Полуактивное радиолокационное самонаведение ( SARH ) — распространенный тип системы наведения ракет , пожалуй, самый распространенный тип для ракетных комплексов «воздух-воздух» и «земля-воздух» большой дальности . Название относится к тому факту, что сама ракета является лишь пассивным детектором радиолокационного сигнала , подаваемого внешним («внебортовым») источником, когда он отражается от цели [1] [2] (в отличие от активной радиолокационной системы самонаведения). , в котором используется активный радиолокационный приемопередатчик ). Полуактивные ракетные комплексы используют бистатический радар непрерывного действия .
Сокращенный код НАТО для запуска полуактивной радиолокационной самонаводящейся ракеты — Fox One .
Основная концепция SARH заключается в том, что, поскольку почти все системы обнаружения и сопровождения состоят из радиолокационной системы , дублирование этого оборудования на самой ракете является избыточным. Вес передатчика уменьшает дальность действия любого летающего объекта, поэтому пассивные системы имеют большую дальность действия. Кроме того, разрешение радара сильно зависит от физического размера антенны, а в маленьком носовом обтекателе ракеты недостаточно места для обеспечения той точности, которая необходима для наведения. [3] Вместо этого более крупная радиолокационная тарелка на земле или самолете-пускателе будет обеспечивать необходимый сигнал и логику отслеживания, а ракете просто нужно прислушиваться к сигналу, отраженному от цели, и направлять себя в правильном направлении. Кроме того, ракета будет слушать сигнал, передаваемый пусковой платформой, в качестве эталона, что позволяет ей избежать некоторых видов помех радиолокатора, создаваемых целью.
Система SARH определяет скорость сближения, используя геометрию траектории полета, показанную на рисунке 1. Скорость сближения используется для установки местоположения частоты для принимаемого сигнала CW, показанного в нижней части диаграммы (спектра). Угол смещения антенны ракеты устанавливается после обнаружения цели ГСН ракеты с использованием спектра местоположения, установленного с использованием скорости сближения. Антенна самонаведения ракеты представляет собой моноимпульсный радиолокационный приемник, который производит измерения угловой ошибки, используя это фиксированное положение. Траектория полета контролируется путем подачи навигационных данных в систему рулевого управления (хвостовое оперение или подвесную ракету) с использованием угловых ошибок, создаваемых антенной. Это позволяет корпусу ракеты удерживать цель 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 практически идентичны: используются сигналы помех , оптическое видеонаведение и инфракрасное излучение для самонаведения.
Максимальная дальность увеличивается в системах SARH, использующих навигационные данные в машине самонаведения, чтобы увеличить расстояние перемещения до того, как отслеживание антенны потребуется для наведения по терминалу. 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 управления лучом , такими как RIM-8 Talos , в которых радар направлен на цель, а ракета удерживается в центре луча, прислушиваясь к сигналу в задней части корпуса ракеты. В системе SARH ракета прислушивается к отраженному сигналу в носовой части и по-прежнему отвечает за своего рода «ведущее» наведение. Недостатки управления лучом двояки: первый заключается в том, что радиолокационный сигнал имеет «веерообразную форму», становится больше и, следовательно, менее точным с расстоянием. Это означает, что система управления лучом не точна на больших расстояниях, в то время как SARH в значительной степени не зависит от дальности и становится более точной по мере приближения к цели или источнику отраженного сигнала, который она слушает. Пониженная точность означает, что ракета должна использовать очень большую боеголовку, чтобы быть эффективной (то есть ядерной). Другое требование состоит в том, что система управления лучом должна точно отслеживать цель на высоких скоростях, обычно требуя один радар для отслеживания и другой «более плотный» луч для наведения.
Для системы SARH требуется только один радар более широкой диаграммы направленности.
Современные системы SARH используют радар непрерывного действия (CW радар) для наведения. Несмотря на то, что большинство современных радаров истребителей представляют собой импульсные доплеровские установки, большинство из них имеют функцию CW для наведения радиолокационных ракет. Некоторые советские самолеты, такие как некоторые версии МиГ-23 и МиГ-27 , использовали вспомогательный модуль наведения или антенну для подачи CW-сигнала. В зенитной ракете Р-33 «Вымпел» для перехватчика МиГ-31 в качестве основного типа наведения используется САРХ (с дополнением инерциального наведения на начальном этапе).
Ракетам SARH требуется радар слежения для обнаружения цели, а также более узконаправленный радар-осветитель для «осветления» цели, чтобы ракета зафиксировалась на отраженном от цели сигнале радара. [5] Мишень должна оставаться освещенной на протяжении всего полета ракеты. Это может сделать самолет-носитель уязвимым для контратаки, а также дать электронным системам предупреждения цели время обнаружить атаку и принять контрмеры. Поскольку большинству ракет SARH требуется наведение в течение всего полета, старые радары ограничены одновременно одной целью на каждый радиолокационный излучатель.
Максимальная дальность действия системы SARH определяется плотностью энергии передатчика. Увеличение мощности передачи может увеличить плотность энергии. Уменьшение шумовой полосы передатчика также может увеличить плотность энергии. Спектральная плотность , соответствующая полосе обнаружения приемного 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 СМ-2 , имеют терминальную полуактивную радиолокационную систему самонаведения (ТСАРХ). Ракеты TSARH используют инерциальное наведение на протяжении большей части своего полета, активируя систему SARH только для финальной атаки. Это может помешать цели осознать, что она подверглась атаке, незадолго до удара ракеты. Поскольку ракете требуется наведение только на конечном этапе, каждый радиолокационный излучатель может использоваться для поражения большего количества целей. Некоторые из этих вооружений, например SM-2, позволяют огневой платформе обновлять ракету промежуточными обновлениями по каналу передачи данных .
Одними из наиболее эффективных методов борьбы с полуактивным радаром самонаведения являются летные методы. Это зависит от того, знает ли пилот, что ракета была запущена. Система глобального позиционирования позволяет ракете достичь прогнозируемого места перехвата без канала передачи данных, что значительно увеличивает летальность за счет отсрочки освещения на протяжении большей части полета ракеты. Пилот не знает, что произошел запуск, поэтому техника полета становится практически неактуальной. Одной из трудностей является тестирование, поскольку эта функция создает угрозу 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 морских систем, расположенных вблизи береговых линий:
Боевой послужной список американских ракет SARH во время войны во Вьетнаме был не впечатляющим . Истребители ВВС США и ВМС США , вооруженные AIM-7 Sparrow, достигли показателя успеха едва 10%, что, как правило, усиливало эффект от снятия орудия на большинстве F-4 Phantom , на борту которых было 4 Sparrow. [5] Хотя некоторые сбои были связаны с механическим отказом электроники эпохи 1960-х годов, которая могла выйти из строя, если тележка проехала по неровному тротуару, или ошибка пилота; собственная точность этого оружия была низкой по сравнению с Sidewinder и пушками. [ нужна цитата ]
Со времен «Бури в пустыне» большинство боевых побед F-15 Eagle было одержано с помощью «Спэрроу», находящегося за пределами видимости . Аналогичные характеристики были достигнуты с помощью морского корабля RIM-7 Sea Sparrow .
Советские системы, использующие SARH, добились ряда заметных успехов, в частности, в Войне Судного дня , когда тактические ЗРК 2К12 Куб (название НАТО SA-6) смогли эффективно перекрыть воздушное пространство ВВС Израиля . 2К12 также сбил американский F-16 во время боснийской войны.
SARH - это широко используемая современная методология наведения ракет, используемая в нескольких ракетных системах, таких как: