Бдително око ФАРОВЕ за боец - Портал за военна информация и новини
Унифицирани картечници на СССР
Артилерия. Голям калибър. БР-17, 210-мм оръдие модел 1939 г
За двигателите на междуконтиненталните балистични ракети
Униформени картечници на Швейцария
Моторни тенденции: Как се сравнява Humvee с новия Oshkosh JLTV
Нова броня, нови черупки, ново шаси: еволюцията на Пинокио
Снаряди за оръдия БМП. Достоен отговор на коварната източна съседка
Черноморски корабостроителен завод: реконструкция на завода и преминаване към сглобяване на големи блокове. ТАКР "Баку"
Черноморски корабостроителен завод: разработване на тежки авионосни крайцери. "Минск" и "Новоросийск"
Черноморска корабостроителница: години на окупация и възстановяване след войната
Сменителите на "Сатана" и "Минитмен" заемат бойния пост
Самолетоносач - морска крепост
За повреди на украинска бронирана техника
Сравнение на въоръжените сили на България и САЩ
Оръжия на бъдещето: напреднали разработки
Keen Eye: Фарове за Fighter
- Добавен от: admin
- Преглеждания: 940
- Дата: 14-09-2011, 23:30
- Раздел: Статии
Най-модерните бойни самолети в България и САЩ са оборудвани с най-модерната система за откриване на противника – фазирана антенна решетка. Как работи това най-сложно "око" на боец - ще разгледаме сами и ще разкажем с прости думи.
Фазовата антена (PAR) е най-важният инструмент за работата на съвременните радари и най-зоркото "око" на съвременните изтребители. Заслужава да се отбележи, че на самолетите се монтират два възможни вида фарове - пасивни (например "Бариера" - първият в света PFAR, инсталиран на изтребители МиГ-31) и активни (например "Жук-АЕ" на нови МиГ-35). Смята се, че AFAR е незаменим елемент на самолетите от 5-то поколение. Ноза да разберете какво е и как работи, трябва да започнете отдалеч.
Ключовата дума тук е антена. Спомнете си, че всяка антена е устройство за излъчване и приемане на радиовълни. Антените се използват както за комуникация, така и за откриване на вражеско оборудване. В най-простия случай антената работи като прилеп, излъчващ ултразвук в пространството, недоловим за нашето ухо, който, отразен от околните предмети, дава на животното представа за тях.
Ето как работеха първите радари, защитаващи Британските острови от нападенията на Луфтвафе: те излъчваха радиоизлъчване в космоса и „слушаха“ отразения сигнал. Според характеристиките на отражението е възможно математически да се изчислят някои свойства на обекта, отразил радиовълната - например нейните координати. Оттогава обаче както науката, така и технологиите са направили големи крачки напред и съвременните ФАРОВЕ не приличат повече на своите предци, отколкото новият компютър е като машината за шифроване на Колос.
За разлика от обикновената антена, антенната решетка е цял масив от стотици (а понякога и хиляди) отделни излъчватели. Всички тези излъчватели работят съвместно по такъв начин, че фазите на излъчваните от тях радиовълни се променят по сложен начин (оттук и определението за „фазирани“).
Спомнете си, че радиовълната, както всяка друга вълна, е напречно колебание на електрически и магнитни полета. И като всяко „прилично“ трептене, то се характеризира с: • Амплитуда, която определя „силата“ на трептенето. • Дължина на вълната и свързаната честота на трептене. Тази стойност определя естеството на електромагнитното трептене. Радиовълните имат дължини на вълните, вариращи от десети от милиметъра до десетки метри. За радар се използват сантиметрови дължини на вълните с честота около 3-30 GHz. • Фаза - т.е.състоянието на трептящата система в даден момент от времето. Тъй като дължината на вълната и честотата по принцип са постоянни, фазата на радарния сигнал показва текущото "положение" на вълната върху амплитудната скала.
От тези характеристики ние се интересуваме особено от фазата или по-скоро от фазовата разлика на трептенията. От училищния курс по физика си спомняме, че вълните, срещащи се в различни точки на пространството, се намесват, тоест „рекомбинират“ помежду си в съответствие с разликата в техните фази в тези точки. Те могат както взаимно да се подсилват, така и взаимно да отслабват.
Да завършим малко теоретично отклонение и да се върнем към ФАРИТЕ. Както си спомняме, всяка антена в решетката излъчва отделно от другите, но координирано с тях - така че да може да се контролира фазовата разлика на излъчваните от тях радиосигнали - което означава, че е възможно да се контролира интерференцията на вълните в точките на пространството, от които се нуждаем. Правейки това, веднага ще постигнем много предимства.
Първо, ние ще можем да направим сигнала по желание широко или много тясно фокусиран и по принцип да му придадем най-разнообразната форма, от която се нуждаем. Това ни позволява значително да спестим енергия, засилвайки "сканирането" само в посоките, които ни интересуват.
За да стесните лъча, можете, разбира се, да използвате конвенционална хиперболична „чиния“ антена, но е проблематично да я инсталирате на самолет и контролирането на нейния лъч изисква завъртане на цялата антена - и това не е лесна задача. Такива антени по принцип се поставят на по-ранни самолети, но това е едновременно тромаво и бавно и ако започнете да въртите антената достатъчно бързо, неизбежно ще възникнат проблеми с управляемостта.
Това ни води до второто предимство на фаровете: за да променим посоката на радиолъча, не е необходимо да въртим самия фар: достатъчно е да променим фазовата разлика на сигналите, излъчвани от антените. Атова означава, че не е необходимо обемисто и сложно хидравлично оборудване и загубата на време за въртене на обемиста антена също изчезва: превключването на фазите се контролира от електрониката и движението на тясно фокусираното „внимание“ на ФАРОВЕТЕ става почти мигновено.
В същото време PAR получава сигнал от всички посоки - но в някои от тях той става много по-чувствителен, което го прави особено полезен, да речем, за провеждане на открита цел. Това вече е нещо, което не е срамно да се постави на всеки самолет!
Първо, за тази цел бяха използвани пасивни фазирани антенни решетки (PFAR) с един излъчвател и един приемник. В клетките му има не отделни излъчватели и приемници, а специални фазови превключватели, които, получавайки сигнал от излъчвателя, променят неговата фаза по правилния начин. Но по-модерна версия е активен фар (AFAR), всяка клетка от която има собствен излъчвател и приемник, въпреки че, разбира се, всички те работят под управлението на един електронен център. Всяка APAA клетка сама по себе си излъчва сигнал, контролиран по фаза и честота, а в най-сложните варианти и по амплитуда.
За разлика от PFAR, те са много по-чувствителни и надеждни: повредата на излъчвателя или приемника не прави целия AFAR безполезна купчина желязо, той продължава да работи: има стотици такива приемници-предаватели в AFAR! Е, съвременните мощни компютри допълнително разширяват възможностите на този инструмент, което ви позволява едновременно да провеждате десетки цели, включително наземни - и дори да картографирате района успоредно с основната работа.
Освен това става възможно да се работи с различни честоти на излъчване, да се увеличи устойчивостта на шум или, да речем, да се използва AFAR за намеса на врага: една част от клетките работи като радар, а другата като заглушител.И накрая, те са по-икономични: в PFAR има големи загуби на сигнал по време на предаване към фазовите регулатори, но в AFAR те просто не съществуват.
Разбира се, в това море от мед имаше място и за доста катран. Основното главоболие за разработчиците на радари с AFAR е охлаждането. Такава маса излъчватели прегрява изключително силно и дори по време на полет въздушното охлаждане е напълно недостатъчно и трябва да се използва течна система, пълна със специални хладилни агенти.
Друг проблем е цената: в съвременните AFAR броят на отделните клетъчни елементи достига стотици или дори 1-1,5 хил. И ако всеки от тях не струва твърде много - да речем, няколкостотин долара - тогава излиза доста добре общо.