Загоризонтная рлс. К запуску новых российских загоризонтных рлс. Радиолокационные системы как комплекс радиоэлектронных устройств, решающих задачи обнаружения различных объектов в пространстве. Основные особенности проблем загоризонтной радиолокации. Особ

Подполковник В. Петров

В результате совершенствования и распространения в мире средств воздушно-ракетного нападения увеличивается вероятность внезапного нанесения ударов средствами воздушного базирования как по территории самого государства, так и по войскам, размещенным за границей. Кроме того, по мнению руководства зарубежных стран, серьезную опасность в мирное время представляют такие транснациональные угрозы, как наркобизнес, нелегальная иммиграция и терроризм, а также вторжение судов в исключительно экономические зоны.

В качестве средств контроля за воздушным и надводным пространством, позволяющих исключить внезапность нанесения удара с воздуха и обеспечить контроль за исключительными экономическими зонами, зарубежные специалисты рассматривают загоризонтные радиолокационные станции (ЗГ РЛС) пространственной и поверхностной волн.

К настоящему времени приняты на вооружение и действуют в интересах ПВО следующие средства: американская за-горизонтная система КОНУС (CONUS ОТН - Continental US Over-the-Horizon Radar) и модернизированная транспортабельная ЗГ РЛС типа AN/TPS-71; биста-тические ЗГ РЛС в Китае; австралийская ДЖОРН (JORN - Jindalee Operational Radar Network); французская «Нострадамус», работы над которой уже завершены.

В американской стационарной системе КОНУС сейчас имеется два радиолокационных поста - восточный и западный. С середины 1991 года восточный пост переведен в режим ограниченного использования. В рамках расширения сети КОНУС в Японии развертывается ЗГ РЛС пространственной волны: на о. Хахадзима (Бэйли) - передающая система и на о. Иводзима (Иото) - приемник и центр управления станцией. Целью создания этой РЛС является усиление контроля за Алеутскими о-вами.

Возможности надгоризонтных и загоризонтных радиолокационных средств по обнаружению воздушных и надводных объектов: Л - ДНА обычной РЛС; Б - диаграмма направленности загоризонтных радиолокационных средств; 1 - низколетящие воздушные объекты; 2- воздушные объекты на больших и средних высотах; 3 - шлюпка; 4 - патрульный катер; 5 - корабль морской зоны

Передающая антенна и контейнеры с аппаратурой передатчика станции AN/TPS-71

Центр управления и приемная антенна станции AN/TPS-71

Приемная антенна ЗГ РЛС «Нострадамус»

Возможности ЗГ РЛС с поверхностной волной SWR-503 по контролю за 200-мильной прибрежной зоной: 1 - военные корабли; 2 - воздушные объекты, летящие на малых высотах с большими скоростями; 3 - морские нефтяные платформы; 5 - рыболовецкие суда; 6 - воздушные объекты на больших и средних высотах

Схематичное построение мобильной ЗГ РЛС поверхностной волны: 1 - канал связи с потребителем информации; 2 - пункт управления и связи; 3 - приемная антенна; 4 - передающая антенна

Кроме радиолокационных станций системы КОНУС для обнаружения низколетящих целей в США разработана и проходит непрерывную модернизацию транспортабельная ЗГ РЛС AN/TPS-71, отличительная особенность которой заключается в возможности ее переброски в любой район земного шара и относительно быстрое (до 10-14 сут) развертывание на заранее подготовленных позициях. Для этого аппаратура станции смонтирована в контейнерах. Информация от ЗГ РЛС поступает в систему целеуказания ВМС, а также других видов ВС. Для обнаружения носителей крылатых ракет в районах, прилегающих к США, кроме станций, размещенных в штатах Виргиния, Аляска и Техас, планируется установить модернизированную ЗГ РЛС в штате Северная Дакота (или Монтана) для контроля за воздушным пространством над Мексикой и прилегающими районами Тихого океана. Помимо того, принято решение о развертывании новых станций для обнаружения носителей крылатых ракет в акватории Карибского бассейна, а также над Центральной и Южной Америкой. Первая такая станция устанавливается в Пуэрто-Рико. Передающий пункт разворачивается на о. Вьекес, приемный - в юго-западной части о. Пуэрто-Рико.

В 2003 году в Австралии принята на вооружение загоризонтная система ДЖОРН, способная обнаруживать воздушные и надводные цели на дальностях, недоступных для наземных станций СВЧ-диапазона. Система ДЖОРН включает: бистатическую ЗГ РЛС «Джиндали»; систему контроля состояния ионосферы, известную как система управления частотой ФМС (FMS - Frequency Management System); центр управления, расположенный на авиабазе Эдинбург (штат Южная Австралия). Бистатическая ЗГ РЛС «Джиндали» включает: центр управления ДЖИФАС (JFAS - Jindalee Facility at Alice Spring) в Алис-Спринг, две отдельные станции: первая с зоной обзора 90° размещена в штате Квинсленд (передающий пункт - в Лонгрич, приемный - около Стоунхендж), вторая с зоной обзора 180° по азимуту размещена в штате Западная Австралия (передающий пункт находится северо-восточнее г. Лавертон, приемный - северо-западней этого города).

В Китае имеются две бистатические ЗГ РЛС: одна расположена в провинции Синьцзян (зона ее обнаружения ориентирована на Западную Сибирь), другая - вблизи побережья Южно-Китайского моря. Китайские бистатические станции во многом используют технические решения, применяемые на австралийской ЗГ РЛС.

Во Франции по проекту «Нострадамус» завершена разработка ЗГ РЛС возвратно-наклонного зондирования, которая обнаруживает малоразмерные цели на дальностях 800-3 000 км. Важное отличие этой станции -возможность одновременного обнаружения воздушных целей в пределах 360° по азимуту. Другой характерной ее особенностью является применение моностатического способа построения вместо традиционного бистатического. Станция размещена в 100 км западнее Парижа.

Проведенные за рубежом исследования в области ЗГ РЛС показали, что повышение точности определения местоположения цели может быть достигнуто за счет использования эталонных источников сигнала, установленных в зоне обзора станции. Калибровка таких станций по точности и разрешающей способности может осуществляться также по сигналам с самолетов, оборудованных специальной аппаратурой.

Зарубежные специалисты рассматривают загоризонтные радиолокационные станции поверхностной волны в качестве одних из наиболее перспективных и относительно недорогих средств эффективного контроля за воздушным и надводным пространством. Получаемая от ЗГ РЛС поверхностной волны информация позволяет увеличить время, необходимое для принятия соответствующих решений.

Сравнительный анализ возможностей надгоризонтных и загоризонтных радиолокационных средств поверхностной волны по обнаружению воздушных и надводных объектов показывает, что ЗГ РЛС поверхностной волны значительно превосходят обычные радиолокационные средства наземного базирования по дальности обнаружения и способности сопровождения как малозаметных и низколетящих целей, так и надводных кораблей различного водоизмещения. При этом способность обнаружения воздушных объектов на больших и средних высотах чуть ниже, что не влияет на эффективность загоризонтных радиолокационных средств. Кроме того, затраты на приобретение и эксплуатацию ЗГ РЛС поверхностной волны относительно невысоки и соизмеримы с их эффективностью.

Представительными образцами ЗГ РЛС поверхностной волны, которые приняты на вооружение зарубежных стран, являются станции SWR-503 и «Overseer». SWR-503 разработана канадским отделением фирмы «Рейтеон» в соответствии с требованиями министерства обороны Канады. Она предназначена для наблюдения за воздушным и надводным пространством над океанскими территориями, прилегающими к восточному побережью страны, а также для обнаружения и сопровождения надводных и воздушных целей в пределах границ исключительной экономической зоны.

ЗГ РЛС поверхностной волны SWR-503 по контролю за 200-мильной прибрежной зоной может использоваться также для обнаружения айсбергов, мониторинга окружающей среды, поиска потерпевших бедствие судов и самолетов. Для наблюдения за воздушным и морским пространством в районе о. Ньюфаундленд, в прибрежных зонах которого имеются значительные рыбные и нефтяные запасы, уже эксплуатируются две необслуживаемые станции такого типа и оперативный центр управления. Предполагается, что SWR-503 будет применяться для управления воздушным движением самолетов во всем диапазоне высот и наблюдения за целями, находящимися ниже радиолокационного горизонта.

В ходе испытаний РЛС обеспечивала обнаружение и сопровождение всех целей, которые наблюдались другими средствами ПВО и береговой обороны. Проводились также эксперименты, направленные на обеспечение возможности обнаружения крылатых ракет, летящих над морской поверхностью, однако для эффективного решения данной проблемы в полном объеме, согласно оценкам западных специалистов, необходимо расширить рабочий диапазон РЛС до 15-20 МГц. По их расчетам, государства, имеющие протяженную береговую линию, могут устанавливать сеть таких РЛС с интервалом до 370 км для обеспечения полного перекрытия зоны наблюдения за воздушным и морским пространством в пределах своих границ.

Стоимость одного находящегося на вооружении образца ЗГ РЛС поверхностной волны типа SWR-503 составляет 8-10 млн долларов США. Эксплуатация и комплексное обслуживание станции оцениваются примерно в 400 тыс. в год.

ЗГ РЛС Overseer, представляющая новое семейство станций с поверхностной волной, разработана фирмой «Маркони» и предназначена как для гражданского, так и военного применения. Используя эффект распространения волн по поверхности, станция способна обнаруживать на больших дальностях и различных высотах воздушные и морские объекты всех классов, которые невозможно обнаружить обычными РЛС.

При создании станции зарубежные специалисты использовали технические решения, которые позволят получать более качественную информацию о целях на больших площадях морского и воздушного пространства с быстрым обновлением данных.

Стоимость одного образца ЗГ РЛС поверхностной волны Overseer в однопозиционном варианте составляет 6-8 млн долларов. Эксплуатация и комплексное обслуживание станции в зависимости от решаемых задач оценивается в 300—400 тыс. в год.

Продолжается разработка ЗГ РЛС поверхностной волны в Японии, однако ее тактико-технические характеристики ориентированы в основном на проведение контроля гидрометеорологических условий и поверхностных течений в пределах 200-мильной зоны. После усовершенствования программного обеспечения такие станции смогут решать задачи разведки воздушного и надводного пространства.

ЗГ РЛС поверхностной волны, разработанная в КНР, предназначена для контроля прибрежной акватории на дальности около 400 км. В качестве передающей антенной решетки используется логопериодическая антенна. Приемная антенна представляет собой цепь вертикальных заземленных вибраторов.

Дальнейшим развитием ЗГ РЛС поверхностной волны может стать внедрение разностно-гиперболического метода определения координат воздушных объектов. На основе данного метода исследовалась корабельная многопозиционная ЗГ РЛС поверхностной волны по программе SWOTHR (Surface Wave Over-The-Horizon Radar). Новизна и особенность многопозиционной ЗГ РЛС заключаются в смещении акцента при решении задач определения местоположения воздушных и надводных целей на программные, а не аппаратные средства, как это делается в современных ЗГ РЛС. Применение многопозиционного варианта построения станции позволит
заменить сложные антенные поля с линейными размерами в сотни и тысячи метров ненаправленными вертикальными вибраторами для обнаружения цели по азимуту в пределах 360°. Для реализации предусмотренной планами программы по развертыванию РЛС в составе корабельной группы необходимо наличие нескольких оснащенных специальным оборудованием надводных кораблей, а также разработать новое программное обеспечение на основе использования высокопроизводительных ЭВМ.

После оценки результатов исследований зарубежные специалисты сосредоточили свои усилия на создании ЗГ РЛС в однопозиционном варианте по проекту, получившему наименование HFSWR (High Frequency Surface Wave Radar). В рамках этого проекта на базе уже имеющихся ЗГ РЛС поверхностной волны типов SWR-503 и SWR-610 разрабатывается мобильная станция поверхностной волны.

Предполагается, что развертывание ЗГ РЛС и подготовка ее к выполнению боевых задач займут несколько часов. Станция будет способна обнаруживать и сопровождать как малозаметные и низколетящие цели, так и надводные корабли различного водоизмещения, используя в полном объеме доступный спектр оптимальных частот.

Таким образом, зарубежные эксперты прогнозируют дальнейшее повышение возможностей по обнаружению воздушных целей и расширение частотного диапазона ЗГ РЛС пространственной волны главным образом за счет применения средств «радиоподогрева» ионосферы и калибровки. Загоризонтные радиолокационные станции поверхностной волны останутся эффективным средством наблюдения за воздушным и морским пространством. Продолжатся работы по созданию ЗГ РЛС поверхностной волны в мобильном и многопозиционном вариантах.

Россия создает группировку РЛС загоризонтного обнаружения со сплошным радиолокационным полем на дальности 1500-2000 км от границ, рассказал «Газете.Ru» собеседник в оборонно-промышленном комплексе. Приоритетному контролю этих систем подлежат взлеты самолетов с крылатыми ракетами с авиабаз стран , морские носители ядерного оружия и авианосные ударные группировки.

В ближайшем будущем ожидается развертывание нескольких РЛС ЗГО типа «Контейнер» (в различных модификациях) на Дальнем Востоке, в Сибири и на Балтике, а также РЛС ЗГО «Подсолнух» на Кольском полуострове, в Севастополе и в Балтийске Калининградской области.

Заглянуть за горизонт

Принцип работы загоризонтных локаторов имеет принципиальные особенности по сравнению с обычными надгоризонтными РЛС. Последние работают в зоне «прямой видимости», которая ограничена расстоянием в десятки, максимум сотни километров. Загоризонтные системы используют отражение радиоволн от ионосферы — верхнего слоя атмосферы Земли, сильно ионизированного из-за облучения космическими лучами. Радиоволны нужного диапазона отражаются от нее словно от «зеркала» высоко над горизонтом, затем достигают Земли, где снова могут отразиться от нужных целей — самолетов, кораблей и взлетающих ракет — и опять же через ионосферу вернутся к приемным антеннам. Таким образом создается радиолокационное поле на тысячи километров.

Из-за значительной изменчивости ионосферы от активности солнца, времени года и суток создание такой техники потребовало от отечественных разработчиков решения совершенно новых радиофизических, алгоритмических и технических проблем. Только при помощи сложнейшей математической обработки РЛС ЗГО могут разобрать нужные объекты и, более того, по характеру допплеровского смещения спектра определить их скорость и направление движения.

Сама идея использования эффекта отражения радиоволн от ионосферы для загоризонтного обнаружения целей была в 1947 году впервые в мире выдвинута русским ученым . Однако обнаружить цели за горизонтом ему в то время на своем макете не удалось. Поэтому укрепилось мнение, что засечь цели за горизонтом на фоне мощных отражений от Земли невозможно. Работы по загоризонтной радиолокации возобновились в 1958 году, когда была доказана принципиальная возможность загоризонтного обнаружения самолетов на дальности однократного отражения от ионосферы (3 тыс. км) и стартующих баллистических ракет на дальности двукратного отражения (6 тыс. км).

В 1962 году в СССР началась разработка экспериментальной загоризонтной радиолокационной станции Н-17 «Дуга-1» под Николаевым. В 1972 году прошли ее заводские испытания. Радиолокатор не полностью оправдал завышенные ожидания военных, но на многие годы стал уникальной экспериментальной базой, на которой были получены фундаментальные данные для разработки военных радиолокаторов загоризонтного обнаружения.

Испытания показали принципиальную возможность обнаружения относительно слабого сигнала от цели на фоне гораздо большей интенсивности отражений от Земли. Кроме того, была на практике решена задача автоматической адаптации РЛС к изменениям отражающих свойств ионосферы, а также автоматической отстройки мощных активных помех.

В 1971 году был разработан проект уже боевой станции 5Н32 «Дуга». В следующем году принято решение о строительстве двух радиолокаторов, на тот момент самых мощных в мире. Одна РЛС была построена на Украине: приемная позиция — в 10 км от Чернобыльской АЭС, передающая — около города Любеч Черниговской области. Вторая — на Дальнем Востоке, у поселка Большой Картель возле Комсомольска-на-Амуре.

Большие трудности возникли при сооружении огромных антенн — двух приемных полотен протяженностью 900 и 500 м, высотой 140 и 90 м, а также передающего полотна протяженностью около 300 м.

В 1976 году РЛС в Чернигове начала работу. Ее излучение даже было зафиксировано военными на Западе. Российским специалистам, в свою очередь, удалось обнаружить американские ракеты, стартующие с мыса Канаверал. После многочисленных модернизаций «Дуга» стала устойчиво обнаруживать старты ракет-носителей с космическими аппаратами «Шаттл» на борту и старты МБР «Титан» с мыса Кеннеди на дальности 7-9 тыс. км. Однако все попытки обнаружить старт МБР США «Минитмен» с базы Ванденберг через полярную ионосферу из-за ее специфики заканчивались неудачей.

В это же время были получены положительные результаты испытаний советской космической системы по обнаружению пусков межконтинентальных баллистических ракет.

После успехов в космической составляющей системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН) у военных пропал интерес к загоризонтной радиолокации, а финансирование соответствующей программы практически прекратилось.

«Контейнеры» и «Подсолнухи»

Сейчас космический эшелон СПРН действительно успешно справляется с задачами обнаружения старта МБР с территории США. Однако задачу по определению координат воздушных целей космический эшелон решить не может. И в начале 1990-х к идее РЛС ЗГО решили вернуться, но заново строить гигантские антенны после развала Советского Союза было признано нецелесообразным. Поэтому специалисты занялись созданием следующего поколения таких радиолокаторов, но ввиду тяжелого экономического положения в стране основные работы пришлись на конец 1990-х - начало 2000-х годов.

Научно-производственным комплексом «НИИ дальней радиосвязи» () была создана двухкоординатная радиолокационная станция загоризонтного обнаружения пространственной волны 29Б6 «Контейнер». Весь ее аппаратурный комплекс размещался в транспортабельных контейнерах и не требовал капитального строительства.

Радиотехнический узел таких РЛС состоит из двух частей: передающей и приемной. Каждая из них в своем составе имеет техническую позицию и жилой городок. На технических позициях установлены антенно-фидерные устройства со всем необходимым коммутационным и прочим оборудованием.

Сигнал «Контейнеров» в отличие от «Дуги» отражается от ионосферы только один раз, благодаря чему можно получить достаточно точное целеуказание и отслеживать на территории Западной Европы даже самолеты малой авиации.

Первая РЛС «Контейнер» в составе ПВО-ПРО заступила на опытно-боевое дежурство в мордовском поселке Ковылкино в декабре 2013 года. Ее задача — следить за западным направлением с целью обнаружения и определения координат воздушных целей в азимуте 180° и на расстоянии более 3 тыс. км.

На северо-западном направлении РЛС следит за пространством от Польши, Германии и Балтики до Турции, Сирии и Израиля.

К 2017 году «Контейнер» должны дооснастить, чтобы он мог засекать аэродинамические цели в азимуте 240°.

Восточный загоризонтный узел должен быть построен в ближайшие два года. В Зее Амурской области уже была проведена рекогносцировка и выбрано место, где будет развернут «Контейнер».

В 1990-х годах, когда средств в бюджете на создание дорогих РЛС ЗГО не было, производитель также предложил командованию Тихоокеанского флота создать надежный и недорогой радиолокатор для освещения надводной обстановки. В итоге был создан береговой загоризонтный радиолокационный комплекс поверхностной волны «Подсолнух», предназначенный для освещения надводной и воздушной обстановки, обнаружения, сопровождения и классификации цели в секторе 120° в качестве элемента системы берегового наблюдения.

Первая станция была развернута на побережье на мысе Первый в районе Камчатской бухты. В 1999 году ознакомиться с РЛС ЗГО «Подсолнух» прибыли военные специалисты из Китая. Они поставили условие: Китай купит станцию этого типа, если РЛС обнаружит корабль в море на расстоянии 200 км. В итоге «Подсолнух» обнаружил две морские цели на расстоянии 220-230 км.

С Китаем был заключен контракт на несколько миллионов долларов на поставку трех РЛС «Подсолнух-Э» (в экспортном варианте). В начале 2000-х все они были развернуты на территории Китая.

Затем ВМФ России заказал три РЛС «Подсолнух» с улучшенными характеристиками. Их развернули под Находкой, на Камчатке возле Петропавловска-Камчатского и в районе Каспийска на побережье Каспийского моря. Зона контроля воздушной обстановки этих РЛС — 450 км по дальности, надводной обстановки — до 300 км. «Подсолнух» позволяет в автоматическом режиме обнаружить, сопровождать и классифицировать до 300 морских и 100 воздушных объектов, определяя их координаты и параметры движения.

Следует рассказать о тех системах, с помощью которых в ближайшем будущем будет создано сплошное поле радиолокационного контроля воздушно-космического пространства страны. А также будет осуществляться контроль воздушного пространства сопредельных стран. Причём на всех высотах - от самой поверхности до ближнего космоса.

Задача эта нетривиальная, учитывая огромные пространства нашей страны. Решить её можно с помощью нетривиальных же технических средств. И такие средства у нас есть. 2 декабря этого года в Мордовии на опытно-боевое дежурство заступила РЛС загоризонтного обнаружения нового поколения 29Б6 «Контейнер» .

Это первый узел создаваемой сети станций разведки и предупреждения о воздушно-космическом нападении. Система будет построена на основе новых радиолокационных станций (РЛС), в том числе и загоризонтных (ЗГРЛС) 29Б6. В чём их принципиальное отличие от других РЛС?

Прежде всего - в дальности действия. ЗГРЛС «Контейнер» способна обнаруживать цели на дальности около 3000 км . Причём как цели на высотах до100 км, так и низколетящие цели у самой земли или поверхности моря! Станция, заступившая на дежурство близ города Ковылкино (в 100 км от столицы Мордовии Саранска), в западном направлении способна просматривать всю территорию Польши и Германии. А поскольку станция имеет гигантский сектор обзора - 180 градусов, - в зону контроля попадает вся Турция, Сирия и Израиль на юге; всё Балтийское море и Финляндия на северо-западе. Как такое возможно? Чтобы в этом разобраться, придётся немного остановиться на технических подробностях.

Станции 29Б6 относятся к так называемым загоризонтным станциям поверхностной волны . Её принцип действия отличается от надгоризонтных станций. Как известно, Земля имеет форму шара. По этой причине обычная РЛС - не «видит» то, что происходит у поверхности земли, за пределами радиогоризонта (зоны прямой радиовидимости). Мощные РЛС способны отслеживать цели на огромных дальностях и высотах, в том числе и в космосе. Но не на низких высотах - зона прямой радиовидимости ограничивается всего лишь десятками километров. Размещение РЛС на возвышенностях и мачтовых устройствах, конечно, позволяет расширить радиогоризонт. Но всё равно лишь на дальность до100 км.

Приподнять РЛС выше над горизонтом могут только самолёты дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО). Но у них тоже есть существенные недостатки. Мощность сигнала «воздушных радаров», качество приёма и обработки отражённых сигналов - ограничены весом аппаратуры, которую способен поднять в воздух самолёт. Кроме того, самолёт ДРЛО достаточно уязвим для наземных средств радиоэлектронной борьбы и различных средств поражения.

ЗГРЛС поверхностной волны способна заглядывать далеко за горизонт, при этом не поднимаясь в воздух . Такая станция излучает радиосигнал вверх. Отражаясь от ионосферы Земли как от зеркала, сигнал снова уходит к земной (или водной) поверхности, но уже далеко за горизонтом. Достигнув земли, радиосигнал рассеивается, но небольшая часть сигнала возвращается назад (также отражаясь от ионосферы) к приёмным устройствам РЛС.

Приёмная часть ЗГРЛС может находиться довольно далеко от излучающей . Так, в Мордовии находится приёмная часть новой ЗГРЛС и аппаратная часть выделения и обработки полезного сигнала. А излучающая часть - в Нижегородской области. В целом это достаточно крупные сооружения. Они состоят из десятков антенно-фидерных мачт, имеющих высоту более30 метров. В Ковылкино линия таких мачт растянулась почти на полтора километра. Несмотря на это, ЗГРЛС вполне мобильна.

Антенно-мачтовые системы могут достаточно быстро собираться на оборудованных площадках. А вся аппаратура, включая мощный вычислительный комплекс, размещается в транспортируемых контейнерах. Благодаря тому, что ЗГРЛС «Контейнер» не требует строительства специальных капитальных сооружений, ввод в строй новых станций может происходить достаточно быстро.

ЗГРЛС 29Б6 «Контейнер» работает на коротких радиоволнах (декаметровых, от 3 до 30 МГц) . Именно они отражаются от ионосферы с малыми потерями. Для волн такой длины не существует так называемой «технологии стелс» (технологии пассивного снижения радиозаметности). Любой «малозаметный» летательный аппарат, крылатая ракета или корабль будут давать отличный отражённый сигнал, к тому же усиленный вторичным излучением (переотражениями внутри конструкции).

Сама идея загоризонтной локации не нова. Её предложил ещё в 1946 году советский учёный и конструктор Николай Кабанов. Но реализация идеи оказалась связанной с большим объёмом научной и технической работы. И к станции «Контейнер» мы шли долгим и непростым путём. Позволим себе небольшой исторический экскурс.

Первая экспериментальная ЗГРЛС появилась у нас в начале 60-х годов в районе города Николаев . В 1964 г. она впервые обнаружила ракету, стартовавшую с Байконура, на дальности 3000 км. А затем были построены и две боевые ЗГРЛС «Дуга» - одна близ Чернобыля (в начале 70-х), другая в районе Комсомольска-на-Амуре (в начале 80-х). Они должны были входить в систему предупреждения о ракетном нападении и были направлены на Северную Америку (только с разных сторон земного шара).

Две «Дуги», дублируя друг друга, контролировали всю территорию США и обширные прилегающие пространства. Они должны были обнаруживать пуски баллистических ракет у самой поверхности Земли, чтобы ответный ядерный удар был нанесён раньше. Дальность их действия достигала фантастических10.000 км. Она достигалась благодаря многократному отражению сигнала от ионосферы и поверхности Земли.

РЛС загоризонтного обнаружения 29Б6 «Контейнер»

Впрочем, такие «многоскачковые» ЗГРЛС имели существенный недостаток. Они не обладали точностью. «Дуги» не позволяли точно определять координаты целей из-за того, что луч несколько раз «бился» об ионосферу. Дополнительные искажения в работу «Дуг» вносили хаотические возмущения ионосферы, которые тогда были слабо изучены, а компенсация этих искажений ещё не была отработана.

Строительство боевых «Дуг» было начато до завершения экспериментов на опытной станции в Николаеве, когда ещё не был накоплен достаточный опыт загоризонтной локации. К тому же уже в конце 80-х американцы построили в Норвегии, а затем и в Японии и на Аляске мощные излучающие системы. Они должны были создавать нелинейные эффекты в ионосфере, мешающие нормальному функционированию ЗГРЛС. С этими эффектами научились бороться, правда, не сразу.

Но, тем не менее, «Дуги» так и не были приняты на вооружение . А система раннего предупреждения обходилась надгоризонтными станциями, которые могли обнаруживать не взлетающие баллистические ракеты, а только их атакующие боевые блоки. Сейчас обнаружение пусков баллистических ракет в системе предупреждения о ракетном нападении выполняет космический эшелон в составе спутниковой группировки.

Стоит сказать, что ЗГРЛС «Дуга» всё же оставила свой след в истории. Она породила массу сказок о «психотронном излучении» и «климатическом оружии». Дело в том, что начало работы «странной советской радиостанции» (в 1976 году) невозможно было не заметить. Мощность сигнала была такова, что он принимался обычными радиоприёмниками по всему миру. Он был слышен как пульсирующий стук, благодаря которому станция быстро получила прозвище «Русский дятел». Вдобавок «Дуга» нарушала радиосвязь, поскольку работала на частотах, которые активно использовались по всему миру.

США, Великобритания и Канада даже выражали Советскому Союзу протест, правда, без какого-либо результата. При этом назначение столь странного радиосигнала долго оставалось загадкой. Естественно, заголовки западной прессы быстро заполнились предположениями, что «русские хотят воздействовать на сознание людей во всём мире ». А известие, что сигнал направлен на ионосферу, быстро привёл к предположениям о воздействии «коварных русских» на климат Земли. Отголоски этих небылиц и сегодня будоражат умы, в том числе и у нас.

Второй загоризонтной системой, уже гораздо более совершенной, стали станции «Волна» . Их появление было бы невозможно без участия выдающегося советского государственного деятеля - главкома ВМФ Сергея Георгиевича Горшкова. Сложности с первыми ЗГРЛС привели к скептическому отношению к ним у советского руководства. Тогда как Сергей Георгиевич был настоящим подвижником прорывных военных технологий. Его стараниями на флоте были испытаны первые боевые лазерные системы и системы, использующие электромагнитные импульсы как поражающий фактор. Хотя действительно эффективные образцы такого оружия появляются только сегодня, к заслуге советского главкома ВМФ следует отнести то, что он не боялся взять на себя ответственность, давая ход разработкам, которые казались тогда фантастическими.

Станции «Волна» конструировалась в интересах флота. Она предназначалась для контроля надводной и воздушной обстановки в ближней 200-мильной зоне и радиолокационной разведки в дальней зоне до 3000 км . «Волна» не должна была «освещать» территорию США, поэтому работала в пределах одного отражения сигнала от ионосферы. Это позволило добиться большой точности получаемых данных о целях, недостижимой для станций предыдущего поколения.

Загоризонтный радиолокатор дальней зоны «Волна» (ГП-120)

В 1986 году станция «Волна» начала работать в экспериментальном режиме на Дальнем Востоке (недалеко от Находки) . Она постоянно совершенствовалась, модернизировался её программно-алгоритмический комплекс, повышался энергетический потенциал. К 1990 году станция устойчиво обнаруживала и сопровождала авианесущие группировки США в Тихом океане на дальностях гораздо выше3000 км, а отдельные воздушные цели ― на дальностях до2800 км.

В 1999 году на Камчатке, также в интересах флота, была построена новая ЗГРЛС «Телец» . Она использует сигнал меньшей мощности и служит для обнаружения кораблей и воздушных целей на дальности до250 км. Развитием «Тельца» стали береговые ЗГРЛС «Подсолнух», которые строятся сейчас в различных частях нашей страны и даже предлагаются на экспорт. Дальность их действия составляет около450 км.

Ну и наконец, вслед за флотом новые загоризонтные станции появляются и в войсках ПВО/ВКО . Станция 29Б6 «Контейнер» является развитием флотской «Волны». Она начала функционировать в экспериментальном режиме ещё в 2002 году. С этого времени был накоплен огромный опыт загоризонтной радиолокации, а технические средства самой станции неоднократно модернизировались.

В настоящий момент все основные режимы её использования отработаны, а на Дальнем Востоке начата подготовка к возведению уже серийной станции «Контейнер». Всего будет построено более десяти подобных станций, что позволит в короткие сроки покрыть сплошным радиолокационным полем всю территорию страны и обширное прилегающее воздушно-космическое пространство.

Вторая часть статьи посвящённой способам увидеть что там за горизонтом.
Прочитав комментарии к , решил более подробно рассказать о СДВ связи и РЛС на принципах "небесного луча", о РЛС работающие на принципах "земного луча" будет в следующей статье, уж если рассказывать то рассказывать последовательно.

Загоризонтные РЛС, попытка инженера обьяснить сложное по простому. (часть вторая) "Русский дятел", "Зевс" и "Антей".

ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ

В первой части статьи я рассказал основы необходимые для понимания. Поэтому если вдруг что то стало непонятно, читайте её, узнаете что-то новое или освежите забытое. В этой части решил перейти от теории к конкретике и вести рассказ опираясь на реальные образцы. Для примеров, во избежании вбросов, дезинформации и разжигании пуканов диванных аналитиков, буду использовать системы которые давно поставлены в строй и не являются секретными. По скольку это не является моей специализацией, я рассказываю то что узнал в бытность мою студентом от преподов, на предмете "Основы Радиолокации и Радионавигации", и то что нарыл по разным источникам на просторах паутины. Комрады хорошо подкованные в этой теме, если найдёте неточность, конструктивная критика всегда приветствуется.

"РУССКИЙ ДЯТЕЛ" ОН ЖЕ "ДУГА"

"ДУГА" является первой загоризонтной РЛС в союзе (не путать с надгоризонтными) предназначенной для обнаружения пусков баллистических ракет. Известно о трех станциях этой серии: Экспериментальная установка «ДУГА-Н» возле Николаева, "ДУГА-1" в посёлке Чернобыль-2, "ДУГА-2" в посёлке Большая Картель рядом с Комсомольском-на-Амуре. На данный момент все три станции выведены из эксплуатации их электронное оборудование демонтировано, также демонтированы антенные решетки кроме станции находящийся в Чернобыле. Антенное поле станции "ДУГА" одно из самых заметных сооружений в зоне отчуждения после здания самой ЧАЭС.

Антенное поле "ДУГИ" в Чернобыле, хотя оно больше похоже на стенку)

Станция работала в КВ диапазоне на частотах 5-28МГц. Обратите внимание что на фото видно, грубо говоря, две стены. По скольку нельзя было создать одну достаточно широкополосную антенну, было принято решения разбить рабочий диапазон на две антенны, каждая рассчитанная на свою полосу частот. Сами антенны не являются одной цельной антенной а состоят из множества относительно небольших антенн. Такая конструкция называется Фазированной Антенной Решёткой (ФАР). На фото с низу одни сегмент такой ФАР:

Так выглядит один сегмент ФАР "ДУГИ", без несущих конструкций.

Расположение отдельных элементов на несущей конструкции

Пару слов о том что такое ФАР. Некоторые просили меня описать что это такое и как это работает, уже думал начать, но пришёл к выводу что придётся это делать в виде отдельной статьи, так как нужно рассказать кучу теории для понимания, так что статья про ФАР будет в будущем. А если в двух словах то: ФАР позволяет принимать радиоволны приходящие на неё с определённого направления и отфильтровывать всё то что приходит с других направлений, при чем изменять направление приёма можно не меняя положения ФАР в пространстве. Что интересно эти две антенны, на снимках с верху, принимающие, то-есть они не могли ничего передавать (излучать) в пространство. Бытует ошибочно мнение что излучателем для "ДУГИ" был находящийся рядом комплекс "КРУГ", это не так. ВНЗ "КРУГ" (не путать с ЗРК КРУГ) был предназначен для других целей, хоть и работал в паре с "ДУГОЙ", о нём будет ниже. Излучатель дуги находился в 60 км от Чернобыля-2 возле города Любеч (Черниговская область). К сожалению не смог найти не одной достоверной фотографии сего объекта, есть только словесное описание: "Передающие антенны также построены по принципу фазированной антенной решётки и были меньше и ниже, их высота составляла 85 метров.". Если кто вдруг обладает фотографиями этого сооружения буду очень благодарен. Приёмная система ЗРЛС "ДУГА" потребляла около 10 МВт, сколько потреблял передатчик сказать не могу ибо цифры уж очень отличаются в разных источниках, на вскидку могу сказать что мощность одного импульса была не меньше 160 МВт. Хочу обратить внимание что излучатель был импульсный, как раз эти импульсы, которые слышали в своём эфире американцы, и дали название для станции "дятел". Использование импульсов необходимо для того чтобы при их помощи можно достичь больше излучаемой мощности чем постоянная потребляемая мощность излучателя. Это достигается путём накопления энергии в период между импульсами, и излучение этой энергии в виде кратковременного импульса. Обычно время между импульсами, не меньше чем в десять раз, превышает время самого импульса. Именно такое колоссальное потребление энергии объясняет постройку станции в относительно близости от АЭС - источника энергии. Вот как кстати звучал "русский дятел" в американском радиоэфире. Что касается возможностей "ДУГИ" то станции этого типа могли засекать только массированный старт ракет при котором образуется большое количество факелов ионизированного газа от двигателей ракет. Нашёл вот такую картинку с секторами обзора трех станций типа "ДУГА":

Эта картинка является правильно отчасти потому что показывает только направления обзора, а сами сектора обзора обозначенный не правильно. В зависимости от состояния ионосферы угол обзора был примерно равен 50-75 градусов, хотя на картинке он показан в градусов 30 максимум. Дальность обзора опять же зависела от состояния ионосферы и была не меньше 3 тыс км, а в лучшем случае можно было видеть пуски аж за экватором. Из чего можно было сделать вывод что станции просматривали всю территорию северной Америки, Арктики, и северные части атлантического и тихого океанов, одним словом почти все возможные районы пуска баллистических ракет.

ВНЗ "КРУГ"

Для корректной работы ЗРЛС и определения оптимальной трассы прохождения зондирующего луча необходимо иметь точные данные о состоянии ионосферы. Для получения этих данных была предназначена станция Возвратно Наклонного Зондирования (ВНЗ) ионосферы "КРУГ". Станция состояла из двух колец антенн похожих как на ФАР "ДУГИ" только расположенных вертикально, всего было 240 антенн высотой 12 метров каждая, и одна антенна стояла на одноэтажном здании в центре кругов.

ВНЗ "КРУГ"

В отличии от "ДУГИ" приёмник и передатчик находятся в одном месте. В задачу этого комплекса входило постоянно определять длины волн которые с наименьшим затуханием распространяются в атмосфере, дальность их распространения и углы под которыми волны отражаются от ионосферы. По этим параметрам высчитывалась трасса прохода луча до цели и обратно и приёмная ФАР настраивалась таких образом что бы принимать только свой отражённый сигнал. Простыми словами вычисляли угол прихода отражённого сигнала и создавали в этом направлении максимальную чувствительность ФАР.

СОВРЕМЕННЫЕ ЗРЛС "ДОН-2Н" "ДАРЬЯЛ", "ВОЛГА", "ВОРОНЕЖ"

Эти станции стоят до сих пор на боевом дежурстве (кроме дарьяла), достоверной информации по ним крайне мало, поэтому озвучу их возможности поверхностно. В отличии от "ДУГИ" эти станции могут фиксировать отдельные пуски ракет, и даже обнаруживать крылатые ракеты летящие на сверх малых. В целом конструкция не изменилась, это те же ФАР служащие для приёма и передачи сигналов. Поменялись используемые сигналы, они такие же импульсные, но теперь они размазаны равномерно по рабочей полосе частот, простыми словами это уже не стук дятла, а равномерный шум, который сложно выделить на фоне других шумов не зная изначальной структуры сигнала. Так же поменялись частоты, если дуга работала в КВ диапазоне то "Дарьял" способен работать в КВ, УКВ и УВЧ. Определят цели теперь могут не только по выхлопу газа но и по самой тушке цели, о принципах обнаружения целей на фоне земли я рассказывал уже в прошлой статье.

ДАЛЬНЯЯ СДВ РАДИОСВЯЗЬ

В прошлой статье я кратко рассказывал о километровых волнах. Может в будущем сделаю статью по этим видам связи, а сейчас кратко расскажу на примерах двух передатчиков "ЗЕВС" и 43-ем узле связи ВМФ России. Заголовок СДВ чисто символический, так как эти длины выпадают из обще принятых классификаций, а системы использующие их единичны. ЗЕВС использует волны длинной 3656 км и частотой 82 герца. Для излучения используют особую антенную систему. Находят участок земли с максимально низкой удельной проводимостью, в него на расстоянии 60 км забивают на глубину 2-3 км два электрода. Для излучения на электроды подаётся высоковольтное напряжение с заданной частотой (82 Гц), по скольку сопротивление земной породы крайне велико между электродами, электрическому току приходиться идти через более глубокие слои земли, тем самым превращая их в огромную антенну. Во время работы "Зевс" потребляет 30 МВт, но излучаемая мощность составляет не больше 5 Ватт. Однако этих 5 Ватт полностью хватает для того что бы сигнал прошёл полностью весь земной шар насквозь, работу "Зевса" регистрируют даже в Антарктиде, хотя сам он расположен на Кольском полуострове. Если придерживаться старых советских норм "Зевс" работает в КНЧ (крайне низкие частоты) диапазоне. Особенность этого типа связи в том что она односторонняя, поэтому её назначение передавать условные короткие сигналы, услышав которые, подлодки всплывают на небольшую глубину для связи с командным центром или выпускают радиобуй. Что интересно "Зевс" оставался секретным до 1990-х годов, пока ученые Стэнфордского университета (Калифорния) не опубликовали ряд интригующих заявлений, касающихся исследований в области радиотехники и радиопередачи. Американцы стали свидетелями необычного явления - научная радиоаппаратура, размещенная на всех континентах Земли регулярно, в одно и то же время, фиксирует странные повторяющиеся сигналы на частоте 82 Гц. Скорость передачи за один сеанс - три знака каждые 5-15 минут. Сигналы поступают прямо из земной коры - у исследователей возникает мистическое ощущение, будто бы сама планета разговаривает с ними. Мистика - удел средневековых мракобесов, а продвинутые янки сразу догадались, что имеют дело с невероятным КНЧ-передатчиком, размещенным где-то на другом конце Земли. Где? Ясно где - в России. Похоже, эти безумные русские «закоротили» целиком всю планету, используя её в качестве гигантской антенны для передачи зашифрованных сообщений.

43-й узел связи ВМФ России представляет несколько иной тип длинноволнового передатчика (радиостанция «Антей», RJH69). Станция расположена вблизи городка Вилейка, минская область, РБ, антенное поле занимает площадь 6,5 квадратных километра. Состоит из 15 мачт высотой 270 метров и трех мачт высотой в 305 метров, между мачт натянуты элементы антенного поля, общий вес которых составляет около 900 тон. Антенное поле расположено над заболоченными участками земли что обеспечивает хорошие условия для излучения сигнала. Я сам был рядом с этой станцией и могу сказать что просто словами и картинками не передать тех размеров и ощущений которые вызывает эта громадина в реальности.

Так выглядит антенное поле на гугл картах, хорошо видны просеки над которыми натянуты основные элементы.

Вид с одной из мачт "Антея"

Мощность "Антея" не менее 1 МВт, в отличии от передатчиков ЗРЛС он не является импульсным, то есть во время работы излучает этот самый мега Ватт или больше, всё время работы. Точная скорость передачи информации не известна но если проводить аналогию с немецким трофейным "Голиафом", не меньше 300 бит/с. В отличии от "Зевса" связь уже является двух сторонней, подлодки для связи используют либо много километровые проволочные буксируемые антенны, либо специальные радио буи которые выпускаются подлодкой с большой глубины. Для связи используется СДВ диапазон, дальность связи охватывает всё северное полушарие. Преимущества СДВ связи что её кране сложно заглушить помехами, а так же она может работать в условиях ядерного взрыва и после него в то время как более высоко частотные системы не могут наладить связь из-за помех в атмосфере после взрыва. По мимо связи с подлодками "Антей" используется для радио разведки и передачи сигналов точного времени системы "Бета".

ВМЕСТО ПОСЛЕСЛОВИЯ

Это не завершающая статья о принципах заглянуть за горизонт, будут ещё, в этой по просьбам читателей я сосредоточился на реальных системах вместо теории.. Так же прошу прощения за задержку с выходом, я не блогер или житель интернета, у меня есть работа которую я люблю и которая периодически очень "любит" меня, поэтому статьи пишу между делом. Надеюсь читать было интересно, потому что я всё ещё нахожусь в режиме пробы пера и не определился до сих пор в каком стиле писать. Конструктивная критика как всегда приветствуется. Ну и специально для филологов анекдот в конце:

Препод по матану про филологов:
— ...Да плюньте в лицо тому, кто говорит, что филологи - это нежные фиалочки с горящими глазами! Я вас умоляю! На самом деле они мрачные желчные типы, готовые язык собеседнику вырвать за фразы, типа "оплатите за воду", "мое день рождение", "дырка в пальте"...
Голос с задней парты:
— А что не так с этими фразами?
Препод, поправив очки:
— А на вашем трупе, молодой человек, они бы еще и попрыгали.