Hari ini, penerbangan tidak dapat difikirkan tanpa radar. Stesen radar udara (BRLS) adalah salah satu elemen terpenting dari peralatan radio-elektronik pesawat moden. Menurut pakar, dalam masa terdekat stesen radar akan tetap menjadi kaedah utama untuk mengesan, mengesan sasaran dan mengarahkan senjata berpandu ke arah mereka.
Kami akan cuba menjawab soalan yang paling umum mengenai operasi radar di atas kapal dan memberitahu bagaimana radar pertama dibuat dan bagaimana stesen radar yang menjanjikan dapat mengejutkan.
1. Bilakah radar pertama muncul di atas kapal?
Idea untuk menggunakan radar di kapal terbang muncul beberapa tahun selepas radar darat pertama muncul. Di negara kita, stesen darat "Redut" menjadi prototaip stesen radar pertama.
Salah satu masalah utama adalah penempatan peralatan di pesawat - set stesen dengan bekalan kuasa dan kabel beratnya sekitar 500 kg. Adalah tidak realistik untuk memasang peralatan seperti itu pada pesawat tempur satu tempat duduk pada masa itu, jadi diputuskan untuk meletakkan stesen tersebut di Pe-2 dua tempat duduk.
Stesen radar udara domestik pertama yang disebut "Gneiss-2" mula digunakan pada tahun 1942. Dalam masa dua tahun, lebih daripada 230 stesen Gneiss-2 dihasilkan. Dan pada tahun 1945, Fazotron-NIIR, yang kini menjadi sebahagian daripada KRET, memulakan pengeluaran bersiri radar pesawat Gneiss-5s. Jangkauan pengesanan sasaran mencapai 7 km.
Di luar negara, radar pesawat pertama "AI Mark I" - British - mula digunakan sedikit lebih awal, pada tahun 1939. Oleh kerana beratnya berat, ia dipasang pada alat pemintas pejuang berat Bristol Beaufighter. Pada tahun 1940, model baru, AI Mark IV, mulai beroperasi. Ia memberikan pengesanan sasaran pada jarak hingga 5.5 km.
2. Apakah yang terdiri daripada stesen radar udara?
Secara struktural, radar terdiri dari beberapa unit yang dapat ditanggalkan yang terletak di hidung pesawat: pemancar, sistem antena, penerima, pemproses data, pemproses isyarat yang dapat diprogramkan, konsol dan kawalan dan paparan.
Hari ini, hampir semua radar udara mempunyai sistem antena yang terdiri daripada susunan antena slotting rata, antena Cassegrain, susunan antena fasa pasif atau aktif.
Radar udara moden beroperasi dalam pelbagai frekuensi yang berbeza dan memungkinkan untuk mengesan sasaran udara dengan EPR (Kawasan Penyebaran Efektif) seluas satu meter persegi pada jarak beratus-ratus kilometer, dan juga menyediakan pengesanan puluhan sasaran di lorong tersebut.
Selain pengesanan sasaran, hari ini stesen radar menyediakan pembetulan radio, penugasan penerbangan dan penentuan sasaran untuk penggunaan senjata udara berpandu, melakukan pemetaan permukaan bumi dengan resolusi hingga satu meter, dan juga menyelesaikan tugas tambahan: mengikuti medan, mengukur kelajuan, ketinggian, sudut drift, dan lain-lain. …
3. Bagaimana radar udara berfungsi?
Hari ini, pejuang moden menggunakan radar Doppler nadi. Nama itu sendiri menggambarkan prinsip operasi stesen radar seperti itu.
Stesen radar tidak berfungsi secara berterusan, tetapi dengan sentakan berkala - impuls. Pada pencari masa kini, penghantaran denyut nadi hanya berlangsung selama beberapa juta detik, dan jeda antara denyutan adalah beberapa ratus atau seperseribu saat.
Setelah menemui rintangan di jalan penyebarannya, gelombang radio tersebar ke semua arah dan dipantulkan dari balik ke stesen radar. Pada masa yang sama, pemancar radar dimatikan secara automatik, dan penerima radio mula berfungsi.
Salah satu masalah utama radar berdenyut adalah menghilangkan isyarat yang dipantulkan dari objek pegun. Sebagai contoh, untuk radar udara, masalahnya ialah pantulan dari permukaan bumi mengaburkan semua objek di bawah pesawat. Gangguan ini dihilangkan dengan menggunakan efek Doppler, yang mana frekuensi gelombang yang dipantulkan dari objek yang mendekat meningkat, dan dari objek yang keluar akan berkurang.
4. Apakah maksud band X, K, Ka dan Ku dalam ciri radar?
Hari ini, jarak panjang gelombang radar udara beroperasi sangat luas. Dalam ciri radar, jarak stesen ditunjukkan dalam huruf Latin, misalnya, X, K, Ka atau Ku.
Sebagai contoh, radar Irbis dengan susunan antena fasa pasif yang dipasang pada pejuang Su-35 beroperasi di jalur X. Pada masa yang sama, jarak pengesanan sasaran udara Irbis mencapai 400 km.
Jalur X digunakan secara meluas dalam aplikasi radar. Ia memanjang dari 8 hingga 12 GHz spektrum elektromagnetik, iaitu panjang gelombang dari 3,75 hingga 2,5 cm. Mengapa dinamakan demikian? Terdapat versi bahawa semasa Perang Dunia Kedua band ini diklasifikasikan dan oleh itu menerima nama X-band.
Semua nama rentang dengan huruf Latin K pada nama tersebut mempunyai asal usul yang kurang misteri - dari kata Jerman kurz ("pendek"). Julat ini sepadan dengan panjang gelombang dari 1,67 hingga 1,13 cm. Dalam kombinasi dengan perkataan Inggeris di atas dan bawah, band Ka dan Ku masing-masing mendapat nama mereka, terletak di "atas" dan "di bawah" band K-band.
Radar band-band mampu mengukur jarak pendek dan resolusi ultra tinggi. Radar semacam itu sering digunakan untuk kawalan lalu lintas udara di lapangan terbang, di mana jarak ke pesawat ditentukan menggunakan denyutan yang sangat pendek - panjangnya beberapa nanosecond.
Ka-band sering digunakan dalam radar helikopter. Seperti yang anda ketahui, untuk penempatan helikopter, antena radar udara mesti kecil. Mengingat fakta ini, serta keperluan untuk resolusi yang dapat diterima, julat panjang gelombang milimeter digunakan. Sebagai contoh, helikopter tempur Ka-52 Alligator dilengkapi dengan sistem radar Arbalet yang beroperasi di band Ka-lapan milimeter. Radar ini yang dikembangkan oleh KRET memberikan peluang besar kepada Alligator.
Oleh itu, setiap jarak mempunyai kelebihan tersendiri, dan bergantung pada keadaan dan tugas penempatan, radar beroperasi dalam julat frekuensi yang berbeza. Sebagai contoh, memperoleh resolusi tinggi di sektor pandangan ke depan menyedari Ka-band, dan peningkatan dalam jangkauan radar on-board menjadikan jalur X mungkin.
5. Apa itu PAR?
Jelas, untuk menerima dan menghantar isyarat, radar mana-mana memerlukan antena. Untuk memasukkannya ke dalam pesawat terbang, sistem antena rata khas diciptakan, dan penerima dan pemancar terletak di belakang antena. Untuk melihat sasaran yang berbeza dengan radar, antena perlu digerakkan. Oleh kerana antena radar cukup besar, ia bergerak perlahan. Pada waktu yang sama, serangan serentak dari beberapa sasaran menjadi bermasalah, kerana radar dengan antena konvensional hanya menyimpan satu sasaran di "bidang pandang".
Elektronik moden telah memungkinkan untuk meninggalkan pengimbasan mekanikal seperti itu di radar udara. Ia disusun seperti berikut: antena rata (segi empat atau bulat) dibahagikan kepada sel. Setiap sel tersebut mengandungi peranti khas - fasa pergeseran, yang dapat mengubah fasa gelombang elektromagnetik yang memasuki sel dengan sudut tertentu. Isyarat yang diproses dari sel dihantar ke penerima. Ini adalah bagaimana anda dapat menerangkan operasi antena array bertahap (PAA).
Untuk lebih tepat, susunan antena yang serupa dengan banyak elemen pemindah fasa, tetapi dengan satu penerima dan satu pemancar, disebut HEADLIGHT pasif. By the way, pejuang pertama di dunia yang dilengkapi dengan radar array fasa pasif adalah MiG-31 Rusia kami. Ia dilengkapi dengan stasiun radar "Zaslon" yang dikembangkan oleh Institut Penyelidikan Kejuruteraan Instrumen. Tikhomirov.
6. Untuk apa AFAR?
Antena array fasa aktif (AFAR) adalah tahap seterusnya dalam pengembangan pasif. Dalam antena seperti itu, setiap sel array mengandungi transceivernya sendiri. Jumlah mereka mungkin melebihi seribu. Maksudnya, jika pencari tradisional adalah antena, penerima, pemancar yang terpisah, maka dalam AFAR, penerima dengan pemancar dan antena "tersebar" menjadi modul, yang masing-masing mengandungi celah antena, pemindah fasa, pemancar dan penerima.
Sebelumnya, jika, misalnya, pemancar tidak berfungsi, pesawat akan menjadi "buta". Sekiranya di AFAR satu atau dua sel, bahkan selusin, terjejas, selebihnya terus berfungsi. Inilah kelebihan utama AFAR. Terima kasih kepada beribu-ribu penerima dan pemancar, kebolehpercayaan dan kepekaan antena meningkat, dan juga dapat beroperasi pada beberapa frekuensi sekaligus.
Tetapi perkara utama ialah struktur AFAR membolehkan radar menyelesaikan beberapa masalah secara selari. Sebagai contoh, bukan hanya untuk melayani puluhan sasaran, tetapi selari dengan tinjauan ruang, sangat efektif untuk mempertahankan diri dari gangguan, mengganggu radar musuh dan memetakan permukaan, mendapatkan peta resolusi tinggi.
By the way, stesen radar udara Rusia yang pertama dengan AFAR dibuat di syarikat KRET, di syarikat Fazotron-NIIR.
7. Apakah stesen radar pada pejuang PAK FA generasi kelima?
Di antara perkembangan KRET yang menjanjikan adalah AFAR konformal, yang dapat masuk ke dalam pesawat pesawat terbang, dan juga yang disebut kulit bingkai udara "pintar". Dalam pejuang generasi akan datang, termasuk PAK FA, ia akan menjadi, sebagaimana adanya, pengesan transceiver tunggal, memberikan juruterbang maklumat lengkap tentang apa yang berlaku di sekitar pesawat.
Sistem radar PAK FA terdiri dari AFAR jalur-X yang menjanjikan di ruang hidung, dua radar berpenampilan sisi, dan AF-band L-sepanjang sepanjang kepak.
Hari ini KRET juga sedang berusaha untuk mengembangkan radar radio-foton untuk PAK FA. Keprihatinan ini berhasrat untuk membuat model stesen radar masa depan sepenuhnya pada tahun 2018.
Teknologi fotonik akan memungkinkan untuk memperluas keupayaan radar - untuk mengurangkan jisim lebih dari separuh, dan meningkatkan resolusi sepuluh kali ganda. Radar seperti itu dengan susunan antena berfasa radio-optik mampu membuat sejenis "gambar sinar-X" pesawat yang terletak pada jarak lebih dari 500 kilometer, dan memberi mereka gambar tiga dimensi yang terperinci. Teknologi ini membolehkan anda melihat ke dalam objek, mengetahui peralatan apa yang dibawanya, berapa banyak orang di dalamnya, dan bahkan melihat wajah mereka.
