Отслеживание через ракету

Отслеживание ракеты или TVM относится к методу наведения ракеты , который сочетает в себе функции полуактивного радиолокационного самонаведения (SARH) и радиокомандного наведения . Это позволяет избежать проблем с конечной точностью, обычно наблюдаемых у ракет с командным наведением, особенно на больших дальностях. Он использовался на ряде ракет класса «земля-воздух » (ЗРК) большой дальности, включая MIM-104 Patriot .

Объяснение

Преимущество командного наведения состоит в том, что большая часть оборудования наведения ракеты изолируется на пусковой установке, где размер и вес имеют существенно меньшее значение. В этих системах радар , обеспечивающий наведение, находится на земле или корабле, а у ракеты отсутствует независимая система наведения. Обычно используются два радара: один отслеживает цель, а другой — ракету, так что они могут летать по независимым и далеко разнесенным траекториям. Затем компьютер вычисляет положение и скорость этих двоих и вычисляет точку пересечения. Затем тот же компьютер рассчитывает управляющие входы, необходимые для полета ракеты к этой точке, и отправляет любые необходимые поправки к ракете через радиосигнал, часто используя радар, отслеживающий ракету, в качестве радиосигнала.

Поскольку эту систему легко построить, она использовалась в качестве основы для многих ранних зенитно-ракетных систем (ЗРК). Однако у него есть существенный недостаток, особенно при ведении огня на дальних дистанциях. Сигналы радара распространяются в пространстве, подобно конусообразному лучу фонарика, с типичным разбросом луча порядка 5 градусов. Это означает, что на больших дистанциях местоположение цели известно только в пределах грубой величины, возможно, порядка нескольких километров. Чтобы сузить это значение до порядка 0,1 градуса, можно использовать различные методы кодирования сигнала, но на больших расстояниях это по-прежнему обеспечивает точность лишь порядка сотен метров. Эта неточность требует огромной боеголовки для обеспечения поражения цели.

Этой проблемы можно избежать в концепции полуактивного радиолокационного самонаведения (SARH). В этих системах наземная станция по-прежнему освещает цель своим радаром, но приемник находится на ракете. Отражение исходного сигнала от цели создает еще один конусообразный луч, но самый узкий на цели. Приемник ракеты использует этот сигнал для наведения, тем самым становясь все более точным по мере полета к цели. Есть ряд незначительных проблем, которые приводят к максимальной точности (для ранних моделей) порядка десятков метров, но это не зависит от дальности. Это означает, что ракеты SARH могут иметь гораздо меньшие боеголовки с той же общей эффективностью, хотя и за счет наличия на ракете дополнительной электроники.

Недостатком подхода SARH является то, что сигнал, предоставляемый наземным радаром, должен содержать некоторую форму дополнительного кодирования сигнала, позволяющего ракете определять направление цели в пределах видимого ею конусообразного сигнала. Обычно это достигается с помощью конического сканирования , которое использует синхронизацию изменений сигнала для определения угла внутри конуса, но для этого требуется, чтобы сигнал был непрерывным или « зафиксированным ». Обычно это достигается с помощью ЗРК с использованием отдельного радара подсветки цели, предназначенного для этой задачи.

В обоих случаях ЗРК требовали отдельные радары для каждой наводимой ракеты, а это означает, что система в целом может наводить только то количество ракет, которые у нее есть радары. Для ЗРК в условиях интенсивного движения, особенно кораблей, столкнувшихся с залпами противокорабельных ракет , возможно превышение возможностей системы. Теоретически к ракете можно добавить электронику, позволяющую ей продолжать отслеживать прерывистый сигнал и, таким образом, позволить одному радару обеспечивать отслеживание нескольких ракет, но с использованием электроники 1950-х и 60-х годов это было бы непомерно дорого и громоздко; даже системам командного управления обычно не хватало такой возможности. Решение этой проблемы было серьезной проблемой, особенно для ВМС США и Королевского флота .

«Трек через ракету» объединяет эти две концепции, чтобы избежать проблем обеих. Как и САРХ, приемник размещается на ракете и, таким образом, имеет повышенную точность при приближении к цели. Вместо локальной обработки сигнал ретранслируется на другой частоте и принимается пусковой установкой. Затем пусковая установка сравнивает отправленный ею сигнал с сигналом, полученным ракетой, и посредством этого сравнения может выполнить определение местоположения цели относительно ракеты. Но поскольку наземная станция знает приблизительное местоположение цели и подробности исходного сигнала, который она отправила, она не требует, чтобы сигнал был непрерывным и, следовательно, не требует отдельного радара освещения. После сравнения и расчета обновления передаются на ракету, как и в случае с командным наведением, по каналу передачи данных .

ТВМ решает проблему точности командного наведения, но не вопрос необходимости отдельных радаров. Теоретически эту проблему можно решить, разместив на ракете необходимую электронику, но использование технологий 1950-х годов привело бы к очень большим размерам ракеты и к очень высокой стоимости. Централизация этого процесса на пусковой площадке стала гораздо более разрешимой проблемой, особенно после появления транзисторов в конце 1950-х годов ВМС США военного уровня. Это привело к созданию ракеты RIM-50 Typhon и связанной с ней РЛС AN/SPG-59 , которая имела один радар PESA и могла вести залп множеством ракет. Проблемы с разработкой привели к его отмене.

Еще одним преимуществом TVM является то, что, поскольку нет радара сопровождения, нет ничего, что указывало бы цели на ее сопровождение. Обычно это относительно простая задача для приемника радиолокационного предупреждения , который предупреждает цель о том, что ей следует принять меры противодействия, но в случае с TVM все, что необходимо, — это сигнал поискового радара, и он не меняется при запуске ракеты.

Преимущества

• В отличие от ракеты с активным радиолокационным самонаведением , ракета не предупреждает цель о том, что она наводится на нее, подсвечивая ее радиоволнами. Обычно цель будет знать, что она освещена радаром ЗРК , но не будет знать наверняка, была ли она поражена. Современные радары с фазированной решеткой из-за их тонких лучей и низких боковых лепестков еще больше затрудняют обнаружение самолетом.
• В отличие от ракет с полуактивным радиолокационным самонаведением, электронику, необходимую для расчета и отслеживания траектории перехвата, не нужно встраивать в каждую ракету, что снижает их сложность, вес и стоимость. Также возможно сделать ракеты более точными, используя более сложные алгоритмы расчета перехвата, чем это было бы возможно в ограниченном процессоре ракеты. Кроме того, операторы могут корректировать траекторию полета ракеты на протяжении всего боя, даже на этапе конечного самонаведения.
• В отличие от ракет с радиоуправляемым управлением, поскольку радиолокационный приемник ракеты находится намного ближе к цели, чем наземная станция, компьютер системы может генерировать более точную информацию о сопровождении. Также сложнее заглушить или подделать сигнал слежения.

Наземная станция также может принимать прямые радиолокационные отражения от цели (а не данные, загружаемые ракетой) и объединять два источника информации для формирования курса перехвата. дополнительный элемент сопротивления ECM Это добавляет в систему .

Недостатки

TVM также имеет некоторые недостатки. Например, канал передачи данных потенциально может быть забит, что невозможно при активном самонаведении или ракете « выстрелил и забыл ». Кроме того, этот метод требует, чтобы наземный радар был активен на протяжении всего боя, что потенциально помогает самолетам, оснащенным противорадиационными ракетами , когда они пытаются обнаружить и поразить радар ЗРК. Еще одним потенциальным недостатком по сравнению с активным радиолокационным самонаведением является то, что ракета должна полагаться на наземный радар для наведения, поэтому, если цель способна создать препятствие между собой и неподвижной радиолокационной системой (например, холм) или если ей удается выйти за пределы зоны сопровождения радара (например, вылететь за пределы «веера» сопровождения РЛС ПАТРИОТ или вылететь за пределы эффективной дальности действия другой системы), то ракета не сможет обнаружить отраженное излучение от цели и тем самым не сможет продолжать помолвку.

Примеры

большой дальности Большинство современных ЗРК используют метод «путевой ракеты». Это включает в себя:

• Китайская HQ-9 . ракета полуактивного радиолокационного самонаведения средней и большой дальности
• Американский " MIM-104 Patriot . ракетный комплекс класса "земля-воздух