Отслеживание во время сканирования

Отслеживание во время сканирования ( TWS ) — это режим работы радара , в котором радар выделяет часть своей мощности на отслеживание цели или целей (до сорока с современными радарами), а часть своей мощности выделяется на сканирование. Он похож на свои аналоги, но функционирует иначе по сравнению со своими аналогами: дальность поиска (RWS), поиск на большую дальность (LRS), режим воздушного боя (ACM), поиск по скорости с определением дальности (VSR) и комбинированный радиолокационный режим (CRM). В режиме отслеживания во время сканирования радар имеет возможность захватывать и захватывать/отслеживать несколько целей, одновременно обеспечивая обзор окружающего воздушного пространства, что, в свою очередь, помогает пилоту и/или оператору поддерживать лучшую ситуационную осведомленность .

Фон

Ранние бортовые радиолокационные системы обычно работали исключительно как системы слежения, при этом специальный оператор радара вручную «настраивал» систему для обнаружения целей в относительно узком поле зрения перед самолетом. Зону поиска можно было перемещать с помощью различных методов, обычно с помощью фазового сдвига или переключения лепестков в низкочастотных системах, требующих больших антенн, или путем перемещения антенны радара на микроволновых радарах. Боевые действия начинались с того, что наземные диспетчеры направляли самолет в общую зону цели с помощью голосовых команд пилоту, а как только самолет входил в зону действия, его собственный радар обнаруживал цель для финального захода на посадку, когда оператор радара давал голосовые команды. пилоту. Не было никакой реальной разницы между поиском цели и отслеживанием ее.

Наземные радары, такие как SCR-584, автоматизировали этот процесс на ранних этапах своего развития. В режиме поиска SCR-584 поворачивал свою антенну на 360 градусов, и любые отражения отображались на индикаторе положения в плане (PPI). Это давало операторам возможность указывать любые цели в пределах дальности обнаружения примерно 25 миль и их направление относительно радара. Когда один из возвратов был сочтен интересным, радар переключился в режим слежения и «зафиксировался». С этого момента он будет автоматически направлять свою антенну на цель, выдавая точную информацию о направлении, высоте и дальности на дисплей B-Scope . Нагрузка на операторов значительно сократилась.

Достижения в области электроники означали, что уменьшение размера и веса автоматизированных радаров, таких как SCR-584, было лишь вопросом времени, чтобы их можно было разместить в самолете. Они начали появляться в конце 1950-х годов и оставались обычным явлением до 1980-х годов.

Внедрение ракет с полуактивным радиолокационным самонаведением сделало концепцию наведения особенно важной. Эти ракеты используют собственный радар запускающего самолета, чтобы «нарисовать» цель радиолокационным сигналом, ракета прислушивается к сигналу, отраженному от цели, чтобы навестись на нее. Для этого необходимо, чтобы радар был заблокирован, чтобы обеспечить устойчивый сигнал наведения. Недостаток заключается в том, что как только радар настроен на отслеживание одной цели, оператор теряет информацию о любых других целях. Это проблема, для решения которой предназначено отслеживание во время сканирования.

В традиционных радиолокационных системах дисплей является чисто электрическим; сигналы с антенны радара усиливаются и отправляются непосредственно на осциллограф для отображения. Между «миганиями» на дисплее и радиосигналом, принимаемым от антенны, существует однозначное соответствие. Когда антенна не направлена ​​в определенном направлении, сигнал от любых целей в этом направлении просто исчезает. Чтобы улучшить способность оператора читать данные на дисплее, в осциллографах обычно использовался медленно тускнеющий люминофор в качестве грубой формы «памяти».

Отслеживание во время сканирования

Радары слежения во время сканирования стали возможными благодаря внедрению двух новых технологий: радаров с фазированной решеткой и устройств компьютерной памяти. Антенны с фазированной решеткой стали практичными с появлением в 1960-х годах перестраиваемых мощных когерентных радиочастотных генераторов . Слегка сдвигая фазу между рядом антенн, результирующий аддитивный сигнал можно направлять и фокусировать с помощью электроники. Гораздо более важным для развития TWS было развитие цифровых компьютеров и связанной с ними памяти, которая позволяла запоминать данные радара от сканирования к сканированию.

Радары TWS отсоединяют дисплей от антенны, отправляя сигналы на компьютер вместо дисплея. Компьютер интерпретирует сигнал и создает «файл дорожки» для всего, что обычно вызывало бы всплеск. В следующий раз, когда радар вернется в эту область, все отражения будут сопоставлены с исходной записью, а файл трека будет обновлен или удален по мере необходимости. Вторая система непрерывно считывает данные из файлов треков из памяти и отображает их на радаре в виде серии значков с комментариями. В отличие от режима прямого сопровождения, радарам TWS приходится решать дополнительную проблему распознавания, определяет ли каждое обнаружение/распознавание цели новую цель или принадлежит уже сопровождаемым целям.

Благодаря тому, что местоположение целей известно, даже если антенна радара не направлена ​​на них, радары TWS могут вернуться в ту же область неба при следующем сканировании и направить дополнительную энергию в сторону цели. Таким образом, несмотря на то, что радар не отображает цель постоянно, как это было бы при традиционном захвате цели, в этом направлении посылается достаточно энергии, чтобы позволить ракете отслеживать ее. В этом помогает антенна с фазированной решеткой , позволяющая сфокусировать сигнал на цели, когда антенна находится в этом направлении, без необходимости направлять ее непосредственно на цель. Это означает, что цель может быть окрашена в течение более длительного периода времени, когда антенна находится в одном и том же направлении. Усовершенствованные радары с фазированной решеткой делают это еще проще, позволяя постоянно направлять сигнал на цель.

Однако первый в истории действующий радар слежения во время сканирования не был ни радаром с пассивной решеткой с электронным сканированием , ни радаром с активной решеткой с электронным сканированием . На самом деле это был советского производства, известный как Б-200. радар наведения, обнаружения и сопровождения ракет Впервые разработан в 1953 году КБ-1 (ныне НПО «Алмаз» ) в составе многоканального стационарного зенитно-ракетного комплекса, получившего обозначение С-25 ( Система-25 , первоначальное название Беркут — Беркут , на английском языке). или SA-1 Guild (по обозначению НАТО ), которая предназначалась исключительно для защиты от возможного массированного налета на Москву и особенно Кремль со стороны дальних стратегических ВВС США. бомбардировщиков (особенно такие, как B-47 и более поздние B-52 , способные совершать полеты в стратосфере , что делало их полностью невосприимчивыми к обычным зенитным орудиям).

Поскольку С-25 проектировался еще и как первый в истории многоканальный ракетный комплекс (первый, имевший возможность поражения нескольких целей полностью одновременно - до двадцати целей одной батареей, в каждой до трех ракет). , поэтому потребовалась полноценная РЛС, способная выполнить столь сложную задачу, что в конечном итоге и привело к созданию В-200 как самой первой РЛС управления огнем , предназначенной для многократного наведения ракет на множество различных воздушных целей, что и обеспечивалось именно за счет его способность TWS.

Вместо использования более поздних антенн с фазированной решеткой и многопроцессорных цифровых компьютеров (которые в то время еще не существовали), возможности TWS в B-200 были фактически достигнуты альтернативным методом, то есть путем так называемого «грубого использования». силового подхода (В-200 отличался массивной и очень громоздкой электроникой с множеством аналоговых компьютеров вместе с собственным источником питания в виде тяжелых генераторов , регуляторов, стабилизаторов и вентиляторов, которые были размещены внутри относительно большого бетонного бункера). В период с 1954 по 1956 год СССР создал 56 таких радиолокационных станций (столько же, сколько было ракетных площадок С-25) в двух больших концентрических кольцах вокруг Москвы, которые представляли собой две линии противовоздушной обороны, каждая из которых имела несколько позиций С-25. (из них 34 располагались на внешнем кольце, а остальные 22 — на внутреннем).

B-200 представлял собой радар 3D , УВЧ и S/E-диапазона с приборной дальностью обнаружения 150 км и способностью отслеживать до 30 различных целей одновременно (по 20 из них он также мог запускать ракеты С-25). , продолжая поиск новых целей. Это была первая в мире РЛС, обладающая такими характеристиками, которые впервые, полвека спустя, превзойдет современная российская система С-400 (РЛС управления огнем которой 92Н2 может поражать до 80 различных целей одновременно). , каждый с двумя ракетами). B-200 также отличался уникальным для своего времени дизайном и необычным режимом работы; состоящий из двух симметричных антенн (одна предназначена для наблюдения по азимуту, а другая - для наблюдения по углу места), каждая из которых имеет два шестиугольных ромбовидных диска (каждый высотой до 10 метров), каждый из которых вращается вокруг своих осей (как пропеллер). или ветряная мельница ) во взаимно противоположных направлениях и со скоростью до 50 оборотов в минуту, что позволяло им выполнять сканирование целей. Б-200 вместе с С-25 служили основной линией обороны Москвы от возможных воздушных налетов в течение почти 30 лет (1955-1982 гг.), Пока позже их не превзошла самоходная ракетная система большой дальности С-300. (ныне С-400), в основном из-за полной неподвижности всей системы С-25.

Несмотря на то, что B-200 не попадает в категорию современных радаров с фазированной антенной решеткой, тем не менее, он также считается первым в истории современным радаром управления огнем (предназначенным для наведения ракет), поскольку большинство сегодняшних радаров этого типа разделяют способность TWS.

С западной стороны первой оперативной РЛС TWS стала Королевского флота военно - морская РЛС Тип 984 , которая впервые появилась на три года позже советской наземной РЛС Б-200 (в 1956 г.), всего было изготовлено всего три таких РЛС (для три авианосца Королевского флота — HMS Eagle , Hermes и Victorious ). Кроме того, Тип 984 не был радаром управления огнем и, следовательно, не предназначался для наведения ракет, а был радаром, предназначенным для наземного перехвата , а также радаром раннего предупреждения , из-за чего также требовались возможности TWS. Это был первый западный радар, способный поражать самолеты по нескольким воздушным целям, одновременно сканируя новые. Тип 984 также был первым в истории военно-морским радаром TWS.

В Соединенных Штатах первоначальной радиолокационной системой слежения была полуавтоматическая система наземной среды (SAGE), разработанная для ВВС США в 1958 году. SAGE требовались огромные компьютеры для разработки и поддержания отслеживания десятков самолетов. Ранние бортовые радары TWS обычно отслеживали только одну цель во время сканирования. Первоначальным бортовым комплексом TWS был самолет Hughes Aircraft AN/ASG-18 XF -108 Rapier , который мог отслеживать одиночную цель. Westinghouse был более совершенным, отслеживал AN/APQ-81 для F6D Missileer до восьми целей, но требовал собственного оператора.

Только с появлением цифровых компьютеров и особенно микропроцессоров TWS в бортовых приложениях стали практичными. Развитие TWS обычно последовало за развитием микропроцессоров, которые в конечном итоге привели их в действие; AN /AWG-9 F -14 Tomcat использовал Intel 8080 и мог отслеживать 24 цели.

См. также

• Отслеживать перед обнаружением
• РЛС Тип 984