ОАО «Научно-исследовательский институт приборостроения (НИИП) имени В. В. Тихомирова» в настоящее время является одним из признанных мировых лидеров в области создания авиационных систем управления вооружением (СУВ). Предприятие обладает уникальным (как по отечественным, так и по мировым масштабам) опытом по разработке БРЛС с электронным управлением лучом Победы в ряде конкурсов МО РФ на разработку перспективной РЭА позволили НИИП в начале XXI века приступить к созданию нового поколения РЛ — комплексов и СУВ на основе активных фазированных антенных решеток (АФАР). Это, в свою очередь, обусловило необходимость поиска новых, наиболее современных технологий, материалов и элементной базы. Работа в институте развернулась при широком взаимодействии с Российской Академией Наук и ведущими отраслевыми научными центрами.
Однако те БРЛС с ФАР пассивного типа (станции «Заслон», «Барс» и «Оса»), что можно считать для «тихомировцев» традиционными, далеко не полностью исчерпали потенциала совершенствования. Интеграция наработок по бортовым комплексам 5-го поколения с последними достижениями в области пассивных ФАР открывает возможности создания в относительно короткое время и с приемлемыми затратами новых РЛ — комплексов, способных в достаточно длительной перспективе удовлетворять запросы самых взыскательных заказчиков.
Примером комплекса, который идеологически может быть отнесён к изделиям поколения «4++», а по основным характеристикам не уступает перспективным зарубежным БРЛС 5-го поколения, можно отнести РЛ — систему управления «Ирбис-Э», работы по которой начались в НИИП имени В.В.Тихомирова а 2004 г. РЛСУ предназначена в первую очередь для оснащения многофункционального истребителя Су-35 и других модификаций самолётов семейства Су, способных заполнить нишу между боевыми самолетами поколения «4+» (Су-27СМ, Су-ЗОМК и др ) и отечественным авиационным комплексом 5-го поколения.
Новая РЛСУ предназначена для использования на всех этапах боевого применения истребителя при взаимодействии с комплексом бортового оборудования (КБО) самолёта, а также с КБО других самолётов группы в ближнем и дальнем воздушных боях, при ведении одиночных и групповых действий днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях как над своей территорией, так и над территорией, контролируемой противником, при наличии естественных и искусственных радиопомех.
«Ирбис-Э» в составе «интегрированного борта» самолёта Су-35 должен решать чрезвычайно (можно сказать, рекордно) широкий круг боевых и вспомогательных задач.
В частности:
— обнаружение и сопровождение радиоконтрастных и радиоизлучающих воздушных, наземных и надводных целей;
— определение госпринадлежности целей;
— распознавание класса и типа воздушных целей по их РЛ-«портретам»;
— разрешение (определение количества воздушных целей в группе;
— формирование РЛ — изображения подстилающей поверхности (карты местности) в режимах низкого, среднего и высокого разрешения;
— «замораживание» РЛ — изображения с отображением положения собственного самолёта;
— информационное обеспечение маловысотного полёта (МВП) при облёте и обходе препятствий;
— обнаружение и оценка встречных метеообразований;
— коррекцию навигационных систем;
— измерение дальности при применении оптико-электронных средств поражения;
— выдача в КБО и прием от него необходимой информации в соответствии с установленными протоколами обмена;
— взаимодействие с УР класса «воздух-воздух» и «воздух-поверхность», оснащенными активными полуактивными РГСН по ВЧ — каналам на этапе подготовки их к пуску и на траектории с обеспечением информации об атакуемых целях;
— тренажный режим.
При этом основными целями для системы в режимах «воздух-воздух» являются самолёты тактической, армейской, стратегической, морской и военно-транспортной авиации, а также авиационные комплексы РЛДН, постановщики помех и авиационные компоненты разведывательно-ударных комплексов. Должна быть обеспечена возможность борьбы с перспективными гиперзвуковыми ЛА, БЛА различного назначения (в том числе и стратегическими КР), УР классов «воздух-воздух» и «поверхность-воздух», тактическими и оперативно-тактическими баллистическими ракетами, вертолётами (в том числе в режиме зависания).
Среди наземных целей, уничтожение которых должен обеспечить новый РЛ — комплекс, — самолеты и вертолёты на открытых стоянках, мотопехотные, танковые и артиллерийские подразделения на марше и в местах сосредоточения, подразделения ракетных и пушечных зенитных комплексов на боевых позициях и на марше, пусковые установки оперативно-тактических ракет, ВПП, транспортные магистрали и ЛЭП, а также прочие радиоконтрастные цели типа узлов связи, РЛ — постов, элементов АСУ и разведывательно-ударных комплексов.
«Ирбис-Э» должен эффективно работать и по надводным радиоконтрастным объектам — соединениям кораблей, одиночным надводным целям (с водоизмещением от ракетного катера до крейсера), в том числе использующих технологии Stealth, нефтяным и газодобывающим платформам и пр. При этом цели могут перемещаться с радиальными скоростями до 90 км/ч.
Всё же борьба с воздушными целями наиболее
приоритетна для истребителя Су-35 РЛСУ «Ирбис-Э», входящая в состав КБО этого самолёта, предназначена для:
— всепогодного поиска, обнаружения и устойчивого сопровождения (под любым ракурсом) в пространстве и на фоне земли (воды) воздушных целей на встречно-пересекающихся и догонных курсах при активном радиопротиводействии;
— измерения и выдачи в информационно-управляющую систему (ИУС) самолёта координат воздушных целей, а также признаков распознавания класса и типа целей, сопровождаемых в специальных режимах;
— обнаружения и сопровождения до 30 воздушных целей при непрерывности обзора пространства (режим сопровождения «на проходе»);
— дискретно-непрерывного сопровождения до восьми воздушных целей из числа сопровождаемых «на проходе», с периодичностью и точностью, достаточными для применения по этим целям УP класса «воздух-воздух» с АРГС и ПАРГС;
— подсвета и передачи команд по двум сопровождаемым целям при одновременном наведении двух ракет с ПАРГС;
— передачи команд радиокоррекции при одновременном применении до восьми УР с АРГС по восьми разным целям с одновременным сохранением обзора воздушного пространства;
— обнаружения и сопровождения вертолётов (в том числе в режиме зависания);
— разрешения по углам и дальности (в специальных режимах) групповой воздушной цели с формированием признака «групповая цель»;
— автоматического распознавания класса целей, сопровождаемых в специальных режимах (большая, средняя или малая, самолет, вертолет, УР, КР, ТБР и пр.);
— распознавания типа цели (до 20 типов ЛА иностранного и российского производства) для оптимизации применяемого оружия;
— обнаружения и пеленгации до 10 самолетов-постановщиков помех с вычислением дальности одного из них для атаки;
— автоматического и ручного перехода нa сопровождение воздушных целей в заданной зоне (B том числе визуально видимой цели) в ближнем маневренном воздушном бою в режиме «Вертикаль» в секторе 5х600 и в режиме «Коллиматорный авиационный индикатор» в секторе 30×200 на дальностях до 10 км за время не более секунды (кстати, сопровождение целей в ближнем маневренном бою не накладывает ограничений на маневренные возможности самолета);
— подготовки (при взаимодействии с ИУС) к пуску УР класса «воздух-воздух» с РГСН и доведения их до целей (1-2 ракеты средней дальности с ПАРГС) или до захвата цели ГСП (до восьми УР средней дальности с АРГС или до четырех УР большой дальности с АРГС), управляя по каналам радиокоррекции и подсвета воздушных целей.
«Ирбис-Э» предназначен для обнаружения и сопровождения атакующих УР класса «воздух-воздух» и «поверхность-воздух» на дальностях, гарантирующих эффективный маневр противодействия (не менее чем за шесть секунд до ее подлета). При работе по радиоконтрастным наземным (надводным) целям комплекс должен обеспечивать картографирование земной и водной поверхности и обнаружение наземных целей в режимах:
— обзора реальным лучом (режим низкого разрешения);
— обзора с доплеровским обужением луча (режим среднего разрешения);
— обзора с адаптивным фокусированным синтезированием апертуры (режимы высокого и сверхвысокого разрешения);
— формирования изображения РЛ — карты местности вокруг заданного ИУС центра по азимуту и дальности. При этом реализуются функции укрупнения масштаба изображения (микроплан);
— управления размером зоны и её положением по дальности и азимуту в пределах, разрешённых для каждого режима картографирования секторов, по командам ИУС;
— корректируемого автоматического и программно-корректируемого (при взаимодействии с ИУС) сопровождения до четырёх наземных целей;
— «замораживания» РЛ — изображения по командам ИУС с отображением на неподвижной карте положения самолёта;
— селекции движущихся наземных целей;
— измерения путевой скорости и угла сноса самолёта;
— измерения наклонной дальности до точки на земле в заданном от ИУС направлении;
— информационного обеспечения маловысотного полёта;
— режима метеолокации.
При одновременной работе по воздушным и наземным целям система «Ирбис-Э» способна картографировать подстилающую поверхность с одновременным обзором воздушного пространства или сопровождением одной воздушной цели с точностями, достаточными для её обстрела ракетами с АРГС.
В соответствии с принятой концепцией построения КБО самолета Су-35, управление работой РЭО происходит по сигналам ИУС в зависимости от манипуляций экипажа или результатов решения алгоритмов автоматизированного управления работой КБО. Аналогично по командам ИУС выбираются режимы работы РЛСУ при решении задач «воздух-воздух», «воздух-поверхность», «воздух-воздух + воздух-поверхность» и пр.
Конструктивно «Ирбис-Э» представляет собой многофункциональную РЛ — систему X-диапазона, выполненную на базе пассивной ФАР, размещенной на двухстепенном гидроприводе (по азимуту и крену), с использованием перспективной вычислительной системы ЕКВС-Э с БЦВМ «Соло-35». В состав системы входит и аппаратура запросчика системы опознавания госпринадлежности, работающая в режимах Mk-ХА. В РЛСУ «Ирбис-Э» с шириной рабочей полосы частот +4% от средней частоты реализован моноимпульсный метод пеленгации и следующие виды излучения:
— с высокой частотой повторения импульса,
— со средней частотой повторения импульса,
— с низкой частотой повторения импульса,
— дискретно-непрерывное.
Обеспечивается и формирование значительного количества лучей специальной формы. При этом используются различные виды сложных сигналов для повышения энергетического потенциала, разрешающей способности и помехозащищенности Антенное устройство на базе пассивной ФАР — диаметром 900 мм, с вертикальной поляризацией волны и временем переключения луча при электронном управлении 0,4 мс — сканирует (при электронном управлении) по азимуту и углу места в секторах не менее 60°. Кроме того, двухстепенной электрогидропривод механически доворачивает антенну по азимуту на 60° и по крену на угол 120°. Благодаря этому, максимальный угол отклонения луча по азимуту при электронном управлении и механическом довороте антенны увеличивается до 1200. При этом вертикальная поляризация волны может быть изменена на горизонтальную для улучшения условий наблюдения надводных целей.
Передающее устройство, выполненное на базе твердотельного задающего генератора «Олива» и цепочки из двух усилителей мощности на лампах бегущей волны типа «Челнок», обеспечивает:
— максимальную пиковую мощность на обзорных частотах не менее 20 кВт при средней мощности 5 кВт;
— среднюю дискретную непрерывную мощность передачи на частотах подсвета не менее 2 кВт;
— генерацию и излучение всех видов сигналов с высокой, средней и низкой частотами повторения и различными видами модуляции.
Четырёхканальное приёмное устройство на базе малошумящего входного усилителя принимает и первично преобразовывает ВЧ — сигналы при коэффициенте шума (с устройством защиты} 3,5 дБ. Первичная цифровая обработка принятых сигналов происходит в программируемом сигнальном процессоре на базе БЦВМ «Соло-35.01», а обработка данных и управление работой РЛСУ — в БЦВМ «Соло-35.02», которые совместно образуют БЦВС «Ирбиса-Э». При этом в режиме дальнего обнаружения в зоне 100 кв. градусов, в пределах ± 60° от строительной оси самолёта, РЛСУ «Ирбис-Э» должна обнаруживать воздушные цели с ЭПР в 3 м2 и измерять их дальность:
— на встречных курсах — не менее 350-400 км (при высоте цели более 5000 м на фоне неба-не менее 400 км);
— на догонных курсах — не менее 150 км (при высоте цели не менее 10.000 м на фоне неба).
Обнаруживать «сверхмалозаметные» цели (с ЭПР в 0,01 м2) РЛСУ должна на дальностях до 90 км (это практически соответствует максимальной дальности обнаружения цели класса «истребитель» станциями 4-го поколения на истребителях Су-27 и F-15C). Разрешающая способность при распознавании плотной групповой цели (на расстоянии 50 км) должна составлять 50-100 м по дальности, 5 м/с по скорости и 2,5° по угловым координатам.
При использовании заданной заказчиком номенклатуры авиационных средств поражения в режиме «воздух-воздух» система «Ирбис-Э» должна обеспечивать возможность одновременно обстреливать до четырёх воздушных целей ракетами большой (300 км и более) дальности или до восьми целей ракетами средней дальности РВВ-АЕ.
При разработке РЛСУ «Ирбис-Э» используется хорошо отработанный ряд устройств из состава РЛСУ «Барс», а именно:
— синхронизатор;
— НЧ — приёмник с АЦП;
— СВЧ — приёмник на базе ЭСУ «Шарнир»;
— задающий генератор «Ольха» (теперь он — «Олива»).
А двухстепенной привод ЭГСП-27 РЛСУ «Ирбис-Э» является дальнейшим развитием одностепенного привода ЭГСП-6А БРЛС «Барс»…. ФАР системы «Ирбис-Э» разработана на основе технических и технологических решений, апробированных при разработке ФАР «Оса» и «Барс», рототипом мощного выходного усилителя передающего канала «Ирбиса-Э» послужил выходной усилитель мощности на базе лампы бегущей волны «Челнок», созданной в рамках программы БРЛС Н011М. Прототип выходного усилителя прошёл проверку в составе БРЭО опытного самолёта Су-27М (бортовой 712) на этапе лётно-конструкторских испытаний, обеспечив значительное увеличение дальности действия системы. Именно это позволило ввести в РЛСУ «Ирбис-Э» режим дальнего обнаружения.
Математическое и алгоритмическое обеспечение РЛСУ «Ирбис-Э» включает в себя всё лучшее, что было разработано, апробировано и испытано специалистами НИИП имени В.В.Тихомирова на самолётах Су-ЗОМКИ, Су-ЗОМК2, а также Су-27СМ. В то же время в РЛСУ «Барс» применяются вычислительные машины RC1, RC2, разработанные инозаказчиком.В РЛПК «Оса» и других наиболее современных отечественных бортовых системах БЦВМ семейства «Багет», которые в настоящее время уже исчерпали своё потенциал по производительности. В связи с этим в РЛСУ «Ирбис-Э» используют перспективные, в десятки раз более быстродействующие вычислительные средства на основе БЦВМ «Соло».
По сравнению с «Барсом», его «младший брат» «Ирбис-Э» должен обеспечить следующие преимущества:
— расширенную (более чем вдвое) полосу рабочих частот;
— обнаружение и сопровождение воздушных целей, картографирование и поиск морских (наземных) целей в зоне 120° по азимуту (вместо 70°) за счёт улучшения параметров ФАР и применения двухстепенного гидропривода;
— увеличенную дальность действия по воздушным (до 400 км) и наземным (надводным) целям, а также улучшенную помехозащищённость за счёт повышения выходной мощности передатчика и глубокой интеграции с другими информационными датчиками КБО;
— возможность применять УР класса «воздух-воздух» большей дальности;
— улучшение обзора на море за счёт поворота плоскости поляризации излучаемой волны и благодаря новому гидроприводу, обеспечивающему поворот полотна ФАР по крену на 90°;
— возможность распознавать морские и наземные цели в режиме сверхвысокого разрешения и повышенную разрешающую способность по дальности в режиме картографирования (до 3 м и менее).
Сравнение заданных ТТХ РЛСУ «Ирбис-Э» с зарубежными аналогами затруднительно , поскольку информация по разрабатываемым системам с ФАР и АФАР носит, как правило, рекламный, оценочный характер.
Наиболее «продвинута» по степени готовности сегодня американская БРЛС Northrop Grumman/Raytheon AN/APG-77 для истребителя Lockheed Martin F/A-22A Raptor. Предполагается, что основные наработки в области оборудования и программного обеспечения БРЛС APG-77 будут перенесены в новейший проект 21 века — истребитель JSF.
Основываясь на имеющейся информации, можно сделать вывод, что в РЛСУ «Ирбис-Э» заложено подавляющее большинство РЛ — режимов, используемых в перспективных зарубежных БРЛС. При этом ряд заявленных характеристик не только не уступает, но и превосходит характеристики лучших зарубежных аналогов.
Так, заявленная в ТТЗ системы «Ирбис-Э» дальность обнаружения малоразмерной воздушной цели класса «истребитель» значительно превосходит аналогичные характеристики зарубежных аналогов. Обнаружение адекватного противника (истребителя) станцией AN/APG-62(V)1 модернизированного самолёта F-15C составляет 100-120 км, а модификации с БРЛС, снабжённой АФАР (AESA) — 160 км.
Более «продвинутая» станция с АФАР многофункционального истребителя F-35 (JSF) может работать в см-диапазоне на дальности 170-180 км.
Однако по своей «весовой категории» и кругу решаемых задач разрабатываемой РЛСУ «Ирбис-Э» более соответствует РЛ — система управления вооружением самолета 5-го поколения Lockheed Martin F/A-22A Raptor. He требуется быть прорицателем, чтобы утверждать, что противоборство этих систем в значительной степени определит боевой потенциал (до появления российского авиакомплекса 5-го поколения) авиационных группировок основных «авиационных держав».
Видимо, следует сравнить и «дуэльные» возможности Су-35 и F/A-22A. По заявленным характеристикам F/A-22A не имеет реального преимущества перед Су-35 с РЛСУ «Ирбис-Э» в дальнем ракетном воздушном бою. О том же, чем закончится ближний маневренный воздушный бой между юрким Су-35 (с управляемым вектором тяги) и Raptor в классической конфигурации, лучше уж промолчать — сравнение будет явно не в пользу наших заокеанских коллег.
Аэрокосмическое обозрение №1, 2006 г.
—
1. Возможности РЛС Н035 «Ирбис-Э»
* «Ирбис-Э» – ПФАР, пик мощности передатчика 20 кВт, средняя 5 кВт.
* Обнаруживает цель с ЭОП 3 м² на дальности до 350-400 км в передней полусфере.
* Цель с ЭОП 1 м² – на расстоянии 250–270 км, 0,1 м² – порядка 150-200 км.
* Параметр: \( R \propto \sigma^{1/4} \) используется в методиках оценки дальности обнаружения по данным НИИП и радиотехнических кафедр ВВА им. Гагарина.
2. ЭОП крылатых ракет Tomahawk
* Для BGM-109E Tomahawk Block IV/Block V (малозаметная модификация) ЭОП оценивается в диапазоне 0,05-0,2 м².
* Для старых BGM-109C/D – 0,3-0,5 м², но их заметность выше.
* Средний ориентир, принятый в западных открытых источниках и российских исследованиях, – 0,1-0,2 м².
Источник: оценочные данные DARPA, Jane’s, The Drive, Air Power Australia.
3. Проверка внутренней логики
Используем эмпирическое соотношение:
\( R_2 = R_1 \times \left( \frac{\sigma_2}{\sigma_1} \right)^{1/4} \)
Если «Ирбис-Э» видит цель с \( \sigma_1 = 3 \, \text{м²} \) на 400 км:
- Для цели с \( \sigma_2 = 0.5 \, \text{м²} \):
\( R_2 = 400 \times \left( \frac{0.5}{3} \right)^{1/4} \approx 260 \, \text{км} \) - Для цели с \( \sigma_2 = 0.1 \, \text{м²} \):
\( R_2 = 400 \times \left( \frac{0.1}{3} \right)^{1/4} \approx 170 \, \text{км} \)
