Chaff , первоначально называвшийся Window [1] или Düppel , представляет собой средство противодействия радарам , включающее рассеивание тонких полосок алюминия , металлизированного стекловолокна или пластика . [2] Рассеянный chaff создает большую эффективную площадь рассеяния, предназначенную для ослепления или нарушения работы радиолокационных систем. [3]
Современные военные силы используют отражатели для отвлечения активных радиолокационных самонаводящихся ракет от их целей. Военные самолеты и военные корабли могут быть оснащены системами сброса отражателей для самообороны. На своем среднем этапе полета межконтинентальная баллистическая ракета может сбрасывать отражатели вместе с другими средствами проникновения .
Современные радиолокационные системы могут отличать отражатели от законных целей, измеряя эффект Доплера ; [4] отражатели быстро теряют скорость после того, как покидают самолет, и результирующий сдвиг длины волны отраженного радиолокационного сигнала может быть измерен. Чтобы противостоять этому, облако отражателей может быть освещено обороняющимся транспортным средством с доплеровской коррекцией частоты. Это известно как JAFF (глушитель плюс отражатели) или CHILL (освещенный отражателями). [5]
Идея использования шелухи развивалась независимо в Великобритании , Германии , США и Японии . В 1937 году британский исследователь Джеральд Тач, работая с Робертом Уотсоном-Уоттом над радаром, предположил, что отрезки проволоки, подвешенные к воздушным шарам или парашютам, могут подавлять радарную систему ложными эхо-сигналами [6] , а Р. В. Джонс предположил, что куски металлической фольги, падающие в воздухе, могут сделать то же самое. [7] В начале 1942 года исследователь из Исследовательского центра телекоммуникаций Джоан Карран исследовала эту идею и придумала схему сброса пакетов алюминиевых полос с самолета для создания облака ложных эхо-сигналов. [8] Первой идеей было использование листов размером со страницу блокнота; их можно было бы напечатать, чтобы они также служили пропагандистскими листовками . [9] Было обнаружено, что наиболее эффективной версией были полоски черной бумаги, подложенные алюминиевой фольгой , размером ровно 27 см × 2 см (10,63 дюйма × 0,79 дюйма), упакованные в пачки, каждая весом 1 фунт (0,45 кг). Глава TRE, AP Rowe , дал устройству кодовое название «Окно». В Германии аналогичные исследования привели к разработке Düppel . Немецкое кодовое название произошло от имения, где прошли первые немецкие испытания с использованием мякины, около 1942 года. [9] После того, как британцы передали идею в США через миссию Tizard , Фред Уиппл разработал систему распределения полос для USAAF , но неизвестно, использовалась ли она когда-либо.
Системы использовали ту же концепцию небольших алюминиевых полосок (или проводов), нарезанных до половины длины волны целевого радара. При попадании в радар такие куски металла резонируют и повторно излучают сигнал. [9] Противостоящая оборона обнаружила бы почти невозможным отличить самолет от эха, вызванного отражателями. Другие методы, сбивающие с толку радары, включали воздушные устройства глушения под кодовыми названиями Mandrel, Piperack, Jostle и Carpet . Mandrel был воздушным глушителем, нацеленным на немецкие радары Freya, [10] в то время как Carpet был нацелен на артиллерийский радар Würzburg . Незнание степени знания принципа в противостоящих военно-воздушных силах привело планировщиков к выводу, что его слишком опасно использовать, поскольку противник мог его скопировать. Ведущий научный советник британского правительства профессор Линдеманн указал, что если Королевские военно-воздушные силы (RAF) использовали бы его против немцев, Люфтваффе быстро скопировали бы его и могли бы начать новый Blitz . Это вызвало обеспокоенность у командования истребительной авиации и противовоздушной обороны Королевских ВВС , которым удалось сдержать использование Window до июля 1943 года. [11] Считалось, что новое поколение сантиметровых радаров, доступных командованию истребительной авиации, справится с ответными действиями Люфтваффе .
Проверка радиолокационного оборудования Вюрцбурга , привезенного в Великобританию во время операции Biting (февраль 1942 г.), и последующая разведка показали британцам, что все немецкие радары работали не более чем в трех диапазонах частот, что делало их склонными к глушению . Артур Трэверс «Бомбардировщик» Харрис , главнокомандующий (C-in-C) бомбардировочного командования Королевских ВВС , наконец получил одобрение на использование Window в рамках операции Gomorrah , недельной бомбардировки Гамбурга . Первый летный состав, обученный использованию Window, был в 76-й эскадрилье . Двадцать четыре экипажа были проинструктированы о том, как сбрасывать связки полосок алюминизированной бумаги (обработанная бумага использовалась для минимизации веса и максимального увеличения времени, в течение которого полоски будут оставаться в воздухе, продлевая эффект), по одной каждую минуту через сигнальный желоб, используя секундомер для замера времени. Результаты оказались впечатляющими. Главные прожекторы с радиолокационным наведением бесцельно блуждали по небу. Зенитные орудия стреляли беспорядочно или не стреляли вообще, а ночные истребители, чьи радиолокационные дисплеи были завалены ложными эхосигналами, совершенно не смогли обнаружить поток бомбардировщиков. Более недели атаки союзников опустошали огромную территорию Гамбурга, что привело к гибели более 40 000 мирных жителей, при этом в первую ночь было потеряно только 12 из 791 бомбардировщика. Эскадрильи быстро установили специальные парашюты на своих бомбардировщиках, чтобы еще больше облегчить сброс дипольных отражателей. Рассматривая это как разработку, которая делает более безопасным выполнение операций, многие экипажи совершали столько вылетов, сколько могли, прежде чем немцы нашли контрмеру.
Хотя металлические полосы поначалу озадачили немецких гражданских лиц, немецкие ученые точно знали, что это такое — Düppel — но воздерживались от его использования по тем же причинам, на которые Линдеманн указал британцам. Более года сохранялась любопытная ситуация, когда обе стороны конфликта знали, как использовать отражатели для глушения радаров другой стороны, но воздерживались от этого из-за страха, что их противник ответит тем же. Окно сделало управляемые на земле истребители Himmelbett (кровать с балдахином) линии Каммхубера неспособными отслеживать свои цели в ночном небе и сделало ранние версии UHF-диапазона B/C и C-1 бортового перехватного радара Lichtenstein (после захвата ночного истребителя Junkers Ju 88R-1 британцами в мае 1943 года, оснащенного им) бесполезными, ослепляя управляемые радаром пушки и прожекторы, зависящие от наземного радара. Оберст Хайо Херрманн разработал Wilde Sau (Дикий кабан), чтобы справиться с отсутствием точного наведения с земли, и привел к формированию трех новых истребительных крыльев для использования тактики, пронумерованных JG 300 , JG 301 и JG 302. Наземные операторы радиоуправляли одноместными истребителями и ночными истребителями в районы, где концентрация отражателей была наибольшей (что указывало бы на источник отражателей), чтобы летчики-истребители могли видеть цели, часто на фоне освещения от пожаров и прожекторов внизу. Несколько одноместных истребителей имели устройство FuG 350 Naxos для обнаружения излучений радара H2S (первая бортовая, сканирующая наземную радиолокационная система) от бомбардировщиков.
Через шесть недель после налета на Гамбург Люфтваффе использовали Düppel размером 80 см × 1,9 см (31,50 дюйма × 0,75 дюйма) во время налета в ночь с 7 на 8 октября 1943 года. [12] В налетах 1943 года и «мини-блице» операции Steinbock между февралем и маем 1944 года Düppel позволил немецким бомбардировщикам снова попытаться провести операции над Лондоном . Хотя теоретически они были эффективны, небольшое количество бомбардировщиков, особенно по сравнению с большой силой ночных истребителей Королевских ВВС , обрекли усилия с самого начала. Британские истребители могли подниматься в воздух в больших количествах и часто обнаруживали немецкие бомбардировщики, несмотря на Düppel . Немцы добились лучших результатов во время воздушного налета на Бари в Италии 2 декабря 1943 года, когда радары союзников были обмануты использованием Düppel . [13]
После того, как в 1942 году британская Джоан Каррен открыла его, в Соединенных Штатах мякина была совместно изобретена астрономом Фредом Уипплом и инженером ВМФ Мервином Блаем. Уиппл предложил идею Военно-воздушным силам, с которыми он работал в то время. [14] Первые испытания провалились, поскольку полоски фольги слипались и падали комками, не давая или почти не давая эффекта. Блай решил эту проблему, спроектировав патрон, который заставлял полоски тереться о него, когда они выбрасывались, приобретая электростатический заряд . Поскольку все полоски имели одинаковый заряд, они отталкивались друг от друга, обеспечивая полный эффект контрмеры. После войны Блай получил за свою работу Премию за выдающиеся гражданские заслуги ВМФ .
На Тихоокеанском театре военных действий лейтенант-коммандер ВМС Судо Хадзимэ изобрел японскую версию под названием Giman-shi , или «обманчивая бумага». Впервые она была использована с некоторым успехом в середине 1943 года во время ночных боев над Соломоновыми островами . [15] Конкурирующие требования к дефицитному алюминию, необходимому для ее производства, ограничили ее использование. [16] 21 февраля 1945 года во время битвы за Иводзиму Giman-shi успешно применялась перед атакой камикадзе на USS Saratoga . [17]
Британские военные корабли в Фолклендской войне (1982) активно использовали дипольные отражатели.
Во время этой войны британские самолеты Sea Harrier не имели своего обычного механизма разбрасывания шелухи. [18] Поэтому инженеры Королевского флота разработали импровизированную систему доставки из сварочных прутков , шплинтов и веревки, которая позволяла хранить шесть пакетов шелухи в колодце воздушного тормоза и развертывать их в полете. Ее часто называли « модификацией шелухи Хита Робинсона » из-за ее сложности. [19]
Хотя отложения создают большое количество рассеянных отражений, которые могут засорять дисплей радара, их легко отфильтровать, поскольку они относительно медленно движутся по небу.
Радар может использовать эффект Доплера для различения дипольных отражателей и быстро движущихся самолетов-целей.
Эффект Доплера возникает только для составляющей скорости, параллельной лучу радара.
Чтобы преодолеть это, в использовании развертывается большое количество дипольных отражателей, а затем самолет поворачивается так, чтобы двигаться преимущественно перпендикулярно источнику радара. Он также может вращаться, чтобы минимизировать свое поперечное сечение, подвергающееся воздействию луча радара.
Это приводит к тому, что самолет становится сложнее отделить от фактически неподвижной помехи, и это известно как «зазубрина», поскольку радары обычно включают зазубрину с низкой чувствительностью к частотам, связанным с низкой скоростью.
Вероятно, эффект будет кратковременным против современных радиолокационных систем, но его можно продлить, используя Chill и Jaff, как описано ниже.
Одним из важных качеств отражателя является его малый вес, что позволяет переносить большие объемы. В результате после выброса он быстро теряет любую поступательную скорость, которую он имел от самолета или ракетной установки, а затем начинает медленно падать на землю. С точки зрения вражеского радара отражатель быстро распадается до нулевой относительной скорости. Современные радары используют эффект Доплера для измерения скорости прямой видимости объектов и, таким образом, могут отличать отражатель от самолета, который продолжает двигаться с высокой скоростью. Это позволяет радару отфильтровывать отражатель с его дисплея. [20]
Для противодействия этой фильтрации была разработана техника JAFF или CHILL. Она использует дополнительный передатчик помех на самолете для отражения сигнала от облака дипольных помех, имеющего частоту, соответствующую частоте самолета. Это делает невозможным использование только доплеровского сдвига для фильтрации сигнала дипольных помех. На практике сигнал намеренно зашумлен, чтобы представить несколько ложных целей. [20]
По сути, метод JAFF представляет собой недорогую внешнюю ловушку, перемещающую постановщики помех с пусковой платформы на ловушку и использующую дипольные отражатели в качестве отражателя для обеспечения углового разделения. [20]
Хотя фольгированные отражатели все еще используются некоторыми самолетами, такими как бомбардировщик Boeing B-52 Stratofortress , этот тип больше не производится. Отражатели, используемые такими самолетами, как Fairchild-Republic A-10 Thunderbolt II , McDonnell Douglas F-15 Eagle , General Dynamics F-16 Fighting Falcon и McDonnell Douglas F/A-18 Hornet, состоят из покрытых алюминием стеклянных волокон. Эти волоконные « диполи » предназначены для того, чтобы оставаться в воздухе как можно дольше, имея типичный диаметр 1 мил или 0,025 мм и типичную длину от 0,3 дюйма (7,6 мм) до более 2 дюймов (51 мм). Более новые «сверхтонкие» отражатели имеют типичный диаметр 0,7 мил (0,018 мм). Отражатели переносятся в трубчатых картриджах, которые остаются прикрепленными к самолету, каждый из которых обычно содержит около 3-5 миллионов волокон отражателя. Щебень выбрасывается из патрона пластиковым поршнем, приводимым в действие небольшим пиротехническим зарядом. [21]
Противорадиолокационные отражатели бывают двух основных типов: непрерывно-волновые (CW) отражатели, используемые против управляемых радаром ракет, работающих на непрерывной частоте, и импульсные отражатели, используемые против ракет, работающих на импульсной частоте. [22]
Не так много исследований посвящено влиянию мякины на здоровье населения и окружающую среду. В обзоре исследований 1998 года, спонсируемом Министерством обороны США, говорится, что «широко распространенное воздействие мякины на окружающую среду, человека и сельское хозяйство, в настоящее время используемое в обучении, незначительно и намного меньше, чем воздействие других антропогенных выбросов». [2]
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)