«Белка» забила стрелку
Истребитель-бомбардировщик Су-34 предполагается модернизировать. Изменения коснутся значительной части авионики самолета, в том числе и важнейшей ее составляющей – радиолокационной станции. Казалось бы, РЛС Су-34 – уникальный технический комплекс. В определенной мере некоторые его принципы построения использованы в РЛС новейшего многоцелевого истребителя пятого поколения Су-57.
Хищник
Уникальность этой машины состоит в том, что помимо РЛС переднего обзора в Су-34 установлена станция, которая обозревает заднюю полусферу. И не только обозревает, но и сопровождает захваченные сканирующим электромагнитным лучом цели – истребители противника, по которым запускаются ракеты «воздух-воздух». Благодаря РЛС заднего обзора классическая тактика атаки при помощи захода в хвост в отношении Су-34 крайне затруднительна. Самолет опасен для противника, можно сказать, со всех сторон.
Петербургское НПО «Ленинец» создавало РЛС В004 «Хищник» для Су-34 исходя из того, что основная его задача состоит в нанесении ударов по наземным целям в условиях маловысотного полета и даже полета с огибанием рельефа местности. Поэтому радар «заточен» прежде всего на обнаружение на максимальном удалении наземных целей. Для этого конструкторам пришлось радикально бороться с таким явлением, как паразитное отражение радиоволны от земной поверхности, из-за чего возникает эффект «затенения» целей. И в таком режиме «Хищник» показывает прекрасные результаты. Танк обнаруживается на удалении 75 километров.
“ «Хищник» обнаруживает танки на расстоянии 75 километров ”
При работе по воздушным целям назвать показатели прекрасными не получается, однако они вполне приемлемы для истребителя-бомбардировщика поколения «4+». «Летающие слоны» – топливозаправщики, АВАКСы, транспортники-тяжеловозы, командные самолеты видны Су-34 на удалении 250 километров. На таком расстоянии прекрасно работает ракета Р-37, имеющая дальность 300 километров, которую на Западе называют «длинной кочергой».
Приемлемая дальность обнаружения самолетов поколения 4 с одним или с двумя плюсами – 90 километров. Они имеют эффективную площадь рассеяния (ЭПР) – порядка три – пять квадратных метров. Это все «ровесники» Су-34: F-15, F-16, французский «Рафаль», евроистребитель «Тайфун», шведский «Грипен». Необходимо сказать, что и по маневренности «Утенок», как называют Су-34 из-за его приплюснутого носа, не уступает этим самолетам, потому что создан на основе «воздушного акробата» Су-27, предназначенного для завоевания господства в воздухе. И встречающееся порой мнение относительно того, что Су-34 продолжает линию фронтового бомбардировщика Су-24, ошибочно.
Однако гораздо хуже дело при столкновении «Утенка» с «невидимками» пятого поколения F-22 и F-35, у которых ЭПР (вопреки рекламным сведениям производителей) в пределах 0,05–0,2 квадратного метра. Дальность обнаружения этих самолетов для Су-34 в открытых источниках не приводится. Но понятно, что «Утенку» с ними лучше не сталкиваться.
Ирбис
Несмотря на то, что Су-34 был принят на вооружение в 2014 году, концепция и технологии, в него заложенные, разрабатывались в 90-е. Более ранней готовности машины препятствовала разруха того периода. Именно поэтому назрела замена РЛС на более современную с лучшими характеристиками.
Многоцелевому истребителю поколения «4++» Су-35С исторически больше повезло. Его разработка началась позже. Первый полет был совершен в 2008-м, а эксплуатация началась также в 2014-м. Сказалось это и на характеристиках РЛС Н035 «Ирбис», созданной в НИИ приборостроения им. Тихомирова. Эта станция превосходит все существующие в мире бортовые РЛС по дальности обнаружения и сопровождения целей.
Необходимо сказать, что НИИ приборостроения в 80-е годы первым в мире создал РЛС с фазированной антенной решеткой (ФАР). Это был Н007 «Заслон» для истребителя-перехватчика МиГ-31. После чего все производители авиатехники мира бросились догонять русских.
“ На таком расстоянии прекрасно работает ракета Р-37, на Западе ее называют «длинной кочергой» ”
До «Заслона» на самолетах использовались станции с антеннами, которые сканировали пространство механическим поворотом в двух плоскостях. Процедура медленная да и техника, в которой используются подвижные элементы, не слишком надежна. ФАР представляет собой плоскую матрицу (круглую в авиации), которая состоит из множества, до нескольких тысяч, приемо-передающих модулей, «элементарных антенн», оснащенных фазовращателями. За счет постоянного изменения сигнала, подающегося на них, происходит перемещение луча РЛС в двух плоскостях. То есть осуществляется сканирование с электронным, фактически мгновенным отклонением луча. РЛС с ФАР способна работать и в более сложных режимах. Например, для поиска целей, то есть дежурного сканирования, формируется широкий луч. Для сопровождения обнаруженных объектов – узкий. РЛС способна сопровождать сразу несколько целей, выдавая целеуказание для обстрела каждой из них. Разумеется, снимаемая с антенны отраженная информация обрабатывается мощными компьютерами для получения четкой объемной картины сканируемого воздушного пространства. Таким образом в РЛС с ФАР достигается высочайшая производительность.
Дальность обнаружения зависит от двух характеристик. Она больше, если РЛС использует более длинные волны – не сантиметровые, а дециметровые или даже метровые. Однако при увеличении длины уменьшается разрешающая способность и накапливается ошибка при определении координат цели. Поэтому все авиационные РЛС работают в X-диапазоне – сантиметровом. Также дальность обнаружения прямо пропорциональна мощности луча.
Фото: textpilot.ru
В РЛС Н035 «Ирбис» с ФАР, установленной на Су-35С, конструкторам удалось получить рекордную выходную пиковую мощность излучения, равную 20 киловатт. В связи с чем «Ирбис» стал самым мощным бортовым радаром в мире.
Цели с ЭПР 0,01 квадратного метра обнаруживаются на расстоянии до 100 километров, 0,1 квадратного метра – 160 километров, 1 квадратный метр – 270 километров, 3 квадратных метра – 400 километров. Разрешающая способность при картографировании местности не более 1 метра.
«Ирбис» одновременно сопровождает до 30 воздушных целей и обстреливает до восьми. При работе с наземными целями одновременно сопровождаются четыре, обстреливаются – две.
Угол обзора по азимуту при электронном сканировании – плюс-минус 60 градусов. При использовании гидропривода антенны – плюс-минус 120 градусов.
Станция работает в Х-диапазоне. ФАР диаметром 900 миллиметров включает в себя 1779 приемо-передающих элементов.
Возможности «Ирбиса» по обнаружению и сопровождению целей при любых погодных условиях и при помеховом противодействии противника превосходят аналогичные параметры остальных бортовых радаров на 15–30 процентов.
Жук
Несмотря на рекордные характеристики РЛС «Ирбис», ее нельзя отнести к радиоэлектронному оборудованию, предназначенному для истребителей пятого поколения. Потому что ФАР в ней пассивная – ПФАР. На всю решетку, на каждый из 1779 ее излучателей работает только один генератор сигналов и один усилитель мощности. К пятому же поколению относятся РЛС с активной ФАР – АФАР. В них на каждый излучатель работают свои генератор и усилитель.
Главное достоинство таких радаров в том, что они в принципе не могут выйти из строя (если, конечно, не будет прямого попадания зенитной ракеты). Может перегореть несколько усилителей – два, три, четыре, однако РЛС по-прежнему будет работать. Компьютер, обрабатывающий отраженные от целей сигналы, продолжит корректировать результирующую картинку с учетом отказавших элементов. В РЛС с ПФАР отказ одного-единственного усилителя или генератора выведет радар из строя. Самолет «ослепнет».
Есть и еще одно достоинство. Группы излучателей могут быть загружены различными задачами – локацией, картографированием, радиоэлектронной борьбой, широкополосной связью…
Но есть и недостатки. Один из них к качеству радара отношения не имеет – дороговизна в сравнении с ПФАР. Из-за второго недостатка на РЛС с АФАР крайне сложно получить по-настоящему высокую выходную мощность. Дело в том, что каждый из тысячи с лишним усилителей в фидерах АФАР выделяет тепло. В сумме становится настолько горячо, что требуется создавать очень серьезные холодильные агрегаты. Так, например, для охлаждения РЛС американского истребителя F-22 требуется расходовать 34 литра жидкости в минуту. Поэтому дальнейшее увеличение выходной мощности не представляется возможным.
РЛС с АФАР используется в многоцелевом среднем истребителе поколения «4++» МиГ-35. Это Н010 «Жук-АЭ», разработанный корпорацией «Фазотрон-НИИР». Буква Э в названии говорит о том, что модификация экспортная. Следовательно, она должна обладать меньшими возможностями, чем РЛС, предназначенная для эксплуатации в ВКС РФ. Название уже есть – «Жук-А», однако станцию продолжают доводить до ума.
В настоящий момент это не столь критично, потому что Минобороны заказало лишь четыре истребителя. Минпромторг рекомендует РСК «МиГ» энергично поставлять машину на внешний рынок. Благо, покупатели, привыкшие летать на различных модификациях МиГ-29, имеются в должном количестве.
Столь прохладное отношение на родине к этой прекрасной машине имеет несколько причин. Главная из них субъективна – упование на всемогущество тяжелых истребителей, каковыми являются изделия ОКБ Сухого. При этом предается забвению один из основных постулатов строительства ВВС: тяжелых истребителей должно быть в два раза меньше, чем легких. Потому что последние (правда, МиГ-35 относится к среднему классу) проще восполнять в случае боевых потерь и эксплуатация дешевле.
Характеристики «Жука-АЭ», раскрытые лишь частично, в восторг не приводят. Дальность обнаружения самолета четвертого поколения с ЭПР порядка три – пять квадратных метров – 160 километров. Наземные цели типа танк распознаются на удалении 72 километра. Точность картографирования – 2х2 метра. Одновременно сопровождается 30 воздушных целей, обстреливается шесть.
У РЛС «Жук-А», которая должна появиться в обозримом будущем, дальность обнаружения воздушной цели типа истребитель должна превысить 200 километров. Подтянутся и все другие характеристики, что еще больше повысит эффективность истребителя.
Белка
Наконец, о первом российском истребителе пятого поколения Су-57. Разработанная для него в НИИ приборостроения им. Тихомирова РЛС называется Н036 «Белка». В отличие от традиционных схем использования бортовых радаров с АФАР носового размещения она оснащена несколькими АФАР. Есть решетка переднего обзора, работающая в сантиметровом диапазоне волн. Две антенные решетки бокового обзора, расположенные слева и справа, – Н036Б также работают в сантиметровом диапазоне. Есть и антенные системы, установленные в передней кромке крыла, – Н036L. Они работают в L-диапазоне, дециметровом и соответственно имеют значительно большую рабочую дальность, позволяющую обнаружить любого «невидимку» за несколько сотен километров. Правда, разрешающая способность в данном случае недостаточна, чтобы произвести пуск ракеты по цели. Но это позволит пилоту не только подготовиться к встрече с противником, но и передать на землю или самолетам работающей в небе эскадрильи информацию о местонахождении вражеского борта, чтобы находящийся ближе к цели истребитель «разобрался» с ней.
То есть распределение антенн бортового радара совместно с датчиками заднего обзора дает пилоту Су-57 возможность всеракурсной оценки воздушной обстановки. Полезная информация поставляется еще и оптико-локационной системой, которая имеет телевизионный и тепловизионный каналы.
Матрица «Белки» состоит из 1562 приемо-передающих модулей и имеет размеры 700х900 миллиметров. Дальность обнаружения воздушных целей с ЭПР 3 квадратных метра – 400 километров, 1 квадратный метр – 300 километров, 0,5 квадратного метра – 240 километров, 0,1 квадратного метра – 165 километров. Угол обзора по азимуту и углу места – плюс-минус 120 градусов. Остальные характеристики, в том числе относящиеся к работе по наземным целям, не раскрываются.
Если сравнивать Су-57 со своим единственным в мире конкурентом – F-22 (F-35 до уровня этих двух самолетов недотягивает), возможности российского радара предпочтительнее. Американская РЛС AN/APG-77 цели с ЭПР 1 квадратный метр обнаруживает в зависимости от режима работы на расстоянии от 190 до 240 километров. Угол обзора по азимуту и углу места – плюс-минус 60 градусов.
Также ничего не сообщается об особенностях работы радара по части скрытности. Но можно предположить, что в нем используется тот же принцип низкой вероятности перехвата (LPI), что и в AN/APG-77. Идея состоит в излучении низкоэнергетических импульсов, частота которых постоянно «плавает» в широком диапазоне. В связи с чем самолет противника, его приемные датчики неспособны определить, что подвергаются облучению со стороны радара.
Владимир Тучков
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 8 (821) за 3 марта 2020 года
