Полуактивное радиолокационное самонаведение ( SARH ) — распространённый тип системы наведения ракет , возможно, наиболее распространённый тип для дальнобойных ракетных систем класса «воздух-воздух» и «земля-воздух» . Название относится к тому факту, что сама ракета является лишь пассивным детектором радиолокационного сигнала , обеспечиваемого внешним («внешним») источником, поскольку он отражается от цели [1] [2] (в отличие от активного радиолокационного самонаведения , которое использует активный радиолокационный приёмопередатчик ). Полуактивные ракетные системы используют бистатический радар непрерывного излучения .
Сокращенный код НАТО для обозначения ракеты с полуактивной радиолокационной головкой самонаведения — Fox One .
Основная концепция SARH заключается в том, что поскольку почти все системы обнаружения и слежения состоят из радиолокационной системы, дублирование этого оборудования на самой ракете является излишним. Вес передатчика уменьшает дальность действия любого летающего объекта, поэтому пассивные системы имеют большую дальность действия. Кроме того, разрешение радара тесно связано с физическим размером антенны, а в небольшом носовом конусе ракеты недостаточно места для обеспечения точности, необходимой для наведения. [3] Вместо этого большая радиолокационная тарелка на земле или самолете-носителе обеспечит необходимый сигнал и логику слежения, а ракета просто должна будет слушать сигнал, отраженный от цели, и направить себя в правильном направлении. Кроме того, ракета будет слушать сигнал, переданный пусковой платформой, в качестве опорного сигнала, что позволит ей избегать некоторых видов помех, создаваемых целью.
Система SARH определяет скорость сближения, используя геометрию траектории полета, показанную на рисунке 1. Скорость сближения используется для установки частотного местоположения для сигнала приема CW, показанного в нижней части диаграммы (спектр). Угол смещения антенны ракеты устанавливается после того, как цель обнаружена искателем ракеты, используя спектральное местоположение, установленное с использованием скорости сближения. Антенна искателя ракеты представляет собой моноимпульсный радиолокационный приемник, который производит измерения угловой погрешности, используя это фиксированное положение. Траектория полета контролируется путем подачи навигационного ввода в систему рулевого управления (хвостовые стабилизаторы или карданная ракета) с использованием угловых погрешностей, создаваемых антенной. Это направляет корпус ракеты для удержания цели вблизи центральной линии антенны, пока антенна удерживается в фиксированном положении. Геометрия угла смещения определяется динамикой полета с использованием скорости ракеты, скорости цели и расстояния разделения. [4]
Методы почти идентичны и используют сигналы глушения , оптическое видеонаведение и инфракрасное излучение для самонаведения.
Максимальная дальность увеличивается в системах SARH с использованием навигационных данных в самонаводящемся транспортном средстве для увеличения расстояния перемещения до того, как потребуется отслеживание антенны для конечного наведения. Навигация опирается на данные об ускорении , гироскопические данные и данные глобального позиционирования . Это максимизирует расстояние за счет минимизации корректирующих маневров, которые тратят энергию полета.
Сравните это с системами лучевого наведения , такими как RIM-8 Talos , в которых радар направлен на цель, а ракета удерживается в центре луча, слушая сигнал в задней части корпуса ракеты. В системе SARH ракета слушает отраженный сигнал в носовой части и по-прежнему отвечает за обеспечение своего рода «упреждающего» наведения. Недостатки лучевого наведения двояки: один заключается в том, что сигнал радара «веерообразный», увеличивается и, следовательно, становится менее точным с расстоянием. Это означает, что система лучевого наведения неточна на больших расстояниях, в то время как SARH в значительной степени независима от расстояния и становится более точной по мере приближения к цели или источнику отраженного сигнала, который она слушает. Снижение точности означает, что ракета должна использовать очень большую боеголовку, чтобы быть эффективной (т. е. ядерную). Другое требование заключается в том, что система лучевого наведения должна точно отслеживать цель на высоких скоростях, обычно требуя одного радара для отслеживания и другого «более плотного» луча для наведения.
Для системы SARH требуется только один радар, настроенный на более широкую диаграмму направленности.
Современные системы SARH используют для наведения радар непрерывного излучения (CW-радар). Хотя большинство современных истребительных радаров являются импульсными доплеровскими установками, большинство из них имеют функцию CW для наведения ракет с радаром. Несколько советских самолетов, таких как некоторые версии МиГ-23 и МиГ-27 , использовали вспомогательный контейнер наведения или антенну для подачи CW-сигнала. Ракета «Вымпел» Р-33 AA для перехватчика МиГ-31 использует SARH в качестве основного типа наведения (с дополнением инерциального наведения на начальном этапе).
Ракеты SARH требуют следящего радара для захвата цели и более узконаправленного осветительного радара для «подсветки» цели, чтобы ракета захватила отраженный от цели сигнал радара. [5] Цель должна оставаться освещенной в течение всего полета ракеты. Это может сделать самолет-носитель уязвимым для контратаки, а также дать электронным системам оповещения цели время для обнаружения атаки и принятия мер противодействия. Поскольку большинство ракет SARH требуют наведения в течение всего полета, старые радары ограничены одной целью на один излучатель радара за раз.
Максимальная дальность действия системы SARH определяется плотностью энергии передатчика. Увеличение мощности передачи может увеличить плотность энергии. Уменьшение полосы пропускания шума передатчика также может увеличить плотность энергии. Спектральная плотность, соответствующая полосе обнаружения приемника радара, является ограничивающим фактором для максимальной дальности.
Оружие SARH последнего поколения обладает превосходными возможностями электронного противодействия ( ECCM ), но система все еще имеет фундаментальные ограничения. Некоторые новые ракеты, такие как SM-2 , включают полуактивное радиолокационное самонаведение на конечном участке траектории (TSARH). Ракеты TSARH используют инерциальное наведение на протяжении большей части своего полета, активируя свою систему SARH только для финальной атаки. Это может помешать цели осознать, что она подвергается атаке, до момента непосредственного удара ракеты. Поскольку ракете требуется наведение только на конечном участке траектории, каждый радиолокационный излучатель может использоваться для поражения большего количества целей. Некоторые из этих видов оружия, такие как SM-2, позволяют пусковой платформе обновлять ракету обновлениями на промежуточном участке траектории через канал передачи данных .
Некоторые из наиболее эффективных методов, используемых для поражения полуактивных радаров самонаведения, — это летные методы. Они зависят от того, знает ли пилот, что запущена ракета. Глобальная система позиционирования позволяет ракете достичь прогнозируемого перехвата без канала передачи данных, что значительно увеличивает летальность, откладывая освещение на большую часть полета ракеты. Пилот не знает, что произошел запуск, поэтому летные методы становятся почти неактуальными. Одна из трудностей — тестирование, поскольку эта функция создает риски для общественной безопасности, если неисправность предотвращает сигналы самоуничтожения канала передачи данных , когда ракета движется в неправильном направлении. Большинство береговых линий густонаселены, поэтому этот риск существует в испытательных центрах для морских систем, которые находятся вблизи береговых линий:
Боевые показатели американских ракет SARH во время войны во Вьетнаме были не впечатляющими . Истребители ВВС и ВМС США , вооруженные AIM-7 Sparrow, достигли показателя успешности едва ли 10%, что, как правило, усиливало эффект от снятия пушки с большинства F-4 Phantom , которые несли 4 Sparrow. [5] Хотя некоторые из неудач были связаны с механическими неисправностями электроники эпохи 1960-х годов, которые могли быть нарушены при движении тележки по неровному покрытию или из-за ошибки пилота; внутренняя точность этого оружия была низкой по сравнению с Sidewinder и пушками. [ требуется ссылка ]
После операции «Буря в пустыне» большинство боевых побед F-15 Eagle было одержано с помощью Sparrow за пределами прямой видимости . Аналогичные показатели были достигнуты с помощью RIM-7 Sea Sparrow морского базирования .
Советские системы, использующие SARH, достигли ряда заметных успехов, в частности, в войне Судного дня , где тактические системы SAM 2K12 Kub (название НАТО SA-6) смогли эффективно лишить израильские ВВС воздушного пространства . 2K12 также сбил американский F-16 во время Боснийской войны.
SARH — это широко используемая современная методология наведения ракет, применяемая в нескольких ракетных системах, таких как: