Радары
Основа, как сейчас принято говорить «ситуационной осведомлённости» иджис-корабля о воздушной и надводной обстановке вокруг— это его радар AN/SPY-1 (SPY – не только аббревиатура, но ещё и слово «шпион» по английски). Он имеет четыре фазированные антенные решетки, установленные так, что их суммарный сектор обзора - 360 градусов. Фазированные антенные решётки пассивного типа с волноводной запиткой излучающих элементов. Поскольку все антенны частично перекрывают друг друга на краях секторов (сектор одной 120), им приходится работать на разных частотах. Это значит, что для систем РТР и РЭБ он выглядит как 4 радара. То есть, чтобы подавить его, нужно вчетверо больше передатчиков помех.
Расположение ФАР AN/SPY-1 на эсминце
На данный момент есть уже семь модификаций радара. На эсминцы устанавливается версия SPY-1D. Практически вся надстройка за полотнами занята оборудованием радара. Две палубы ниже под этим помещением также заставлены этим оборудованием. Это системы питания, охлаждения, но самое главное – передатчики, формирующие мощные зондирующие сигналы СВЧ, сигнальные процессоры, которые производят аналоговую и цифровую обработку отражённых сигналов. Фактически это четыре отдельных радара, управляемых общей системой управления. В этой системе свои компьютеры, не входящие в Иджис. Сравните – Иджис первого поколения имела 4 процессора AN/UYK-7, а в системе управления этого радара их было 19. Дело в том, что Иджис представляет операторам так называемую «вторичную» радиолокационную информацию, а сам радар обрабатывает первичную и оцифровывает её. Вот короткий ролик про его «внутренности». Правда ролик о береговой версии – системе ПРО (да тут можно говорить так) Иджис-Эшор, но даёт представление о площадях и объёмах, количестве аппаратуры.
Вот как выглядит фазированная антенная решетка, еще не закрытая радиопрозрачным колпаком.
Радар AN/SPY-1D в процессе изготовления и монтаже на корабль.
Ширина антенны по излучателям – 3.7 м. Маловато будет! (С) Э. Успенский, для стоящих перед ним задач. Недостаточную площадь антенны конструкторы попытались компенсировать очень высокой мощностью передатчика на амплитронах. И тут в Интернете полная каша с указанием величины мощности. Называют разные цифры вплоть до бредовых. В серьёзных источниках есть 2 значения: 58 кВт средняя и 4-6 МВт пиковая. На одну ФАР.
«Радистам» это понятно, а далёким от радиотехники людям поясню. Мощность, которую передатчик вырабатывает во время генерации импульса называют мгновенной или пиковой, но правильно говорить – импульсной. Между импульсами следует большой промежуток молчания. Ширина импульса и молчания вместе дают – цикл или период повторения импульса. Теперь смотрим на простую картинку.
Если поделить Tцикла на Tизлучения, то получим параметр «скважность». Таким образом средняя мощность будет равна мгновенной, разделённой на скважность. То есть 6 МВт и 58 кВт.
Средняя мощность 58 кВт - очень большое значение. Тем не менее комментаторы сетуют на то, что её не хватает для обнаружения малоразмерных целей. Дальность 320 км они считают недостаточной. Здесь есть недопонимание. Дальность в данном случае ограничивается не недостатком мощности, а циклом повторения кодовых последовательностей зондирующего сигнала. Например, кодовая последовательность сигнала радиолокатора подсвета целей ЗРК С-200 ограничивает дальность обнаружения 450 км, но своих 3 кВт непрерывной (читай средней) мощности ему хватает для обнаружения спутников на дальности до 900 км. Впрочем, это дебри, не будем в них углубляться.
Ещё раз взгляните на картинку выше. «Шпион» постоянно по случайному закону меняет все параметры сигнала – несущую частоту, ширину импульса и длительность цикла, что сильно повышает его помехозащищённость и также сильно усложняет РЭБ с ним. Это адептам секты «потушивших Кука». Маловероятно, что Су-24 штатными средствами РЭБ мог бы «задавить» или «потушить» этот радар и всю остальную электронику вместе с ним. Несколько затруднить работу - да мог бы.
Добавлю только, что с 2023 года должна начаться установка на эсминцы радаров SPY-6, он же AMDR. Он будет больше – 4.3м, намного более мощным – до 10 МВт потребляемой мощности. Его установка требует также установки специальных турбогенераторов (с турбиной >15000лс, что сравнимо с мощностью ГЭУ при экономическом ходе), а значит и дополнительного запаса топлива. Придётся повысить напряжение питания с 400 В до 4160 В. В морских условиях возникает большая сложность для электробезопасности. В первую очередь такие радары будут устанавливаться на новые эсминцы, предназначенные для задач ПРО. Но подробнее о нём будет в цикле статей «Стратегическая ПРО США».
Я уже писал выше, про «универсальную» утку. Это прежде всего относится к данному радару. Он перегружен задачами. Его лучи мгновенно перебрасываются в нужные направления. То равномерно сканируют свой квадрант, то сопровождают цель «на проходе», то есть несколько раз подряд проходят через неё, то на долю секунды расщепляются и замирают на своих ЗУР. Если бы пилоты могли видеть в радиодиапазоне, то они бы увидели нечто подобное.
Цикл его работы состоит из 3-х фаз. В первой фазе, занимающей примерно половину времени, производится обзор своей четверти верхней полусферы, во второй - сопровождение захваченных целей, в третьей сопровождение пущенных ЗУР и передача на их борта команд коррекции. Фазы имеют переменную продолжительность и следуют в произвольном порядке. Пожалуй, о завершении цикла можно говорить только по полному обзору этой части пространства. Он занимает примерно 5с.
Радар должен обнаруживать воздушные и космические цели – самолёты, вертолёты, крылатые ракеты, баллистические ракеты. На него же возлагается и задачи обнаружения надводных кораблей, перископов подводных лодок и даже всплывших на поверхность морских мин. Он же должен обнаруживать береговые цели в пределах прямой видимости. Из-за такого количества задач, не получается уделять каждой достаточное время, поэтому темп обновления информации по целям не позволяет обеспечивать достаточную точность определения координат. Получается, что если в плотном налёте темп обновления информации по, например, подлетающей крылатой ракете Оникс будет 1 с, то от засечки до засечки - 700-800 м, она будет сопровождаться алгоритмически. Этого совершенно недостаточно для наведения ЗУР и обстрела артиллерией. Поэтому популярные в статьях и на форумах дискуссии о недостаточной точности этого радара с учётом длины волны 7,5 см бессмысленны, он не наводит ракеты на терминальном участке полёта. Ни по воздушным, ни по космическим целям. ЗУР используют либо полуактивное, либо активное самонаведение. Для обеспечения этого цели должны подсвечиваться с борта. Точности, которую «Шпион» может обеспечить, достаточно для целеуказания радиолокаторам: подсвета цели AN/SPG-62 и ЗАК Вулкан-Фаланкс.
В отражении налёта воздушных и космических целей помимо ЗУР, о них позже, участвуют следующие системы
Расположение радаров, используемых для задач ПВО, на эсминце класса Арли Берк.
Боевая работа по воздушным целям, о баллистических отдельный разговор, при отсутствии внешнего целеуказания выглядит следующим образом.
1. Радар AN/SPY-1 сканирует пространство, обнаруживает цели. Если это цели выше горизонта, то проблем с обнаружением нет. Но они есть по ПКР, атакующим на предельно малых высотах 5-10 м. Высота фазового центра антенн "Шпиона" над водой около 15 м. То есть эти ракеты он видит на фоне моря. С учётом компромиссной длины волны 7.5 см в некоторых условиях погоды возможны пропуски таких целей. Чтобы выкрутиться из этой ситуации, американцы приспособили практически обыкновенный навигационный радар AN/SPS-67 обнаруживать низколетящие и надводные цели. На Тикондерогах эту задачу поручили радару управления стрельбой артиллерии AN/SPQ-9
Правда в секторе примерно 30° в корму их антенны затеняет мачта.
Антенна РЛС AN/SPS-67
Параметры этой станции: длина волны 3 см, мощность в импульсе 280 кВт. Ширина луча по азимуту 1.5 градуса. Точность её достаточна только для целеуказания.
2. БИУС Иджис завязывает трассу цели (до 200 на ФАР), присваивает номер. Определяется степень угрозы, момент пуска ЗУР. И вот здесь интересно. На Иджис-кораблях в качестве ЗУР по воздушным целям используются ракеты SM-2, SM-6 и ESSM – Морской воробей. SM-2 на терминальном участке (1-3 с) использует полуактивное самонаведение. Это значит, что её ГСН работает по отражённому от цели сигналу подсвечивающего радара. А их на борту эсминца 3, на борту крейсера 4. Поэтому БИУС Иджис приходится рассчитывать моменты старта и моменты подхода к цели всех ЗУР, чтобы радиолокаторы подсвета SPG-62 успевали освобождаться и перенаправляться на новые цели. Параболические антенны этих локаторов имеют механический привод и переброс занимает несколько секунд. Причем подсветку нужно начинать раньше, чем произойдёт переход на самонаведение. ГСН требуется время на допоиск и захват цели. Эти операции ограничивают огневую производительность ПВО корабля. «Сбивать сотнями» ПКР, как утверждают обожатели Бёрков, не получится.
Кошмар сухопутных ПВОшников - звёздный налёт - скоординированный выход на прикрываемый объект целей с разных направлений, в морском варианте трансформируется в секторный, чтобы перегрузить именно радиолокаторы подсвета. Взгляните на рисунок выше – в корму их работают два, а в нос только один (два у Тикондероги). Очевидно, что скоординированный подход 20-30 сверхзвуковых Ониксов, гиперзвуковых Кинжалов или Цирконов с одного узкого сектора пробьёт такую ПВО. И это видимо может быть одним из способов атаки авианосной ударной группы. Выкусывать по одному Бёрки из охранения, потом добивать авианосец.
3. В расчётные моменты производится пуск ЗУР. Ракеты SM-2 сняты с производства и заменяются на SM-6 и ESSM, но их ещё много на кораблях.
Новые ЗУР имеют активные головки самонаведения. Это очень радует подхрюкивателей и соседей. Они считают, что активная ГСН позволяет реализовать принцип «выстрелил и забыл». Разочарую их – ничего подобного. «Шпион» также, как и при использовании полуактивной ГСН, сопровождает цель и выдаёт на ракету команды коррекции, точнее перепрограммирования её автопилота. Он ведёт ракету вплоть до захвата её головкой цели. А это значит до 2-3 секунд до точки встречи. Так что большой экономии времени не получается. Кроме того, до захвата цели ГСН работает в полуактивном режиме. Так что и здесь приходится использовать радиолокаторы подсвета. Подсвет ведётся на частоте ГСН и увеличивает дальность и надёжность захвата. Зачем же нужны более дорогие активные ГСН? Для повышения точности и надёжности наведения в условиях РЭБ. Для возможности поражения цели ниже горизонта. При этом подсвет не используется, а ракета летит только под управлением инерциальной системы наведения с коррекцией от SPY-1. Головка ищет цели по его или даже внешнему целеуказанию. Это менее надёжно, но всё же работает.
Расположение антенн РЛС AN/SPG-62 и AN/SPQ-9 на крейсере Тикондерога.
По сравнению с российскими зенитными ракетными комплексами американские имеют значительно меньшую «настрелянность». Испытаний по перехвату баллистических целей ракетой SM-3 проведено чуть более пятидесяти, из них около сорока успешных. Перехватов ракетами SM-2 или SM-6, ESSM сверхзвуковых ПКР за 40 лет эксплуатации Иджис не было ни одного! Для плохо слышащих диванных и мечтателей из соседней страны – НИ ОДНОГО ИСПЫТАНИЯ ПО СВЕРХЗВУКОВЫМ ПКР, на предельно малых высотах! Также не было испытаний на отражение массированного налёта воздушных целей. Какие такие Ониксы, а тем более Цирконы и Кинжалы они собираются перехватывать сотнями? Просто верьте рекламе – если что, они всё посбивают!
Сейчас мне напомнят (с соответствующим возмущением моей некомпетентностью) о стрельбах по «сверхзвуковой» ракете-мишени GQM-163 Койот. Да, было такое испытание. Да, есть реклама, что она может лететь со скоростью 2.6 М на высоте 50 фт, а за десять миль (18.5 км) до корабля снижаться до 15 фт (5 м), сохраняя эту скорость. Однако на сайте Рейтеона про высоту полёта в этом испытании ничего не говорилось, зато сказано про угол пикирования на цель 40 градусов. Явно не с 5 м. Да и целью был не корабль, ведущий огонь, а корабль-мишень. То есть SPY-1 видел ракету не с носа (малая ЭПР) на высоте 5 м, а сбоку (большая ЭПР) и на большой высоте. Жульё.
«Подтверждением» эффективности противовоздушной обороны иджис-кораблей служит испытание, проведённое в 2014 году.
«Результат» испытания. Пробоина в борту крейсера CG-62 Chancellorsville класс Тикондерога.
Телеуправляемый самолёт-мишень BQM-74 Чукар прорвался через противовоздушную оборону корабля.
Группа управления мишенями направила беспилотник непосредственно в корабль, что не по правилам. Противовоздушная часть БИУС Иджис работала в полуавтоматическом режиме. SPY-1 цели на сопровождение захватывал, БИУС всё обсчитывала и выдавала рекомендации. Выполнение этих рекомендаций зависело от командира ПВО крейсера, который и включил этот режим, но не доложил командиру корабля, что и подвело обоих под суд. Однако суд просто назначил виновных, на самом-то деле от них мало что зависело, они разве что согласие на пуск ЗУР и стрельбу Вулкана выдали на секунду-другую позже, чем это сделала бы Иджис. Когда две ЗУР ESSM не смогли поразить BQM-74, оператор группы управления пытался отвернуть его от корабля, но он не выполнил команду. На расстоянии 4.63 км от борта должен был сработать самоликвидатор, но не сработал. Иджис выдала рекомендацию на обстрел его артустановкой Вулкан-Фаланкс, командир подтвердил не сразу, и стрельба была неуспешной. В итоге тихоходный дозвуковой – 970 км/ч, беспилотник без БЧ проткнул надстройку и устроил погром с пожаром на 30 млн долларов и шесть месяцев ремонта. Пострадали 2 моряка.
Но самое интересное – испытания провалились, нужно сделать выводы, что-то поправить и повторно их провести. Но нет – этого сделано не было.
Беспилотник BQM-74 Чукар прорывает ПВО крейсера CG-62 Chancellorsville класс Тикондерога. Стрельба ЗАК Вулкан-Фаланкс
Так что противовоздушную оборону иджис-кораблей нельзя назвать непробиваемой. Понимаю разочарование соседей. В последние дни у них зрада за зрадой.
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4
В следующей части: Оружие иджис-кораблей.
#берк #орли берк #арли берк #an-spy-1 #эсминец #дестроер #крейсер #крым #донбасс #украина