Самолетные радиолокационные станции перехвата (Инженер-подполковник Н. Григорьев, инженер-майор Н. Старостин)

Перехват самолетов противника осуществляется с помощью наземных и самолетных радиолокационных средств. Бомбардировщики могут быть замечены наземными радиолокационными станциями обнаружения и наведения за несколько сотен километров. На экране наземной станции появляются отметки, по которым определяются дальность бомбардировщиков противника, примерное количество самолетов, а также высота, скорость и курс их полета. По радио дается команда истребителям вылетать на перехват.

Истребители стремительно сближаются с бомбардировщиками, однако на последних нескольких километрах это сближение оказывается весьма затруднительным. Использование лишь наземной станции не позволяет вывести истребители на дальность визуального обнаружения противника в ночных условиях.

В этом случае применяются самолетные радиолокационные станции перехвата и прицеливания, устанавливаемые на истребителях-перехватчиках и позволяющие в любую погоду и в различное время суток обнаружить самолет противника. Самолетные станции перехвата имеют относительно небольшую дальность, но на достаточно близких дистанциях они действуют уверенно и точно.

Основное назначение радиолокационной станции перехвата - обеспечить уничтожение воздушного противника при отсутствии визуальной видимости.

Станция перехвата помогает обнаруживать цели, сближаться с ними, занимать наивыгоднейшее для атаки положение, а также осуществлять прицеливание.

Радиолокационная станция перехвата и прицеливания состоит из передатчика, приемника, антенны, индикаторного устройства, вычислительного блока и других вспомогательных элементов. Передатчик предназначен для генерирования электромагнитных колебаний очень высокой частоты, измеряемой тысячами миллионов герц. Колебания генерируются не непрерывно, а короткими импульсами длительностью от десятых долей микросекунды до нескольких микросекунд. Импульсы следуют один за другим с очень большой частотой - до нескольких тысяч импульсов в секунду.

Из передатчика энергия направляется в антенну, предназначенную для излучения и приема радиоволн.

Антенна радиолокационной станции перехвата одного из существующих типов, приводимая в движение электродвигателем, непрерывно перемещается таким образом, что ее луч описывает в пространстве сходящуюся и расходящуюся спираль (рис. 36, а). При этом последовательно просматриваются все участки зоны обзора в передней полусфере истребителя.

Рис. 36. Схема работы радиолокационной станции перехвата: а - пространственное развертывание луча антенны; б - движение электронного луча по экрану трубки; в - общий вид экрана индикатора; г - схема пространственного развертывания луча антенны в режиме прицеливания

При встрече радиолуча с воздушной целью импульсы электромагнитной энергии отражаются и часть этой энергии возвращается обратно к антенне радиолокационной станции. Отраженный импульс попадает в приемное устройство станции и после преобразования и усиления подается на индикатор, основным элементом которого является электроннолучевая трубка. Электронный луч трубки под действием "отклоняющего" устройства движется по спирали синхронно с движением радиолуча (рис. 36, б). В каждый момент времени его положение точно соответствует положению радиолуча в пространстве.

Воздействуя на индикатор, импульсы в момент их прихода повышают величину тока электронного луча, вследствие чего появляется ярко светящееся пятно на экране индикатора. Время прохождения импульса от станции до цели и обратно ничтожно, поэтому яркое пятно на экране трубки получается практически в момент встречи радиолуча с целью и отметка вспыхивает в точке экрана, соответствующей положению цели в пространстве.

Общий вид экрана индикатора дан на рис. 36, в, где показан ряд отметок воздушных целей. Перекрестие, нанесенное на экран (оси координат), дает возможность летчику определить местоположение цели относительно своего самолета. Центр перекрестия соответствует положению истребителя-перехватчика. Например, цель № 1 находится левее и выше истребителя, цель № 2 - непосредственно перед ним на линии его полета, цель № 3 - правее и ниже истребителя.

Около каждой отметки цели на экране видны горизонтальные светящиеся линии - "крылья". С помощью этих "крыльев" летчик определяет дальность цели. Чем ближе воздушная цель к истребителю-перехватчику, тем длиннее ее "крылья". Это соответствует реальному взаимному положению перехватчика и цели: при сближении с целью ее видимые размеры возрастают по законам перспективы.

Для получения "крыльев", длина которых должна соответствовать в некотором масштабе дальности цели, необходимо прежде всего определить эту дальность. Определение дальности цели основано на измерении времени прохождения импульсов от антенны до цели и после отражения от нее обратно к антенне радиолокационной станции. Измерение столь ничтожных промежутков времени возможно только с помощью электронной схемы. Эта схема отрабатывает электрическое напряжение, соответствующее измеренному времени. Воздействие напряжения на электронный луч вызывает его отклонения в горизонтальном направлении около отметки цели, создавая тем самым "крылья" отметки.

Как же с помощью такой станции обеспечивается перехват самолетов? Наземная станция наведения выводит истребитель-перехватчик в район нахождения цели на такое расстояние, при котором цель можно увидеть на экране индикатора самолетной станции перехвата. После этого летчик начинает действовать самостоятельно, управляя своим истребителем так, чтобы отметка цели перемещалась к центру перекрестия экрана, а "крылья" непрерывно увеличивались. Это означает, что летчик выходит на цель по направлению, одновременно сближаясь с ней. Совместив отметку цели с центром перекрестия и сблизившись на дистанцию действительного огня, отмеченную вертикальными штрихами по обе стороны перекрестия, летчик может открывать огонь.

Однако точность прицеливания с помощью такой станции низка. Она не может значительно превысить ширину радиолуча, равную обычно нескольким градусам. Эта станция может быть эффективно использована лишь для обнаружения и сближения с целью. В современных станциях во время прицеливания используется обычно специальный режим работы - метод "равносигнальной зоны". Что это за метод?

В режиме прицеливания радиолуч антенны движется не по спирали, а по конусу. Если цель находится в зоне действия этого конуса, то отраженная энергия в процессе вращения луча непрерывно изменяет свою величину от импульса к импульсу. В самом деле, при вращении по конусу (рис. 36, г) электрическая ось антенны, характеризующая направление излучения максимальной мощности, будет то приближаться, то удаляться от цели (цель в положении 1). Только в том случае, когда цель находится в "равносигнальной зоне", т. е. на оси конуса, отраженные от нее импульсы будут неизменными по величине (цель в положении 2). Принятые импульсы воздействуют на специальное электронное устройство, связанное с электродвигателями управления антенной. Это устройство находится в равновесном состоянии только в случае воздействия на него постоянных по величине импульсов. При поступлении импульсов переменной величины оно автоматически поворачивает антенну в положение, при котором цель окажется в равносигнальной зоне. Это отмечается на экране индикатора в виде яркой отметки.

Так как ширина равносигнальной зоны ничтожна, то по этому методу положение цели определяется с большой точностью и летчик при достаточном навыке в прицеливании по светящейся отметке может безошибочно поразить цель. Имеющийся в станции вычислительный блок автоматически учитывает необходимые поправки, которые требуется внести в процессе прицеливания вследствие различия в условиях атак (различные ракурсы стрельбы, высота полета и т. д.).

Чтобы предотвратить возможность поражения своего самолета, станция перехвата работает совместно с аппаратурой опознавания "свой - чужой".

В настоящее время разработано много различных систем радиолокационных станций перехвата. В последние годы, по данным иностранной печати, особое внимание уделяется вопросам автоматизации перехвата. Во многих странах ведется интенсивная работа над тем, чтобы автоматизировать управление полетом истребителя-перехватчика и ведение огня.

Стремление к автоматизации перехвата не случайно: скорости и высотность современных самолетов достигли такой величины, что каждая лишняя минута промедления может повлечь за собой срыв всей операции. Что же касается момента атаки, то успех ее решается уже не минутами, а секундами. Все это в еще большей мере относится к самолетам ближайшего будущего.

Для автоматизации полета при перехвате цели на истребитель устанавливается автопилот, связанный со станцией перехвата. Вся эта система работает следующим образом: радиолокационная станция определяет точное местоположение цели относительно своего самолета, и полученные данные в виде электрических сигналов поступают в автопилот. Автопилот, подчиняясь "электрической" команде, приводит в действие исполнительные механизмы, воздействующие на органы управления самолетом. При этом самолет-истребитель самостоятельно, без участия летчика, сближается с целью, прицеливается и открывает огонь с необходимой дистанции. Летчик во время атаки освобождается от операции по управлению самолетом и только контролирует процесс атаки, наблюдая за показаниями приборов. Для определения курса полета истребителя и выработки соответствующих сигналов управления автопилотом радиолокационная станция должна быть снабжена специальным вычислительным устройством - счетной машиной. По данным иностранной прессы, соединение станции перехвата с автопилотом осуществляется в разработанной фирмой Хьюз системе управления огнем Е-4, использующей автопилот ЛИР-Ф5. По тем же данным, дальность действия подобной системы может достигать 30-40 км.

Можно предполагать, что дальнейшее развитие техники приведет к полной автоматизации всех операций по наведению на цель, атаке и уничтожению ее, а также возвращению самолета на свой аэродром. По-видимому, такая система будет работать совместно с автоматическими наземными станциями обнаружения и наведения, а также с радиомаяками, которые примут участие в управлении полетом истребителя.

Современная техника позволила создать принципиально новый вид оружия для перехвата самолетов противника. Таким оружием являются управляемые снаряды, автоматически наводимые на цель с земли с помощью радиолокационного оборудования. Управляемые снаряды могут устанавливаться также и на самолете. В этом случае летчик самолета-перехватчика направляет их на цель, пользуясь своей бортовой радиолокационной станцией. Управляемые снаряды обеспечивают весьма высокую вероятность поражения цели с большой дальности.

Несмотря на все указанные выше преимущества автоматизации, необходимо помнить, что автомат не может вполне и во всех случаях заменить человека. Действительно, в воздушном бою, в особенности при участии многих самолетов, обстановка быстро меняется и может потребовать новых решений, не предусмотренных заранее. Это должно быть сделано либо летчиком на самолете, либо оператором станции наведения на земле. Поэтому от всего личного состава, участвующего в перехвате самолетов, и в особенности от летчика требуются максимальная быстрота ориентировки, умение принять правильное решение, находчивость.