь Института телекоммуникационных исследований (TRE) Джоан Карран исследовала эту идею и придумала схему сброса пакетов алюминиевых полос с самолетов для создания облака ложных эхо-сигналов. Первой идеей было использовать листы размером со страницу блокнота; они будут напечатаны и послужат также пропагандистскими листовками . Было обнаружено, что наиболее эффективным вариантом были полоски черной бумаги с подложкой из алюминиевой фольги размером ровно 27 см × 2 см (10,63 × 0,79 дюйма), упакованные в пачки каждая весом 1 фунт (0,45 кг). Глава TRE А. П. Роу дал устройству кодовое название «Окно». В Германии аналогичные исследования привели к разработке Düppel . Немецкое кодовое название произошло от поместья, где примерно в 1942 году прошли первые немецкие испытания с мякиной. После того, как британцы передали эту идею США через миссию Тизард , Фред Уиппл разработал систему раздачи полосок для ВВС США , но неизвестно, использовалась ли она когда-либо.

В системах использовалась та же концепция небольших алюминиевых полосок (или проводов), обрезанных до половины длины волны целевого радара. При попадании в радар такие отрезки металла резонируют и повторно излучают сигнал. Противостоящей обороне будет практически невозможно отличить самолет от эха, создаваемого соломой. Другие методы, сбивающие с толку радары, включали бортовые устройства помех под кодовыми названиями Mandrel, Piperack, Jostle и Carpet . «Мандрель» — бортовой глушитель, нацеленный на немецкие радары «Фрея». в то время как Ковер нацелился на радар наводки Вюрцбурга . Незнание о степени знания этого принципа в противостоящих ВВС привело к тому, что планировщики пришли к выводу, что его использование слишком опасно, поскольку противник может повторить его. Ведущий научный советник британского правительства профессор Линдеманн отметил, что, если Королевские ВВС (RAF) применят его против немцев, Люфтваффе быстро скопирует его и сможет начать новый блиц . Это вызвало обеспокоенность у истребительного и зенитного командования Королевских ВВС , которым удавалось пресечь использование Window до июля 1943 года. Считалось, что новое поколение сантиметровых радаров, имеющихся в распоряжении истребительного командования, справится с ответным ударом Люфтваффе .

Две формы радиолокационного противодействия «Окно» ВВС Великобритании: рубленая алюминиевая проволока и бумага, покрытая алюминиевой фольгой.

Исследование радиолокационного оборудования Вюрцбурга, доставленного обратно в Великобританию во время операции «Байтинг» (февраль 1942 г.), и последующая разведка показали британцам, что все немецкие радары работали не более чем в трех диапазонах частот, что делало их склонными к помехам . Артур Трэверс «Бомбардировщик» Харрис , главнокомандующий бомбардировочным командованием Королевских ВВС , наконец получил разрешение на использование «Окна» в рамках операции «Гоморра» , недельной кампании бомбардировок Гамбурга . Первые экипажи, обученные использованию Window, находились в 76-й эскадрилье . Двадцать четыре бригады были проинструктированы о том, как сбрасывать пачки полосок алюминизированной бумаги (обработанная бумага использовалась для минимизации веса и увеличения времени, в течение которого полоски оставались в воздухе, продлевая эффект), по одной каждую минуту. факельный желоб, засекая время по секундомеру. Результаты оказались впечатляющими. Главные прожекторы с радарным наведением бесцельно блуждали по небу. Зенитные орудия стреляли беспорядочно или вообще не стреляли, а ночные истребители, экраны радаров которых были забиты ложными эхосигналами, совершенно не смогли обнаружить поток бомбардировщиков. В течение более недели атаки союзников опустошили обширную территорию Гамбурга, в результате чего погибло более 40 000 мирных жителей, при этом в первую ночь было потеряно только 12 из 791 бомбардировщика. Эскадрильи быстро установили на своих бомбардировщиках специальные желоба, чтобы еще больше упростить развертывание соломы. Рассматривая это как шаг, повышающий безопасность операций, многие экипажи совершали столько рейсов, сколько могли, прежде чем немцы нашли контрмеры.

Эффект соломы на дисплее радара Вюрцбург-Ризе . Эффект заклинивания проявляется в левой «зазубренной» половине кругового кольца, в отличие от обычного «гладкого» (незатертого) отображения на правой половине круга с реальной мишенью в положении «3 часа» – на заклинившей слева, настоящий целевой «блик» был бы неотличим от помех.

Хотя металлические полосы поначалу озадачили немецких гражданских лиц, немецкие ученые точно знали, что это такое — Дюппель , — но воздержались от их использования по тем же причинам, на которые Линдеманн указал британцам. На протяжении более года возникала любопытная ситуация, когда обе стороны конфликта знали, как использовать мякину, чтобы заглушить радар другой стороны, но воздерживались от этого, опасаясь, что противник ответит тем же. Окно сделало наземные истребители «Химмельбетт» (навес) линии Каммхубера неспособными отслеживать свои цели в ночном небе, а также сделало ранние версии УВЧ-диапазона B/C и C-1 бортового радара перехвата «Лихтенштейн» (после захвата оснащенного им ночного истребителя Junkers Ju 88R-1 с радиолокационным наведением англичан в мае 1943 года) бесполезные, ослепляющие пушки и прожекторы , зависящие от наземной РЛС. Оберст Хаджо Херрманн разработал Wilde Sau («Вепрь»), чтобы справиться с отсутствием точного наземного наведения, и привел к формированию трех новых истребительных крыльев для использования этой тактики, пронумерованных JG 300 , JG 301 и JG 302. Наземные операторы направляли по радио одноместные истребители и ночные истребители в районы, где концентрация соломы была наибольшей (что указывало на источник соломы), чтобы пилоты-истребители могли видеть цели, часто против освещения костров и прожекторов внизу. Некоторые из одноместных истребителей имели устройство FuG 350 Naxos для обнаружения радиолокационного излучения H2S (первая бортовая радиолокационная система наземного сканирования) бомбардировщиков.

Через шесть недель после рейда на Гамбург Люфтваффе использовали Düppel длиной 80 см × 1,9 см (31,50 дюйма × 0,75 дюйма) во время рейда в ночь с 7 на 8 октября 1943 года. Во время налетов 1943 года и «мини-блиц» операции «Штайнбок» в период с февраля по май 1944 года Дюппель позволил немецким бомбардировщикам снова попытаться провести операцию над Лондоном . Несмотря на теоретическую эффективность, небольшое количество бомбардировщиков, особенно по сравнению с крупными силами ночных истребителей Королевских ВВС , с самого начала обрекло эти усилия на провал. Британские истребители могли подниматься в воздух в больших количествах и часто находили немецкие бомбардировщики, несмотря на Дюппеля . Немцы добились лучших результатов во время воздушного налета на Бари в Италии 2 декабря 1943 года, когда радары союзников были обмануты использованием Дюппеля .

Письмо министра военно-морского флота Джеймса Форрестола Мервину Блаю

После того, как в 1942 году Джоан Карран открыла его в Великобритании, мякину в Соединенных Штатах изобрели астроном Фред Уиппл и военно-морской инженер Мервин Блай. Уиппл предложил эту идею ВВС, с которыми он в то время работал. Первые испытания не увенчались успехом, поскольку полоски фольги склеились и падали комками, практически не оказывая никакого эффекта. Блай решил эту проблему, разработав картридж, который заставлял полоски тереться о него при вылете, приобретая электростатический заряд . Поскольку все полоски имели одинаковый заряд, они отталкивали друг друга, обеспечивая полный эффект противодействия. После войны Блай получил награду ВМФ за выдающиеся заслуги перед гражданской службой за свою работу.

На Тихоокеанском театре военных действий лейтенант-командующий ВМФ Судо Хадзиме изобрел японскую версию под названием Гиман-ши , или «обманчивая бумага». Впервые с некоторым успехом он был использован в середине 1943 года во время ночных боев над Соломоновыми островами . Конкурирующий спрос на дефицитный алюминий, необходимый для его производства, ограничивал его использование. 21 февраля 1945 года во время битвы при Иводзиме « Гиман -ши» был успешно использован перед атакой камикадзе на военный корабль США «Саратога» .

Фолклендская война

Британские военные корабли во время Фолклендской войны (1982 г.) активно использовали мякину.

Во время этой войны на британских самолетах Sea Harrier не было обычного механизма раздачи соломы. Поэтому инженеры Королевского флота спроектировали импровизированную систему доставки сварочных стержней , шплинтов и веревки, которая позволяла хранить шесть пакетов соломы в колодце воздушного тормоза и использовать их в полете. Его часто называли « модификацией соломы Хита Робинсона » из-за его сложности.

Использование

Хотя солома создает большое количество рассеянных отражений, потенциально засоряющих дисплей радара, ее легко фильтровать, поскольку она относительно медленно движется по небу.

Радар может использовать эффект Доплера, чтобы различать солому и самолет-цель, которые быстро перемещаются.

Эффект Доплера возникает только для той составляющей скорости, которая параллельна лучу радара.

Чтобы преодолеть это, при использовании выбрасывается большое количество соломы, после чего самолет разворачивается так, что он движется преимущественно перпендикулярно источнику радара. Он также может вращаться, чтобы минимизировать свое поперечное сечение, подвергающееся воздействию луча радара.

Это приводит к тому, что самолет становится труднее отделить от практически неподвижной половы, и это известно как «засечка», поскольку радар обычно включает в себя засечку с низкой чувствительностью к частотам, связанным с низкой скоростью.

Эффект, вероятно, будет кратковременным против современных радиолокационных систем, но его можно продлить, используя Chill и Jaff, как описано ниже.

ДЖАФФ и ЧИЛЛ

Одним из важных качеств соломы является то, что она легкая, что позволяет перевозить большие объемы. В результате после выпуска он быстро теряет всю поступательную скорость, которую имел от самолета или ракетной установки, а затем начинает медленно падать на землю. С точки зрения радара противника скорость мякины быстро снижается до нулевой относительной скорости. Современные радары используют эффект Доплера для измерения скорости объектов по прямой видимости и, таким образом, могут отличить солому от самолета, который продолжает двигаться с высокой скоростью. Это позволяет радару отфильтровывать помехи на своем дисплее.

Чтобы противодействовать этой фильтрации, была разработана техника JAFF или CHILL. При этом используется дополнительный передатчик помех на самолете для отражения сигнала от облака соломы, частота которого соответствует частоте самолета. Это делает невозможным использование только доплеровского сдвига для фильтрации сигнала помех. На практике сигнал намеренно зашумлен, чтобы представить несколько ложных целей.

По сути, метод JAFF представляет собой недорогую внебортовую ложную задачу, в которой постановщики помех перемещаются с пусковой платформы на ложную цель и используются в качестве отражателя для обеспечения углового разделения.

Современная мякина

Хотя фольга до сих пор используется на некоторых самолетах, таких как бомбардировщик Boeing B-52 Stratofortress , этот тип больше не производится. Половина, используемая в таких самолетах, как Fairchild-Republic A-10 Thunderbolt II , McDonnell Douglas F-15 Eagle , General Dynamics F-16 Fighting Falcon и McDonnell Douglas F/A-18 Hornet , состоит из стекловолокна с алюминиевым покрытием. Эти волоконные « диполи » предназначены для того, чтобы оставаться в воздухе как можно дольше, имеют типичный диаметр 1 мил , или 0,025 мм, и типичную длину от 0,3 дюйма (7,6 мм) до более 2 дюймов (51 мм). Более новая «сверхтонкая» мякина имеет типичный диаметр 0,7 мила (0,018 мм). Полову переносят в трубчатых картриджах, которые остаются прикрепленными к самолету, каждый из которых обычно содержит от 3 до 5 миллионов волокон соломы. Полову выбрасывает из патрона пластиковый поршень, приводимый в движение небольшим пиротехническим зарядом.

Виды плевел

Противодействия помехам бывают двух основных типов: помехи непрерывного действия (CW), используемые против ракет с радиолокационным наведением, которые работают на постоянной частоте, и импульсные помехи, используемые против ракет, работающих на импульсной частоте.

Воздействие на окружающую среду и здоровье

Исследований о воздействии плевелы на здоровье населения и окружающую среду не так уж и много. В обзоре исследования 1998 года, спонсируемом Министерством обороны США, говорится, что «широко распространенное воздействие соломы на окружающую среду, человека и сельское хозяйство, используемой в настоящее время в обучении, незначительно и намного меньше, чем воздействие других искусственных выбросов».

См. также

• Противобаллистическая ракета
• Контрмера
• Инфракрасное противодействие
• Электронное противодействие
• Вспышка (противодействие)
• SRBOC (Super Rapid-Blooming Offboard Chaff), корабельная система половы.

Источники

• Гебель, Грег. The Wizard War: WW2 & The Origins Of Radar v.2.0.2, получено 26 мая 2021 г.
• Джонс, Р.В. (1978). Самая секретная война: британская научная разведка 1939–1945 гг . Лондон : Хэмиш Гамильтон . ISBN  0-241-89746-7 .
• Нери, Филиппо (2006). Введение в системы электронной защиты . Научно-техническое издательство. ISBN  978-1-63-081534-9 .

Внешние ссылки

• BBC: История радара
• Некролог Джоан Карран в газете The Independent от 19 февраля 1999 г., автор Тэм Далиелл.
• Окно, История солнечной гравюры и солнечных принтеров
• Обсуждение Chaff на Global Security.org
• Окно Королевских ВВС в цифровом архиве Международного центра управления бомбардировочной авиацией.