14 декабря, 2014

Военно-технические проблемы создания РЛС РТВ

К началу Второй мировой войны стало очевидно, что радиолокационные станции являются наиболее перспективными средствами разведки воздушного противника. Вместе с тем боевое применение радиолокационных станций в период Второй мировой войны, а также в начальный период холодной войны выявило ряд проблем, требующих своего решения. К ним относилась прежде всего проблема повышения точности радиолокационной информации, особенно данных о высоте полета целей для их успешного поиска на дальних рубежах при обеспечении боевых действий своей авиации. Важной проблемой являлось обеспечение устойчивости радиолокационных станций к воздействию на них организованных помех. Массированное применение средств воздушного нападения предопределило необходимость автоматизации процессов обработки и передачи радиолокационной информации от источников на пункты управления силами и средствами ПВО в условиях скоротечных боевых действий.

РЛС «Десна-М» предназначена для контроля воздушного пространства, автоматического обнаружения и определения координат (дальность, азимут, высота и угол места) широкого класса воздушных объектов в условиях интенсивного противодействия. Трехкоординатная РЛС «Десна-М» позволяет обнаруживать самолеты стратегической, тактической авиации на средних и больших высотах и выдавать боевую информацию для наведения истребительной авиации и целеуказания зенитным ракетным комплексам. Фото: Георгий Данилов

К исследованию военно-технических проблем создания средств радиолокации РТВ ПВО 2-й ЦНИИ МО приступил в конце 1950-х гг.

Поскольку для реализации методов автоматической обработки радиолокационной информации необходимы были достоверные данные о статистических характеристиках отраженных сигналов, в институте в 1958–1959 гг. под руководством З. И. Карася была выполнена комплексная научно-исследовательская экспериментальная работа «Флюктуация» по оценке статистических характеристик радиолокационных сигналов, отраженных от воздушных объектов. Для измерения амплитудных, фазовых и поляризационных характеристик сигналов Н. П. Алферьевым, Ю. Г. Токминым, Г. Е. Веременко и О. В. Пушковым были разработаны и изготовлены комплекты оригинальной измерительной аппаратуры для РЛС различных диапазонов волн. Полученные статистические характеристики легли в основу разработки методов автоматической первичной обработки информации (А. И. Поляков, Л. С. Гурина).

Дальнейшее развитие работ по исследованию радиолокационных сигналов привело к созданию в институте эталонного радиолокационного измерительного комплекса (ЭРИК), с помощью которого до настоящего времени осуществляется оценка отражательных характеристик воздушных и космических объектов, без которых не обходится ни одна ОКР по созданию РЛС.

До начала 1960-х гг. процесс участия института в разработках РЛС не был регламентирован ни организационно, ни методически, осуществлялся по директивам и включал разработку проектов ТТЗ на ОКР, выдачу заключений на проектные материалы разработчиков и участие в государственных испытаниях опытных образцов.

С середины 1960-х гг. на институт в рамках соответствующих этапов ОКР была дополнительно возложена разработка материалов обоснования основных требований к образцам, принципов их боевого применения, а также технико-экономическая оценка. Процесс участия института в разработках образцов РЛС стал называться сначала военно-техническим, затем научно-техническим и в настоящее время – военно-научным сопровождением разработок, в котором центральное место стало занимать обоснование номенклатуры и тактико-технико-экономического облика образцов РЛС.

Повышение роли и ответственности института за результаты проектирования новых образцов РЛС предопределили необходимость разработки методологии и научно-методического аппарата сопровождения разработок в целях снижения риска создания образцов сложных и дорогостоящих РЛС с неудовлетворительными тактико-технико-экономическими характеристиками. Значительный вклад в развитие научно-методических основ сопровождения разработок средств радиолокации в 1960-е гг. прошлого столетия внесли Д. С. Конторов, С. П. Матвеев, Н. П. Алферьев, В. В. Замараев.

РЛС 5Н84А «Оборона» предназначена для дальнего обнаружения и измерения дальности и азимута воздушных целей при работе в составе АСУ или автономно. Станция размещается на шести транспортных единицах (два полуприцепа с аппаратурой, два – с антенно-мачтовым устройством и два прицепа с системой энергоснабжения). На отдельном полуприцепе имеется выносной пост с двумя индикаторами. Фото: Михаил Ходаренок

Следует отметить, что в конце 1950-х – начале 1960-х гг. в институте практически отсутствовала электронная вычислительная техника. В то время еще не было даже электронных калькуляторов. Основным инструментом исследователей были логарифмические линейки. Один из методов исследований процессов обработки сигналов в радиолокационных станциях в тот период состоял в использовании физических моделей. Специальные лаборатории были оснащены блоками серийных образцов РЛС и КСА, а также специальной аппаратурой собственного изготовления.

Во второй половине 1960-х – начале 1970-х гг. в институт начала поступать вычислительная техника. Стали разрабатываться различного рода цифровые имитационные и аналитико-статистические модели для проведения оценок показателей качества радиолокационных средств. Позже, когда достоянием научных сотрудников стал язык программирования «Алгол-60», модели для различных оценок начали разрабатываться в массовом порядке практически во всех отделах и управлениях. Поскольку имеющиеся ЭВМ имели небольшие быстродействие и оперативную память, возможности разрабатываемых моделей были сравнительно невелики как по степени учета различных факторов, так и по скорости получения результата. Однако то, что раньше вручную можно было получить в течение несколько дней, с помощью программ на перфокартах специалисты получали за несколько часов. И лишь в середине 1990-х гг. с появлением практически на каждом столе у исследователей современных быстродействующих ПЭВМ и различных языков программирования возможности для разработки моделей стали практически неограниченными.

С появлением у противника крылатых ракет, способных осуществлять полет на малых и предельно малых высотах, был сформирован и стал развиваться класс маловысотных радиолокационных станций. По тактико-техническим заданиям, разработанным при участии С. П. Матвеева, О. В. Пушкова, Ю. Г. Власенко, были заданы ОКР по разработке маловысотных РЛС 19Ж6 и дальномера 5У75, предназначенного для оснащения горных позиций.

В связи с необходимостью формирования радиолокационных полос предупреждения об ударах крылатых ракет на малых и предельно малых высотах по тактико-техническому заданию, разработанному при участии С. В. Молчанова и В. Г. Мирошниченко, была задана ОКР по созданию высоконадежного автоматизированного радиолокационно-связного комплекса для труднодоступных районов 36Ж6.

Радиолокационное вооружение и военная техника. Снимок сделан в Учебном центре Военной академии воздушно-космической обороны (г. Тверь). Фото: Михаил Ходаренок

Поскольку в условиях холодной войны в ряде приграничных районов страны военные самолеты США и стран НАТО систематически совершали провокационные полеты вдоль государственной границы с довольно частыми ее нарушениями, радиолокационные средства обнаружения в этих районах приходилось держать включенными круглосуточно, что приводило к значительному расходованию их технического ресурса. Для снижения затрат на несение боевого дежурства было предложено развивать класс относительно недорогих дежурных средств, которые создавались, как правило, в длинноволновом диапазоне частот. Сначала это были двухкоординатные РЛС (1РЛ113, 5Н84), а начиная с 1980-х гг. дежурные РЛС стали трехкоординатными.

Проведенные в институте исследования показали, что проблему помехоустойчивости информационной системы необходимо решать как системными методами, так и повышением индивидуальной помехозащищенности радиолокационных станций.

В качестве одной из системных мер обеспечения помехоустойчивости предложено использование в радиолокационной системе РЛС, рассредоточенных по нескольким диапазонам частот. Для этой цели были заданы в разработку РЛС в трех диапазонах частот – 5Н88, 5Н87 и 5Н69. Позже на смену РЛС 5Н87 и 5Н69 разработаны более совершенные РЛС 22Ж6 и «Противник-Г».

В качестве другой системной меры рекомендовано совместное применение в радиотехнических батальонах РЛС кругового обзора, специальных РЛС программного обзора и триангуляционного метода обнаружения и проводки постановщиков шумовой помехи по их пеленгам, полученным от трех разнесенных соседних радиотехнических подразделений.

Для реализации указанной идеи в 1960-х гг. по тактико-техническому заданию, разработанному при участии В. В. Замараева, задана в разработку специальная радиолокационная станция программного обзора 5Н56М1 с электромеханическим сканированием луча.

Внедрению и повышению информационных характеристик триангуляционного метода оценки координат постановщиков шумовой помехи посвящены работы Н. П. Алферьева и С. П. Матвеева. П. А. Мурдаковым и В. А. Денисовым был разработан пеленгационный канал для серийной РЛС П-35. На базе этой РЛС предложено внедрить режим триангуляции постановщиков шумовой помехи в аппаратуру типа «Воздух-1П».

Радиолокационная станция 35Н6 «Каста». Снимок сделан в Учебном центре Военной академии воздушно-космической обороны Фото: Михаил Ходаренок

Для повышения индивидуальной помехозащищенности радиолокационных станций от шумовой помехи в этот период совместно с ВИРТА были разработаны предложения по внедрению в РЛС боевого режима всех типов многоканальных автокомпенсаторов. Вопросам оценки эффективности устройств автокомпенсации и выбора их технического облика посвящена кандидатская диссертация А. Е. Андреева.

Автоматизированная обработка радиолокационной информации вначале распределялась по этапам таким образом, что первичная цифровая обработка сигналов и отметок осуществлялась на радиолокационной станции, а вторичная и третичная обработка – в аппаратуре комплекса средств автоматизации командного пункта (пункта управления) радиотехнического подразделения. Однако уже в конце 1960-х гг. С. П. Матвеев предложил на основе технико-экономических оценок внедрять в радиолокационные станции аппаратуру вторичной обработки. Это предложение, несмотря на упорное сопротивление со стороны представителей промышленности, впервые было реализовано в тактико-технических заданиях на ОКР по созданию радиолокационных станций 5Н88 и 5Н59, а в настоящее время реализуется в каждой из разрабатываемых РЛС.

С появлением у вероятного противника высокоточных самонаводящихся на излучение ракет возникла необходимость обеспечения устойчивости радиолокационных станций к огневому воздействию. Работы по обеспечению защищенности радиолокационных средств обнаружения от самонаводящихся ракет проводились под руководством И. И. Кравченко. В дальнейшем эти работы были продолжены Б. П. Курушиным, С. В. Шиманским, И. Н. Ивашкиным, А. С. Поповым, Н. С. Чащиным.

Большое многообразие типов средств воздушного нападения (стратегические бомбардировщики, тактические истребители, крылатые ракеты, аэробаллистические ракеты, вертолеты, беспилотные летательные аппараты, дрейфующие аэростаты, ракеты-ловушки, самонаводящиеся противорадиолокационные ракеты и др.) и различие решаемых ими задач поставили на повестку дня проблему распознавания классов целей. Работы по распознаванию целей велись под руководством Г. В. Сенчакова. Основы методического аппарата решения задачи распознавания были заложены в докторской диссертации В. Н. Асеева и развиты в дальнейшем в работах А. А. Ефимова, Л. П. Клочковой, К. В. Павлова, А. В. Машкина.

В связи с тем, что задание в разработку новых радиолокационных станций в интересах различных ведомств, видов Вооруженных Сил и родов войск осуществляли несколько заказчиков, к началу 1980-х гг. наметилась тенденция к значительному расширению номенклатуры РЛС при ограниченных производственных возможностях предприятий промышленности. В интересах сокращения номенклатуры РЛС заказывающими организациями Минобороны было задано несколько межведомственных научно-исследовательских работ – «Катализация», «Перспектива», «Подготовка», «Элемент-9», которые выполнялись совместно с видовыми НИУ при головной роли института, а также совместно с организациями – разработчиками радиолокационной техники от промышленности. По результатам этих работ были сформулированы рекомендации о том, чтобы в дальнейшем в разработку задавались только ряды унифицированных радиолокационных станций межвидового применения в блочно-модульном исполнении.

Радиолокационная станция 55Ж6У «Небо-У»–трехкоординатная РЛС дежурного режима обнаружения и сопровождения воздушных объектов метрового диапазона. Снимок сделан в Учебном центре Военной академии воздушно-космической обороны Фото: Михаил Ходаренок

В соответствии с разработанными рекомендациями были заданы комплексные научно-исследовательские работы «Каста», «Гамма», «Ковер» по изысканию технических путей создания рядов межвидовых унифицированных радиолокационных станций различного назначения. По результатам указанных НИР и с учетом создания в 1980-х гг. отечественной промышленностью мощных сверхвысокочастотных транзисторов при участии специалистов института были заданы в разработку первые твердотельные радиолокационные станции дециметрового диапазона волн для обнаружения воздушных целей 35Н6 и 39Н6 (ряд «Каста»), 67Н6, а также мобильная РЛС 64Л6 (обе – из ряда «Гамма»).

Вопросам развития методологии обоснования номенклатуры унифицированных РЛС межвидового применения была посвящена докторская диссертация О. В. Пушкова.

Проблеме повышения помехоустойчивости радиолокационной системы и индивидуальной помехозащищенности радиолокационных средств, комплексированию средств активной и пассивной радиолокации в этот период значительное внимание уделено в докторской диссертации В. М. Жиркова, а также в работах А. Е. Андреева, О. К. Леонтьева, И. Н. Ивашкина, В. И. Проскурина, Е. А. Образцова.

В связи с появлением в стране прочных и легких материалов и совершенствованием элементной базы появилась возможность приступить к созданию аэростатного радиолокационного комплекса обнаружения низколетящих целей. По тактико-техническому заданию, разработанному при участии В. Г. Мирошниченко и С. В. Молчанова, был задан в разработку аэростатный радиолокационный комплекс 25А6. В связи с начавшейся перестройкой и последовавшим затем обвалом экономики ОКР по созданию комплекса 25А6 была прекращена, хотя его опытный образец уже находился на полигоне Капустин Яр.

В период 1980-х – 1990-х гг. за участие в разработках радиолокационных средств два сотрудника института были удостоены званий лауреатов Государственной премии – В. И. Кожешкурт (РЛС 55Ж6) и О. В. Пушков (РЛС 35Н6).

После 2000 г. в условиях финансовых ограничений одним из направлений совершенствования радиолокационной техники стало проведение модернизации радиолокационных станций по бюллетеням в процессе их серийного производства. Начиная с 2011 г. модернизация РЛС осуществляется и при проведении их капитального ремонта. В соответствии с этим подходом разработаны проекты ТТЗ на ОКР по созданию модернизированных образцов РЛС 64Л6М, 59Н6М, 5Н87М, 22Ж6ММ, 55Ж6-УМ, 64Л6Т.

В разработке ТТЗ и проведении испытаний модернизированных РЛС участвовали А. И. Менячихин, В. С. Розводовский, И. Н. Ивашкин, Е. А. Образцов, О. В. Пушков, С. С. Симакович, А. В. Машкин, А. В. Заруцкий.

Для оперативной оценки характеристик радиолокационной информации на выходе испытуемых РЛС Е. А. Образцовым и В. С. Розводовским была разработана специальная программа для типовой ПЭВМ, обеспечивающая автоматизированные прием и селекцию данных внешнетраекторных измерений и выходной информации РЛС, последующую их обработку и расчет соответствующих характеристик выходной траекторной информации РЛС.

В период 2011–2014 гг. при участии специалистов института были завершены работы по созданию современных мобильных твердотельных РЛС 55Ж6М и 48Я6-К1, а также многочастотной полуактивной РЛС 12Ж6П диапазона коротких волн. Разработанные средства имеют высокие тактико-технические и эксплуатационные характеристики и обеспечивают возможность обнаружения современных и перспективных средств воздушного нападения в сложной воздушно-помеховой обстановке в диапазоне высот от предельно малых до высот ближнего космоса. В разработке ТТЗ, военно-техническом сопровождении ОКР и проведении испытаний опытных образцов принимали участие А. И. Менячихин, Ю. А. Астапенко, В. С. Розводовский, Е. А. Образцов, И. Н. Ивашкин.

Таким образом, на протяжении всего периода деятельности института усилия специалистов были направлены на повышение тактико-технических и эксплуатационных характеристик средств радиолокации РТВ.

Средства радиолокации, созданные при участии специалистов института и принятые на вооружение как в нашей стране, так и в ряде зарубежных государств, успешно выполняли и выполняют боевые задачи по контролю воздушного пространства в мирное время и обеспечению боевых действий сил и средств ПВО в региональных военных конфликтах.