Khối lượng của radar trên không bằng 1% khối lượng cất cánh, nhưng chính đặc tính của radar mới quyết định khả năng của máy bay chiến đấu hiện đại. Số liệu thống kê về tình hình sử dụng chiến đấu trong 15 năm qua cho thấy một bức tranh rõ nét: tất cả các trận không chiến, trong đó máy bay chiến đấu thế hệ 4 tham gia đều diễn ra ở cự ly xa (100% chiến thắng đều sử dụng đường không tầm trung và tầm xa. - tên lửa hàng không).
Radar là thành phần chính của hệ thống định vị và ngắm máy bay. Các trạm đa chức năng hiện đại cung cấp khả năng tìm kiếm, phát hiện và theo dõi hiệu quả các mục tiêu trên không và mặt đất, lập trình từ xa hệ thống lái tự động của tên lửa đã phóng, đo độ cao và cho phép lập bản đồ địa hình. Các mô hình "tiên tiến" nhất được sử dụng làm máy phát trong hệ thống trao đổi dữ liệu tốc độ cao, thực hiện các chức năng của tác chiến điện tử và hệ thống tác chiến điện tử - cho đến việc thực hiện nguyên tắc của vũ khí "chùm"!
Trung tâm của radar trên không hiện đại là ba công nghệ thiết yếu:
Các radar mảng pha (PAR). Việc sử dụng một nhóm các bộ phát ăng-ten (thay vì một "đĩa" duy nhất) giúp nó có thể nhận ra hàng loạt lợi thế, trong đó ưu điểm chính là khả năng quét nhanh vùng không gian đã chọn (trong vòng 1 mili giây). Điều khiển chùm tia điện tử đã loại bỏ các ổ đĩa cồng kềnh và gimbal cần thiết để điều khiển cơ học các anten thông thường. Hiệu quả. Độ tin cậy. Đa chức năng. Độ nhạy và khả năng chống ồn tốt hơn.
MiG-31 khiến khán giả ngạc nhiên với radar Zaslon khổng lồ của nó (triển lãm hàng không LeBourget-91)
Công nghệ tổng hợp khẩu độ. Khẩu độ (kích thước tuyến tính của anten) xác định độ rộng chùm tia (beamwidth). Để có được độ phân giải góc phương vị cao, cần phải có các ăng ten có khẩu độ lớn nhất có thể, trong khi kích thước giới hạn của ăng ten radar trên không của máy bay chiến đấu không được vượt quá 1,5 mét.
Khẩu độ tổng hợp (nhân tạo) là một kỹ thuật dựa trên việc tiếp nhận tuần tự các tín hiệu tại các vị trí khác nhau của một ăng-ten thực trong không gian. Trong tích tắc đó, trong khi xung radar kéo dài, máy bay đã bay được 10 mét. Kết quả là, ảo ảnh về một chiếc ăng-ten khổng lồ với khẩu độ 10 mét đã được tạo ra!
Sự ra đời của radar khẩu độ tổng hợp đã giúp nó có thể khảo sát và lập bản đồ bề mặt trái đất với độ phân giải tương đương với chất lượng của ảnh hàng không. Máy bay chiến đấu-ném bom hiện đại đã nhận được khả năng độc đáo để tấn công các mục tiêu mặt đất - trong bất kỳ thời tiết và thời gian nào trong ngày, từ khoảng cách xa mà không cần đi vào vùng tác động của phòng không đối phương.
Radar với một mảng ăng ten hoạt động theo từng giai đoạn (AFAR)
Radar N010 "Zhuk-A" cho máy bay chiến đấu MiG-35
Một loạt hàng nghìn mô-đun truyền-nhận riêng lẻ (TPM) không cần một bộ phát công suất cao. Những lợi thế của công nghệ là rõ ràng:
- môđun ăng ten có thể hoạt động đồng thời ở các tần số khác nhau;
- trọng lượng và kích thước nhỏ hơn: do kích thước của bản thân ăng ten nhỏ hơn, không có đèn công suất cao và hệ thống làm mát đi kèm và bộ cấp điện cao áp;
Hãy để ý phần mũi của F-35 nhỏ như thế nào so với "máy sấy" và MiG của chúng ta.
- tăng độ tin cậy: sự cố / hư hỏng của một phần tử sẽ không dẫn đến mất hiệu suất của toàn bộ radar (tuy nhiên, sự hiện diện của một hệ thống làm mát phức tạp cho hàng nghìn mô-đun AFAR phần lớn phủ nhận ưu điểm này);
- độ nhạy và độ phân giải cao, khả năng mở rộng quy mô và làm việc ở chế độ "kính lúp" (lý tưởng cho công việc "trên mặt đất");
- do số lượng lớn máy phát, AFAR có phạm vi góc rộng hơn mà chùm tia có thể bị lệch - nhiều hạn chế về hình dạng của các mảng vốn có trong ĐÈN TRỤ được loại bỏ;
- khả năng truyền tải cao của AFAR giúp nó có thể tích hợp vào hệ thống trao đổi dữ liệu và thông tin liên lạc:
Năm 2007, các thử nghiệm của Northrop Grumman, Lockheed Martin và L-3 Communications cho phép AFAR của Raptor hoạt động như một điểm phát sóng Wi-Fi, truyền dữ liệu với tốc độ 548 megabit / giây, nhanh hơn 500 lần so với liên kết Link 16 tiêu chuẩn của NATO …
Dassault Rafale
Hiện tại, bảy máy bay chiến đấu đa năng nối tiếp có thể tận dụng tất cả những ưu điểm của công nghệ AFAR: năm máy bay chiến đấu thế hệ thứ tư được hiện đại hóa và hai cỗ máy thuộc thế hệ "5".
Trong đó: "Rafale" (radar RBE-2AA) của Pháp, F-16E / F "Desert Falcon" xuất khẩu của Không quân UAE (các máy bay chiến đấu này được trang bị radar AN / APG-80), máy bay chiến đấu-ném bom xuất khẩu F-15SG Quân đội -Singapore Air Force (được trang bị AN / APG-63 (V) 3), trong khi "Strike Needles" của Mỹ cũng đang được nâng cấp với việc lắp đặt các radar AN / APG-82 (V) 2. Ngoài ra, các radar AFAR AN / APG-79 nhận được boong nâng cấp F / A-18E / F "Super Hornet".
Tất cả các mẫu radar nói trên cho máy bay chiến đấu thế hệ 4+ đại diện cho các giai đoạn phát triển của radar thông thường. Ví dụ, APG-63 (V) 3 và APG-82 (V) 2 là ứng biến dựa trên radar APG-63 cũ của tiêm kích F-15. Do đó, mặc dù có ăng-ten mới và bộ vi xử lý cập nhật nhưng kết quả cuối cùng không ấn tượng lắm.
APG-79 cho thấy hiệu suất tăng nhẹ so với APG-73. Kết quả thử nghiệm thực tế không cho thấy bất kỳ ưu điểm nào đáng chú ý của tiêm kích F / A-18E / F trang bị radar AFAR so với các phương tiện có radar thông thường.
Từ Giám đốc Kiểm tra & Đánh giá (DOT & E) 2013.
Điều này xảy ra bất chấp việc giá thành của radar mới đã tăng lên rõ rệt. Ngay cả trong thời đại kỹ thuật số, khi chi phí sản xuất mỗi mô-đun AFAR giảm xuống còn vài nghìn đô la, chi phí cuối cùng của một mạng hàng nghìn MRP là nhiều triệu. Tất nhiên, giá cả không phải là lý do đối với Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, nơi các sheikh muốn trang bị cho máy bay chiến đấu F-16 của họ loại radar tuyệt vời nhất có thể.
F-16 với radar AN / APG-68
F-16 Block 60 với radar với AFAR
Chà, trong khi các "chuyên ngành" đang vui vẻ với "đồ chơi" của họ, thì công việc thực sự đang diễn ra sôi nổi ở các trung tâm khoa học nghiêm túc.
Thành công lớn nhất trong việc phát triển radar với hệ thống mảng hoạt động theo từng giai đoạn là do các nhóm làm việc trên hệ thống điện tử hàng không cho máy bay chiến đấu F-22 và F-35 đạt được. Đối với những cỗ máy này, một radar thế hệ mới đã được tạo ra, nơi khả năng tính toán cao giúp nó có thể phát huy hết tiềm năng của công nghệ AFAR.
F-22 và radar AN / APG-77 của nó
Radar của máy bay chiến đấu Raptor có khả năng gì mà các radar trên không khác không làm được?
Thoạt nhìn, không có gì đặc biệt. Theo sách tham khảo quân sự "Jane", radar "Raptor" có phạm vi phát hiện hoạt động là 193 km, cung cấp 86% xác suất phát hiện mục tiêu với RCS = 1 sq. m. trên một đường đi của chùm ăng ten. Để so sánh: radar nội địa N035 "Irbis", theo các nhà phát triển, nhìn thấy các mục tiêu trên không ở khoảng cách 300-400 km (EPR = 3 sq. M.). Nhìn chung, các giá trị này không nên được coi trọng - trong điều kiện chiến đấu, dưới ảnh hưởng của các hạn chế tình huống và nhiễu khác nhau, phạm vi phát hiện thực tế sẽ bị giảm đáng kể. Về khả năng năng lượng, APAR, vì tất cả các ưu điểm của nó, có khả năng tiêu tán năng lượng lớn hơn và hiệu quả thấp hơn PFAR.
Về lý thuyết, điều này có thể cân bằng cơ hội của Raptor và Su-35. Nhưng cần nhớ rằng phạm vi phát hiện lẫn nhau trong không chiến không chỉ phụ thuộc vào khả năng năng lượng của radar đường không và EPR của mục tiêu trên không.
Radar của Raptor có chế độ LPI đặc biệt (xác suất đánh chặn thấp), đặc biệt quan trọng đối với máy bay tàng hình. Không giống như các radar thông thường, Raptor phát ra các xung năng lượng thấp trên một dải tần số rộng. Điều này phủ nhận tính hiệu quả của hệ thống tác chiến điện tử và tác chiến điện tử của đối phương - kẻ thù thậm chí không biết rằng F-22 đang ở gần và đã bắt đầu tấn công. Người duy nhất có thể hiểu được dòng tín hiệu ngẫu nhiên ở các tần số khác nhau là bộ xử lý của chính radar AN / APG-77, bộ xử lý này dần dần tích lũy dữ liệu và theo lý thuyết xác suất, tìm ra vị trí thực sự của mục tiêu.
Ưu điểm quan trọng thứ hai của radar Raptor là khả năng hoạt động đồng thời ở chế độ không đối không và không đối đất. Thật khó để đánh giá quá cao tầm quan trọng của thời điểm này đối với các phi công của máy bay chiến đấu-ném bom, những người tìm kiếm trong các nếp gấp của việc giải vây một cột xe tăng đối phương trước mối đe dọa từ máy bay đối phương.
Theo dữ liệu phổ biến, AN / APG-77 với khẩu độ tổng hợp có thể phát hiện mục tiêu với RCS rộng 30 mét vuông. m. (xe tăng) ở khoảng cách 50 km và một cây cầu hoặc tàu lớn (1000 mét vuông) ở khoảng cách lên đến 400 km! Tuy nhiên, đừng quên rằng giá trị tối đa. Độ phân giải của radar không đạt được trong toàn bộ trường nhìn mà chỉ ở dạng chùm "đèn rọi" hẹp. Ngoài ra, việc lập bản đồ độ phân giải cao đặt ra những hạn chế nhất định đối với cấu hình chuyến bay và chỉ có thể thực hiện được trong trường hợp không có sự phản đối tích cực từ máy bay và phòng không của đối phương.
Ngoài các chức năng của phương tiện phát hiện, AFAR, trên lý thuyết, có khả năng tự trở thành một vũ khí đáng gờm. Bằng cách hội tụ bức xạ dưới dạng "tia tử thần" hẹp, một radar như vậy có thể "đốt cháy" thiết bị điện tử của tên lửa đối phương đang bay tới. Hiệu quả thực sự của radar Raptor như một vũ khí điện từ là một câu hỏi khó. Tuy nhiên, chủ đề này đã vượt ra khỏi giới hạn của các phòng thí nghiệm bí mật và hiện đang được thảo luận sôi nổi trong giới chuyên gia hàng không.
Cần phải nói thêm rằng, ngoài các đặc tính khoa học viễn tưởng, AN / APG-77 có tất cả các ưu điểm thông thường của công nghệ AFAR: tương đối nhỏ gọn và tăng độ tin cậy. Việc sử dụng radar với AFAR, kỳ lạ thay, lại có tác dụng thuận lợi trong việc giảm EPR của chính Raptor (do không có ổ đĩa cơ học và bề mặt gương dưới hình nón mũi + giảm kích thước của mũi). Bắt đầu từ phiên bản Block 32, APG-77 đã có thể bắn gây nhiễu điện tử định hướng, bao gồm chống lại một số mục tiêu cùng lúc. Cuối cùng, đừng quên tiềm năng tích hợp radar vào mạng dữ liệu tốc độ cao.
Kết luận là hiển nhiên: với tất cả những hạn chế và nhược điểm của nó (cái chính là giá thành!), Hệ thống AN / APG-77 thể hiện một bước đột phá thực sự trong lĩnh vực radar. Tiềm năng cao đến mức thậm chí hai thập kỷ sau, radar vẫn tiếp tục mang đến những bất ngờ và mở ra những cơ hội mới.
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra radar cho máy bay chiến đấu đa chức năng F-35. Cộng đồng khoa học tin rằng các nhà phát triển của hệ thống, nhận được ký hiệu AN / APG-81, có thể nghiêm túc đăng ký giải Nobel vật lý - và, có thể, sẽ nhận được giải thưởng của họ khi các phát triển của họ được phân loại là đã được phân loại.
So với radar Raptor mạnh mẽ, phép màu điện tử APG-81 có kích thước khiêm tốn và khả năng năng lượng thấp hơn. Tuy nhiên, nó cung cấp cho phi công gần như rất nhiều thông tin. Đó là tất cả về các thuật toán toán học duy nhất để xử lý tín hiệu: ví dụ: trích xuất thông tin hữu ích từ tiếng ồn phản xạ từ "các thùy bên" của AFAR.
Nhưng khả năng chính của radar F-35 được tiết lộ khi hoạt động trên các mục tiêu mặt đất: những người tạo ra APG-81 đã cố gắng đạt được các quả mìn với hình ảnh khó hiểu. độ phân giải địa hình trong vòng 30 x 30 cm. Điều này cho phép, theo nghĩa đen, khi nhìn từ độ cao của tầng bình lưu, có thể phân biệt xe tăng với xe chiến đấu bộ binh!
Nếu trước đây chỉ có một dấu vết trên màn hình, thì ngày nay khả năng phần mềm và phần cứng của radar đã giúp nó có thể tái tạo lại loại mục tiêu.
Điều gì đang chờ đợi chúng ta trong thời gian sắp tới? Xu hướng phát triển chính đã được biết đến ngày nay - việc tạo ra một bộ máy toán học cho mô hình radar ba chiều.
