Как можно убить американские невидимки
The National Interest, США
Соединенные Штаты вкладывают десятки миллиардов долларов в разработку истребителей-невидимок пятого поколения, таких как F-22 Raptor компании Lockheed Martin и единый ударный истребитель F-35. Однако простых усовершенствований в обработке сигнала при наличии у ракеты мощной боевой части и собственной системы наведения на конечном участке траектории может оказаться достаточно, чтобы низкочастотные РЛС и эти ракеты могли поражать новейшие американские самолеты.
В Пентагоне и военно-промышленных кругах хорошо известно, что РЛС, работающие в ОВЧ и УВЧ-диапазоне, способны обнаруживать и сопровождать малозаметные летательные аппараты. Считается, что такие РЛС не в состоянии направить ракету точно в цель, то есть, обеспечить высокую точность сопровождения. Но это не совсем верно. Некоторые специалисты говорят, что эту проблему можно обойти стороной.
Обычно работа низкочастотной РЛС при наведении оружия на цель ограничивается двумя факторами. Первый фактор это ширина луча РЛС. Второй — ширина радиолокационного импульса. Но оба ограничительных фактора можно преодолеть за счет обработки сигнала.
Ширина луча напрямую связана с конструкцией антенны, которая обязательно должна быть большой, поскольку используются низкие частоты. Первые низкочастотные РЛС типа советской П-14 метрового диапазона имели огромные размеры, и в них использовались полупараболические антенны для ограничения ширины луча. В более поздних РЛС типа П-18 «Терек» применялась антенная решетка типа «волновой канал». Она была легче и немного меньше по размерам. Но у этих первых низкочастотных РЛС были серьезные ограничения по определению дальности и точного направления контакта. Кроме того, они не могли определять высоту, так как создаваемые этими станциями радиолокационные лучи имеют несколько градусов в ширину по азимуту и десятки градусов в ширину по углу места.
Другой традиционный недостаток РЛС ОВЧ и УВЧ-диапазона заключается в том, что длительность импульсов у них велика, а частота повторения импульса — низкая. Это приводит к тому, что такие станции не могут точно определять дальность. Бывший офицер РЭБ ВВС США Майк Пьетруча (Mike Pietrucha), летавший на F-4G Wild Weasel и F-15E Strike Eagle, как-то рассказал мне, что импульс шириной 20 микросекунд создает длину импульса примерно 6 000 метров. Разрешающая способность по дальности у РЛС составляет половину длины этого импульса. То есть точно определить дальность в пределах трех километров она не в состоянии. При этом, если две цели находятся рядом, РЛС не может распознать их по отдельности.
Обработка сигнала частично решила проблему разрешения по дальности еще в 1970-х годах. Главное здесь — это импульсная частотная модуляция, которая используется для сжатия радиолокационного импульса. Преимущество сжатия импульса состоит в том, что при импульсе в 20 микросекунд разрешение по дальности снижается примерно до 60 метров или около того. Есть и другие способы, которые можно использовать для сжатия радиолокационного импульса, например, манипуляция сдвигом фазы. По словам Пьетручи, технологии сжатия импульса появились десятки лет тому назад, и их преподавали офицерам РЭБ ВВС еще в 1980-е годы. По современным меркам, это требует ничтожной производительности компьютеров.
Проблему разрешающей способности по азимуту и направлению инженеры решили, создав РЛС с фазированной антенной решеткой. При этом отпала необходимость в параболической антенне. В отличие от более старых антенных решеток с механическим сканированием, РЛС с фазированной антенной решеткой направляет свои радиолокационные лучи при помощи электроники. Такие РЛС могут формировать несколько лучей, придавая им разную ширину, частоту сканирования и прочие характеристики. В конце 1970-х годов уже существовала необходимая вычислительная мощность для выполнения этой задачи. Со временем появилась боевая система ВМС «Иджис», которая устанавливается на ракетных крейсерах типа «Тикондерона» и эсминцах типа «Арли Берк». Но антенна с активной фазированной решеткой все равно лучше, так как она обеспечивает большую точность.
Если у ракеты достаточно мощная боеголовка, точность попадания не имеет большого значения. Например, у устаревшей на сегодня ракеты С-75 «Двина» масса боевой части составляет 200 килограммов, а радиус сплошного поражения превышает 30 метров. Таким образом, согласно теории Пьетручи, сжатый импульс в 20 микросекунд с разрешением по дальности 50 метров достаточен для того, чтобы доставить боезаряд достаточно близко к цели.
Разрешение по углу места и по направлению должно быть схоже с угловым разрешением примерно 0,3 градуса для цели на скорости 30 морских миль, потому что радиолокационная станция управления ракетой это единственная система, направляющая ракету С-75. Например, если ракета оснащена собственными приборами обнаружения, скажем, инфракрасным датчиком с зоной сканирования кубический километр, она становится еще более опасной для F-22 или F-35.
Дейв Маджумдар (Dave Majumdar) — редактор The National Interest, освещающий военные вопросы.
Фото: public domain,