Ngayon, ang pag-aviation ay hindi maiisip na walang mga radar. Ang isang airborne radar station (BRLS) ay isa sa pinakamahalagang elemento ng radio-electronic na kagamitan ng isang modernong sasakyang panghimpapawid. Ayon sa mga eksperto, sa malapit na hinaharap na mga istasyon ng radar ay mananatili ang pangunahing paraan ng pagtuklas, pagsubaybay sa mga target at pagturo sa kanila ng mga gabay na armas.
Susubukan naming sagutin ang pinakakaraniwang mga katanungan tungkol sa pagpapatakbo ng mga radar sa board at sabihin kung paano nilikha ang mga unang radar at kung paano sorpresahin ang mga maaakmang istasyon ng radar.
1. Kailan lumitaw ang mga unang radar sa board?
Ang ideya ng paggamit ng radar sa mga eroplano ay dumating ilang taon pagkatapos lumitaw ang mga unang ground-based radar. Sa ating bansa, ang ground station na "Redut" ay naging prototype ng unang istasyon ng radar.
Ang isa sa mga pangunahing problema ay ang paglalagay ng mga kagamitan sa eroplano - ang hanay ng istasyon na may mga supply ng kuryente at mga kable ay may timbang na 500 kg. Hindi makatotohanang mag-install ng naturang kagamitan sa isang solong-upuang manlalaban ng oras na iyon, kaya napagpasyahan na ilagay ang istasyon sa isang dalawang puwesto na Pe-2.
Ang unang domestic airborne radar station na tinawag na "Gneiss-2" ay nagsilbi noong 1942. Sa loob ng dalawang taon, higit sa 230 mga istasyon ng Gneiss-2 ang nagawa. At sa nagwaging 1945 Fazotron-NIIR, na bahagi ngayon ng KRET, ay nagsimula sa serial production ng Gneiss-5s sasakyang panghimpapawid radar. Ang saklaw ng target na pagtuklas ay umabot sa 7 km.
Sa ibang bansa, ang unang radar ng sasakyang panghimpapawid na "AI Mark I" - British - ay inilagay sa serbisyo nang mas maaga, noong 1939. Dahil sa mabigat na bigat nito, naka-install ito sa mabibigat na manlalaban-interceptor na Bristol Beaufighter. Noong 1940, isang bagong modelo, ang AI Mark IV, ang pumasok sa serbisyo. Nagbigay ito ng target na pagtuklas sa layo na hanggang 5.5 km.
2. Ano ang binubuo ng isang airborne radar station?
Sa istruktura, ang radar ay binubuo ng maraming mga naaalis na yunit na matatagpuan sa ilong ng sasakyang panghimpapawid: isang transmiter, isang sistema ng antena, isang tatanggap, isang processor ng data, isang napaprograma na signal processor, mga console at kontrol at ipinapakita.
Ngayon, halos lahat ng mga airborne radar ay may isang sistema ng antena na binubuo ng isang flat slotted antena array, Cassegrain antena, passive o aktibong phased antena array.
Ang mga modernong airborne radar ay nagpapatakbo sa isang hanay ng iba't ibang mga frequency at pinapayagan ang pagtuklas ng mga target sa hangin na may isang EPR (Epektibong Laganap na Lugar) ng isang square meter sa layo na daan-daang mga kilometro, at nagbibigay din ng pagsubaybay ng mga dose-dosenang mga target sa daanan.
Bilang karagdagan sa target na pagtuklas, ngayon ang mga istasyon ng radar ay nagbibigay ng pagwawasto ng radyo, pagtatalaga ng paglipad at pagtatalaga ng target para sa paggamit ng mga gabay na armas na nasa hangin, isagawa ang pagmamapa sa ibabaw ng mundo na may resolusyon na hanggang sa isang metro, at lutasin din ang mga pantulong na gawain: sumusunod sa lupain, pagsukat ng sarili nitong bilis, altitude, drift angle, at iba pa. …
3. Paano gumagana ang isang airborne radar?
Ngayon, ang mga modernong mandirigma ay gumagamit ng pulso Doppler radars. Inilalarawan mismo ng pangalan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang istasyon ng radar.
Ang istasyon ng radar ay hindi gumagalaw nang tuluy-tuloy, ngunit may mga pana-panahong jerks - impulses. Sa mga tagahanap ngayon, ang paghahatid ng isang pulso ay tumatagal lamang ng ilang mga milyon-milyon ng isang segundo, at ang mga pag-pause sa pagitan ng mga pulso ay ilang mga sandaandaan o ikalampu ng isang segundo.
Natagpuan ang anumang balakid sa landas ng kanilang paglaganap, ang mga alon ng radyo ay nagkalat sa lahat ng direksyon at makikita mula rito pabalik sa istasyon ng radar. Sa parehong oras, ang radar transmitter ay awtomatikong naka-patay, at ang radio receiver ay nagsisimulang gumana.
Ang isa sa mga pangunahing problema sa mga pulsed radars ay ang pagtanggal ng signal na nakalarawan mula sa mga nakatigil na bagay. Halimbawa, para sa mga radar na nasa hangin, ang problema ay ang mga pagsasalamin mula sa ibabaw ng mundo na nakakubli sa lahat ng mga bagay sa ilalim ng sasakyang panghimpapawid. Ang pagkagambala na ito ay tinanggal gamit ang Doppler effect, ayon sa kung saan ang dalas ng isang alon na nakalarawan mula sa papalapit na bagay na tumataas, at mula sa isang papalabas na bagay na nababawasan ito.
4. Ano ang ibig sabihin ng X, K, Ka at Ku band sa mga radar na katangian?
Ngayon, ang saklaw ng mga haba ng daluyong kung saan nagpapatakbo ang mga radar na nasa hangin ay napakalawak. Sa mga katangian ng radar, ang hanay ng istasyon ay ipinahiwatig sa mga titik na Latin, halimbawa, X, K, Ka o Ku.
Halimbawa, ang Irbis radar na may isang passive phased antena array na naka-install sa isang Su-35 fighter ay nagpapatakbo sa X-band. Sa parehong oras, ang saklaw ng pagtuklas ng mga target ng hangin ng Irbis ay umabot sa 400 km.
Ang X-band ay malawakang ginagamit sa mga radar application. Ito ay umaabot mula 8 hanggang 12 GHz ng electromagnetic spectrum, iyon ay, ito ay mga haba ng daluyong mula 3.75 hanggang 2.5 cm. Bakit ito pinangalanan nang ganoong paraan? Mayroong isang bersyon na sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig ang banda ay inuri at samakatuwid ay natanggap ang pangalang X-band.
Ang lahat ng mga pangalan ng mga saklaw na may letrang Latin na K sa pangalan ay may isang hindi mahiwagang pinagmulan - mula sa salitang Aleman na kurz ("maikling"). Ang saklaw na ito ay tumutugma sa mga haba ng daluyong mula 1.67 hanggang 1.13 cm. Kasabay ng mga salitang Ingles sa itaas at sa ilalim, nakuha ng mga Ka at Ku band ang kanilang mga pangalan, ayon sa pagkakabanggit, na matatagpuan sa "itaas" at "sa ibaba" ng K-band.
Ang mga Ka-band radar ay may kakayahang magsukat ng saklaw at ultra-mataas na resolusyon. Ang mga nasabing radar ay madalas na ginagamit para sa kontrol sa trapiko ng hangin sa mga paliparan, kung saan ang distansya sa sasakyang panghimpapawid ay natutukoy gamit ang napakaliit na pulso - maraming mga nanosecond ang haba.
Ang Ka-band ay madalas na ginagamit sa mga radar ng helikopter. Tulad ng alam mo, para sa paglalagay sa isang helikopter, ang isang airborne radar antena ay dapat na maliit. Isinasaalang-alang ang katotohanang ito, pati na rin ang pangangailangan para sa isang katanggap-tanggap na resolusyon, ginagamit ang saklaw ng haba ng haba ng millimeter. Halimbawa, ang isang Ka-52 Alligator combat helicopter ay nilagyan ng isang Arbalet radar system na tumatakbo sa walong-millimeter na Ka-band. Ang radar na binuo ng KRET ay nagbibigay sa Alligator ng napakalaking pagkakataon.
Samakatuwid, ang bawat saklaw ay may sariling mga pakinabang, at nakasalalay sa mga kondisyon ng paglalagay at gawain, ang radar ay nagpapatakbo sa iba't ibang mga saklaw ng dalas. Halimbawa, ang pagkuha ng isang mataas na resolusyon sa pasulong na sektor ng pagtingin ay napagtanto ang Ka-band, at ang isang pagtaas sa saklaw ng on-board radar ay ginagawang posible ang X-band.
5. Ano ang PAR?
Malinaw na, upang makatanggap at makapagpadala ng mga signal, ang anumang radar ay nangangailangan ng isang antena. Upang maiakma ito sa isang eroplano, ang mga espesyal na flat system ng antena ay naimbento, at ang receiver at transmitter ay matatagpuan sa likod ng antena. Upang makita ang iba't ibang mga target sa radar, kailangang ilipat ang antena. Dahil ang radar antena ay napakalaking, dahan-dahang gumagalaw ito. Sa parehong oras, ang sabay-sabay na pag-atake ng maraming mga target ay nagiging problema, dahil ang isang radar na may isang maginoo na antena ay nagpapanatili lamang ng isang target sa "larangan ng pagtingin".
Ginawang posible ng mga modernong electronics na talikuran ang naturang mekanikal na pag-scan sa isang naka-airwar na radar. Inayos ito tulad ng sumusunod: isang flat (hugis-parihaba o pabilog) na antena ay nahahati sa mga cell. Ang bawat naturang cell ay naglalaman ng isang espesyal na aparato - isang phase shifter, na maaaring baguhin ang yugto ng electromagnetic wave na pumapasok sa cell sa pamamagitan ng isang naibigay na anggulo. Ang mga naprosesong signal mula sa mga cell ay ipinapadala sa tatanggap. Ito ay kung paano mo mailalarawan ang pagpapatakbo ng isang phased array antena (PAA).
Upang maging mas tumpak, ang isang katulad na hanay ng antena na may maraming mga elemento ng shifter ng bahagi, ngunit may isang tatanggap at isang transmiter, ay tinatawag na isang passive HEADLIGHT. Sa pamamagitan ng paraan, ang unang manlalaban sa mundo na nilagyan ng isang passive phased array radar ay ang aming Russian MiG-31. Nilagyan ito ng isang istasyon ng radar na "Zaslon" na binuo ng Research Institute of Instrument Engineering. Tikhomirov.
6. para saan ang AFAR?
Ang aktibong phased array antena (AFAR) ay ang susunod na yugto sa pagbuo ng passive. Sa tulad ng isang antena, ang bawat cell ng array ay naglalaman ng sarili nitong transceiver. Ang kanilang bilang ay maaaring lumagpas sa isang libo. Iyon ay, kung ang isang tradisyunal na tagahanap ay isang hiwalay na antena, tatanggap, transmiter, pagkatapos ay sa AFAR, ang tatanggap na may transmiter at antena ay "nakakalat" sa mga module, na ang bawat isa ay naglalaman ng isang antena slit, isang phase shifter, isang transmitter at isang tatanggap.
Dati, kung, halimbawa, ang isang transmiter ay wala sa order, ang eroplano ay magiging "bulag". Kung sa AFAR ang isa o dalawang mga cell, kahit isang dosenang, ay apektado, ang natitira ay patuloy na gumagana. Ito ang pangunahing bentahe ng AFAR. Salamat sa libu-libong mga tatanggap at transmiter, nadagdagan ang pagiging maaasahan at pagiging sensitibo ng antena, at posible ring mag-operate ng maraming mga frequency nang sabay-sabay.
Ngunit ang pangunahing bagay ay ang istraktura ng AFAR ay nagbibigay-daan sa radar na malutas ang maraming mga problema nang kahanay. Halimbawa
Sa pamamagitan ng paraan, ang una sa Russia airborne radar station na may AFAR ay nilikha sa KRET enterprise, sa Fazotron-NIIR corporation.
7. Anong istasyon ng radar ang magiging sa ikalimang henerasyon ng PAK FA fighter?
Kabilang sa mga nangangako na pagpapaunlad ng KRET ay conformal AFAR, na maaaring umangkop sa fuselage ng isang sasakyang panghimpapawid, pati na rin ang tinaguriang "matalinong" balat ng airframe. Sa mga susunod na henerasyong mandirigma, kabilang ang PAK FA, ito ay magiging isang solong tagahanap ng transceiver, na magbibigay sa piloto ng kumpletong impormasyon tungkol sa mga nangyayari sa paligid ng sasakyang panghimpapawid.
Ang sistemang radar ng PAK FA ay binubuo ng isang promising X-band AFAR sa kompartimento ng ilong, dalawang mga radar na nakikita, at isang L-band na AFAR kasama ang mga flap.
Ngayon ay nagtatrabaho din ang KRET sa pagbuo ng isang radio-photon radar para sa PAK FA. Nilalayon ng pag-aalala na lumikha ng isang buong-scale na modelo ng istasyon ng radar sa hinaharap sa pamamagitan ng 2018.
Gagawing posible ng mga teknolohiyang Photonic na mapalawak ang mga kakayahan ng radar - upang mabawasan ang masa ng higit sa kalahati, at upang madagdagan ang resolusyon ng sampung beses. Ang nasabing mga radar na may radio-optical phased antena arrays ay may kakayahang gumawa ng isang uri ng "X-ray image" ng sasakyang panghimpapawid na matatagpuan sa distansya na higit sa 500 kilometro, at binibigyan sila ng isang detalyadong, three-dimensional na imahe. Pinapayagan ka ng teknolohiyang ito na tumingin sa loob ng isang bagay, alamin kung anong kagamitan ang dala nito, kung gaano karaming mga tao ang naroroon, at kahit na nakikita ang kanilang mga mukha.
