На днях, шла бурная дискуссия о разработке немецкой компании-производителя Hensoldt, которая объявила о способности её пассивного радара отслеживать малозаметные истребители F-35. В частности, система запеленговала два истребителя в 2018 году, когда те покидали Берлинский авиасалон.

Через пару дней СМИ США назвали немецкие «чудо-радары»  - «пустышкой». Ну, и, всячески, раскритиковали новинку и идею. Давайте разбираться.

 

Немецкое «чудо»

 

Фирма Hensoldt изготовила пассивный радар TwInvis, который фиксирует местоположение воздушных судов. Благодаря тому, что от данного оборудования не исходит излучение, оно остается скрытым для сторонних глаз, при этом высвечивая интересующие объекты.

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Пассивный радар TwInvis, Фирма Hensoldt. hensoldt.net
 

С помощью новой РЛС производитель решил засечь полет F-35. Тем более, что представился удобный случай – двое «невидимок» прибывали из Аризоны на Берлинское авиашоу, проходившее в апреле 2018 года. Для более точной фиксации радар использовал мощность сигналов польских FM-излучателей, вещающих вглубь Германии. Однако американские истребители так и не поднялись в воздух на обозначенной выставке.

Тогда специалисты Hensoldt перебазировали РЛС со складной антенной (помещающейся в фургон или внедорожник) на новую площадку, в 150 км от Берлина. Оборудование было размещено среди лошадей, на ферме с пони, недалеко от аэропорта.

Как только самолеты F-35 оказались в воздухе, радар приступил к их отслеживанию. Сбор данных осуществлялся на основе сигналов от транспондеров ADS-B.

 

 

Линзы Люнеберга

 

Ранее Hensoldt заявлял, что его пассивное радиолокационное обнаружение работает независимо от того, установлены ли на целевом самолете радиолокационные отражатели (так называемые линзы Люнеберга).

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Линза Люнеберга на F-35 обнаружено четыре линзы
 

Линза Люнеберга, частично покрытая токопроводящим материалом, обладает огромной (относительно истинных размеров) эффективной площадью рассеяния (ЭПР) в широких углах облучения. Эти устройства используются для: 1) скрытия фактического значения ЭПР стелс-самолетов, и б) для повышения безопасности совместных полетов с самолетами предыдущих поколений и лучшего взаимодействия с диспетчерами управления воздушным движением.

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Линза Люнеберга на F-22 известна всего одна
 
стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Линза Люнеберга на F-22 известна всего одна
 

Отражатели искусственно создают радиолокационное поперечное сечение в полосах частот, в которых работают радиолокаторы, устраняющие конфликты в воздушном пространстве, чтобы традиционные радиолокационные системы обороны знали, с чем имеют дело.

 

Другими словами линзы Люненберга устанавливаются для увеличения ЭПР и играют роль при первичной радиолокации: радар излучает и принимает отраженный сигнал, обрабатывает его. Транспондеры (бортовые радиостанции) работают с радарами вторичной локации: радар запросил, транспондер ответил (это его основное применение в гражданском секторе).

 

 

Немного теории

 

Получение радиолокационной информации основывается на физических свойствах электромагнитных волн (ЭМВ), используемых в качестве носителей радиолокационного сигнала. Как известно, ЭМВ распространяются в однородной среде прямолинейно с постоянной скоростью.

 

Если цель приближается к РЛС или удаляется от нее, то отраженный сигнал появляется в РЛС соответственно раньше или позже, чем при неподвижной цели. За счет этого фаза принимаемой волны имеет другие значения,что равнозначно приращению частоты радиосигнала. Измерив полученное (допплеровское) приращение частоты, можно (опять же благодаря постоянству скорости РРВ) определить радиальную скорость цели.

 

Другими физическими свойствами электромагнитных волн ЭМВ являются:

  • прямолинейность распространения в однородной среде, что важно приточном измерении угловых координат и параметров движения;
  • способность формироваться в узкий пучок, повышая тем самым точность, разрешающую способность и помехоустойчивость РЛС;
  • способность отражаться от объектов;
  • способность изменять свою частоту при наличии относительного движения цели и РЛС.

 

Таким образом, в отраженных от целей радиолокационных сигналах заложена вся информация о них, так как при отражении изменяются все параметры сигнала (амплитуда, частота, начальная фаза, длительность, спектр, поляризацияи т.д.).

Зондирующее излучение не является сигналом, так как ЭМВ становятся носителем информации о цели, т. е. радиолокационным сигналом, лишь после взаимодействия с целью. При этом цель играет активную или пассивную роль.

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Линза Люнеберга. Пассивный радар TwInvis.

Пассивная радиолокация

 

Пассивный радар работает с помощью приема излучения, генерированного радио- и телестанциями, базовыми вышками сотовой связи, другими радарами. В военное время это одноразовые простейшие излучатели.

 

При пассивной радиолокации сама цель является источником электромагнитного излучения, а РЛС выполняет функции приемного устройства, предназначенного для определения направления на этот источник.

Разнесенная радиолокационная система - разновидность радиолокации по пассивным целям. Ее характерная черта: передающее и приемное устройства разнесены на значительное расстояние.

Активная радиолокация в отличие от пассивной позволяет определять все координаты цели (не только направление на нее). Преимущество пассивной системы - скрытый характер локации (со стороны РЛС нет излучения).

В радиолокации для определения местоположения цели (объекта) чаще всего применяют позиционный метод, основанный на использовании поверхностей или линий положения для определения места объекта в пространстве или на поверхности Земли. Поверхность положения представляет собой геометрическое место точек в пространстве, отвечающих условию постоянства параметра (измеряемой координаты относительно опорного пункта (дальности, угла и т.п.)).

Местоположение ЛА в пространстве находится как точка пересечения трех поверхностей положения (ПП). Пересечение двух поверхностей положения дает линию положения (ЛП), которая является геометрическим местом точек с постоянными значениями двух параметров. Чтобыопределить точку в пространстве, требуется пересечение трех поверхностей положения или линии и поверхности положения. В случае нахождения цели иопорных пунктов в одной плоскости достаточно двух ЛП (определения двухкоординат цели, которые измеряются двумя РЛУ).

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Определении местоположения объекта 
 
 

Система TwInvis

 

«Наши, недавно разработанные, высокочувствительные цифровые приемники, теперь позволяют одной системе TwInvis контролировать до 200 самолетов в 3D-виде в радиусе 250 километров. Это было немыслимо даже несколько лет назад», - сказал генеральный директор Hensoldt Томас Мюллер. «Это откроет совершенно новые возможности для применения в таких областях, как противовоздушная оборона, защита от крупных событий или управление воздушным движением».

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Пассивный радар TwInvis, Фирма Hensoldt. hensoldt.net
 

«Работая, как простые приемники, пассивные радарные системы обнаруживают воздушные суда, анализируя сигналы, которые они отражают от существующих сторонних излучений, таких как радио- и телевизионные станции. TwInvis получает точную картину воздушного пространства, одновременно анализируя большое количество полос частот. Например, до 16 FM-передатчиков (аналоговое радио) плюс 5 частот, используемых несколькими передатчиками DAB и DAB + (цифровое радио), а также DVB-T и DVB-T2 (цифровое, наземное телевидение) могут быть одновременно проанализированы».

 


«Кроме того, новое поколение программного обеспечения Hensoldt обеспечит беспрецедентную производительность с точки зрения дальности и точности обнаружения», - утверждают в компании.

В гражданском применении пассивные радиолокационные системы делают возможным экономически эффективное управление воздушным движением без каких-либо дополнительных излучений и без использования частот передачи, которых не хватает.

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Пассивный радар TwInvis, Фирма Hensoldt. hensoldt.net
 

В военных приложениях система позволяет осуществлять наблюдение за обширными территориями с использованием сетевых приемников, в то же время предлагая преимущество, заключающееся в том, что пассивные радиолокационные системы не могут быть обнаружены противником.. Более того, не требуется никих согласований с каким-либо государственными органами, поскольку излучения отсутствует, это позволяет системе быть быстро готовой к развертыванию, а также использоваться в городских районах. Это приводит к еще одному преимуществу новой технологии: система может использоваться в местах, где охват ранее был недостаточным, в частности, например, в горных районах.»

 

 

Америка против

 

СМИ США назвали немецкие «чудо-радары»,в плане их возможностей обнаружения F-35, «пустышкой».

Утверждается, что как только пассивная радиолокационная система наведет на цель обычные РЛС, об этом станет известно системам защиты потенциального объекта охоты. Малозаметные истребители нового поколения воспользуются своей осведомленностью для изменения маршрута. Также в ход пойдут средства радиоэлектронной борьбы, которые смогут подделать данные о месторасположении или ослепить радиолокационные системы.

Помимо этого, самолет или другие платформы, к которым он подключен, могут уничтожить эти объекты, поскольку, в отличие от пассивных радаров, системы поиска и обнаружения являются активными источниками излучения.

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Линза Люнеберга на F-35.
 

Popular Mechanics:

«На данный момент TwInvis действительно полезен только в качестве радара раннего предупреждения о приближении невидимого истребителя. Радар TwInvis недостаточно совершенен.

Технология звучит многообещающе, но есть ряд факторов, которые помогли TwInvis обнаружить F-35. Во-первых, они знали, когда приближались F-35, и могли использовать сигналы от транспондеров ADS-B самолетов, чтобы помочь идентифицировать самолет. В военное время противники не будут знать когда прилетит самолет, а излучатели ADS-B будут отключены.

 

Еще одна проблема с радаром - это нечто фундаментальное для этого метода работы: он использует сигналы от гражданских передатчиков для обнаружения самолетов-невидимок. Во многих частях мира, особенно над водой или над отдаленными регионами на суше, не будет большого количества сигналов для сбора данных. Страна с самолетами-невидимками может отключить сети сотовой связи кибератаками и бомбить башни радиовещания, чтобы уничтожить радары, подобные TwInvis.

TwInvis может быть частью пакета дополнительных систем, предназначенных для обнаружения самолетов-невидимок. Это также, очевидно, единственная система, способная обнаруживать F-35 на расстоянии в 93 мили (150 км.).

 

Самолеты-невидимки остаются далеко не устаревшими. Немецкий авиационный радар приведет к издержкам всех сторон, заставляя противников покупать дорогие пассивные радарные системы. Хотя, пройдет много времени, прежде чем во всех странах появятся пассивные радары. 

Поэтому,в поединке стелс против контр-стелса, TwInvis - выстрел из лука, но дуэль еще далека от завершения.»

 


Мнение специлиста

 

Пассивная система использует сигналы (гражданских TV и радиопередатчиков) для поиска их отражений в верхней полусфере. Учитывая мощности таких передатчиков – это вполне реальная задача. Второй плюс этой системы - используется зеркальное отражение плоскости. Для разнесенных в пространстве передатчика и приемника.

Немецкий пассивный радар работает в бистатическом режиме в связке с мощными бродкастинговыми излучателями метрового диапазона УКВ, расположенными в Польше.

Стелс-технологию в этом диапазоне радиоволн можно обеспечить только граненым планером (о Петре Яковлевиче Уфимцев, изобретателе стелс-технологии, мы расскажем вскоре), которым обладал один единственный самолет F-117, снятый с вооружения. Поэтому видимость F-22 и F-35 в метровом диапазоне не является неожиданностью. Российские метровые РЛС тоже тут к месту.

 

Не ново. В чем разница?

 

Чем отличается немецкая разработка от станций радиотехнической разведки прежних времен? Были же чешские «Ramona»,  «Tamara»  и «Vera-Е», была же советская «Кольчуга»? Ну, кроме того, что конкурируют  «продавцы» - немецкая фирма и Пентагон.

 

Разница в том, что указанные станции РТР обнаруживают излучение от электронных средств самолета. И если он летит в режиме радиомолчания или использует узконаправленное излучение, они не обнаруживают ничего.

Немецкая технология, которую «громит» США, принимает одновременно исходный сигнал от, допустим, постороннего телевизионного передатчика, место работы которого известно, и тот же сигнал, но отраженный от самолета, и по разнице во времени этих сигналов, определяют расстояние до самолета.

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Пассивный радар TwInvis, Фирма Hensoldt. hensoldt.net
 

Перспективы пассивных систем  радиолокационного обнаружения

 

Для определения координат цели нужно как минимум две приемные антенны, а лучше три и более. Соответственно система называется бистатическая или мультистатическая радиолокация. В России и за рубежом в крупных мегаполисах и пригородах с плотным покрытием сотовой связи уже развернуты мультистатические пассивные радары с одним приемников на 9 базовых вышек сотовой связи. Данные системы обнаруживают любой летательный объект вплоть до малоразмерных БПЛА.

В перспективе мультистатические приемники (требующие небольшого энергопотребления) предполагается установливать на БПЛА и связать их в единую систему с помощью узконаправленных радиоканалов с наземным пунктом, оборудованным высокопроизводительными компьютерами. Бистатика работает на отраженном излучении, здесь же речь о мультистатике с поднятыми на вышки (в перспективе на БПЛА) как передатчиками так и приемниками излучения.

 

Кстати, способ обнаружения стелсов по их радиотени был презентован на научной конференции еще в начале 1990-х годов с участием автора математического алгоритма конструирования граненого стелс-планера летательного аппарата Петра Уфимцева, а реализован буквально пару лет назад - слишком большие аппаратно-программные ресурсы пришлось задействовать, чтобы получить достоверную 3D-картинку воздушной обстановки в контролируемой зоне.

стелс, F-35, Hensoldt, радар, TwInvis, пассивный, Гермния, США, линзы Люнеберга,
Пример размещения TwInvis
 

Стандартное время барражирования 1-3 тонного БПЛА с ДВС составляет 24 часа.
Высота барражирования БПЛА, оснащенных приемником излучения сотового диапазона, вычислительным модулем и остронаправленной антенной радиопередатчика данных - 6 км. Количество БПЛА для контроля воздушной обстановки на высоте от 3 км до 3 метров над городской застройкой можно оценить как один аппарат на 10х10 км.

Возьмём в качестве примера более вполне реальные данные - истребитель с ЭОП(ЭПР)=1 м2 Миг-35 обнаруживаем на расстоянии Д=400 км в свободном пространстве (БРЛС Н036 «Белка»), а «стелс» с ЭОП(ЭПР)=0,3 м2 (F-22, F-35) обнаружим на расстоянии Д=296 км в свободном пространстве.

 

 

 

Итог

 

Про два лагеря мы уж написали, но не стоит забывать, что «стелс» не означает невидимость, а это явно не хочет слышать американская сторона.. Реально термин «стелс» обозначает  «малозаметность» самолета. То есть, если обычный самолет можно было бы «засечь», к примеру, с расстояния в 500 км, то «стелс» - с расстояния в 150-200 км.

Сторонников мнения, что «технологии стелс» -  пустышка, а эффективность ЭПР весьма сомнительно – становится все больше.

 

Ждем продолжения….

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!