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Radar a bordo

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Radar a bordo



Hoy aviación inconcebible sin radar. La estación de radar en el aire (BRLS) es uno de los elementos más importantes del equipo electrónico de una aeronave moderna. Según los expertos, en el futuro cercano los sistemas de radar seguirán siendo el principal medio para detectar, rastrear objetivos y guiarlos a un control armas.

Intentaremos responder las preguntas más comunes sobre el trabajo del radar a bordo y decirle cómo se crearon los primeros radares y cómo las estaciones de radar prometedoras pueden sorprenderlos.

1. ¿Cuándo apareció el primer radar a bordo?

La idea de usar el radar en los aviones surgió varios años después de que apareciera el primer radar en tierra. En nuestro país, la estación terrestre Redut se convirtió en el prototipo de la primera estación de radar.

Uno de los principales problemas fue la colocación del equipo en el avión: un conjunto de la estación con fuentes de alimentación y cables pesaban aproximadamente 500 kg. No era realista instalar dicho equipo en un caza de un solo asiento de esa época, por lo que se decidió colocar la estación en un doble Pe-2.



El primer radar aéreo nacional llamado Gneiss-2 se puso en servicio en el año 1942. Dentro de dos años, más de 230 Gneiss-2 estaciones fueron lanzadas. Y en el año victorioso de 1945, Phazotron-NIIR, ahora parte de KRET, comenzó la producción en serie del radar del avión Gneiss-5. El rango de detección de blancos alcanzado 7 km.

En el extranjero, el primer radar AI Mark I, el británico, se puso en servicio un poco antes, en 1939. Debido a su peso pesado, se instaló en los interceptores de caza pesados ​​Bristol Beaufighter. En 1940, el nuevo modelo, "AI Mark IV", entró en servicio. Proporcionó detección de blancos a una distancia de hasta 5,5 km.

2. ¿Qué es el radar a bordo?


Estructuralmente, la estación de radar consta de varias unidades extraíbles ubicadas en la nariz de la aeronave: un transmisor, un sistema de antena, un receptor, un procesador de datos, un procesador de señales programable, consolas y controles y pantallas.

Hoy en día, casi todo el sistema de antena de radar aerotransportado es un conjunto de antenas de hendidura plana, una antena Cassegrain, un conjunto de antenas de fase pasiva o activa.



Los sistemas de radar modernos operan en un rango de diferentes frecuencias y permiten detectar objetivos aéreos con EPR (Área de dispersión efectiva) de un metro cuadrado a una distancia de cientos de kilómetros, y también brindan soporte para docenas de objetivos durante el paso.

Además de la detección de blancos, las radios de radares actuales brindan corrección de radio, misión de vuelo y designación de blancos para el uso de armas aerotransportadas guiadas, realizan mapas de la superficie de la tierra con una resolución de hasta un metro, y también resuelven tareas auxiliares: siguiendo el terreno, midiendo su propia velocidad, altitud, ángulo de deriva y otros .

3. ¿Cómo funciona un radar aerotransportado?


Hoy en día, los combatientes modernos utilizan el radar de pulso Doppler. El título en sí mismo describe el principio de funcionamiento de dicha estación de radar.

La estación de radar no funciona de manera continua, pero con choques periódicos - pulsos. En los localizadores de hoy, el envío de un impulso dura solo unas millonésimas de segundo, y las pausas entre pulsos duran unas pocas centésimas o milésimas de segundo.

Al encontrarse con cualquier obstáculo en el camino de su propagación, las ondas de radio se dispersan en todas las direcciones y se reflejan desde allí hacia la estación de radar. Al mismo tiempo, el transmisor de radar se apaga automáticamente y el receptor de radio comienza a funcionar.

Uno de los principales problemas del radar pulsado es deshacerse de la señal reflejada desde objetos fijos. Por ejemplo, para los radares aerotransportados, el problema es que el reflejo de la superficie de la tierra oscurece todos los objetos que se encuentran debajo del plano. Esta interferencia se elimina utilizando el efecto Doppler, según el cual aumenta la frecuencia de la onda reflejada desde un objeto que se aproxima, y ​​desde el objeto saliente disminuye.

4. ¿Qué hacen los rangos X, K, Ka y Ku en las características del radar?


Hoy en día, el rango de longitudes de onda en las que operan las estaciones de radar aerotransportado es extremadamente amplio. En las características de la estación de radar, el rango se indica en letras latinas, por ejemplo, X, K, Ka o Ku.

Por ejemplo, el radar Irbis con un conjunto de antenas de fase pasiva, montado en el caza Su-35, opera en la banda X. Al mismo tiempo, el rango de detección de los objetivos aéreos de Irbis alcanza 400 km.



La banda X es ampliamente utilizada en el radar. Se extiende de 8 a 12 GHz del espectro electromagnético, es decir, estas son longitudes de onda de 3,75 a 2,5, ¿ven? ¿Por qué se llama así? Hay una versión que durante la Segunda Guerra Mundial, el rango se clasificó y, por lo tanto, recibió el nombre de banda X.

Todos los nombres de los rangos con la letra latina K en el nombre tienen un origen menos misterioso, de la palabra alemana kurz ("corto"). Este rango corresponde a las longitudes de onda de 1,67 a 1,13, ver. En combinación con las palabras en inglés de arriba y abajo, las bandas Ka y Ku, que están respectivamente "arriba" y "debajo" de la banda K, recibieron sus nombres.

Los radares de banda Ka pueden operar a distancias cortas y realizar mediciones de resolución ultraalta. Dichos radares se utilizan a menudo para controlar el tráfico aéreo en los aeropuertos, donde el uso de pulsos muy cortos, de unos pocos nanosegundos, determina la distancia a la aeronave.

A menudo la banda Ka se usa en el radar de un helicóptero. Como se sabe, para colocarlo en un helicóptero, la antena del radar debe ser pequeña. Dado este hecho, así como la necesidad de una resolución aceptable, se aplica el rango de longitud de onda milimétrica. Por ejemplo, el helicóptero de combate “Alligator” Ka-52 está equipado con el complejo de radar “Ballesta” que opera en la banda Ka de ocho milímetros. Este radar desarrollado por KRET brinda al cocodrilo grandes oportunidades.



Por lo tanto, cada rango tiene sus ventajas y, dependiendo de las condiciones de colocación y tareas, la estación de radar opera en diferentes rangos de frecuencia. Por ejemplo, obtener una alta resolución en el sector frontal de la revisión realiza la banda Ka, y aumentar el alcance del radar hace posible la banda X.

5. ¿Qué es PAR?


Obviamente, para recibir y emitir señales, cualquier radar necesita una antena. Para encajarlo en el avión, inventaron sistemas especiales de antena plana, y el receptor y el transmisor están ubicados detrás de la antena. Para ver diferentes objetivos con radar, la antena necesita ser movida. Dado que la antena del radar es lo suficientemente masiva, se mueve lentamente. Al mismo tiempo, el ataque simultáneo de varios objetivos se vuelve problemático, porque un radar con una antena convencional mantiene solo un objetivo en el "campo de visión".

La electrónica moderna ha permitido abandonar tal exploración mecánica en el radar. Se organiza de la siguiente manera: una antena plana (rectangular o redonda) se divide en celdas. En cada celda, hay un dispositivo especial, un cambiador de fase, que puede cambiar la fase de una onda electromagnética que ingresa a la celda en un ángulo dado. Las señales procesadas de las células llegan al receptor. Así es como puede describir el trabajo de una matriz de antenas en fase (PAA).

Y más precisamente, un conjunto de antenas similar con muchos desplazadores de fase, pero con un receptor y un transmisor, se denomina HEADLAMP pasivo. Por cierto, el primer caza del mundo equipado con un radar de una matriz en fase pasiva es nuestro MiG-31 ruso. Se instaló el radar "Barrera" desarrollado por el Instituto de Investigación de Ingeniería de Instrumentos. Tikhomirov.



6. ¿Para qué sirve AFAR?


La antena de matriz de fase activa (AFAR) es la siguiente etapa en el desarrollo de la tecnología pasiva. En una antena de este tipo, cada celda de la matriz contiene su propio transceptor. Su número puede exceder de mil. Es decir, si un localizador tradicional es una antena, un receptor, un transmisor, entonces, en AFAR, un receptor con un transmisor y una antena se "dispersan" en módulos, cada uno de los cuales contiene una ranura de antena, un cambiador de fase, un transmisor y un receptor.

Anteriormente, si, por ejemplo, el transmisor fallaba, el avión se volvía "ciego". Si una o dos células, incluso una docena, se ven afectadas en AFAR, el resto continuará trabajando. Esta es la ventaja clave de AFAR. Gracias a los miles de receptores y transmisores, la confiabilidad y la sensibilidad de la antena aumentan, y también es posible operar en varias frecuencias a la vez.



Pero lo más importante es que la estructura del AFAR permite que el radar resuelva simultáneamente varios problemas. Por ejemplo, no solo para servir a docenas de objetivos, sino también en paralelo con la revisión del espacio, es muy eficaz defenderse de las interferencias, interferir con los radares enemigos y mapear la superficie, obteniendo mapas de alta resolución.

Por cierto, el primer radar aerotransportado de Rusia con AFAR se creó en la empresa KRET, en la corporación Fazotron-NIIR.

7. ¿Qué radar estará en el jet de combate de quinta generación PAK FA?


Entre los desarrollos prometedores de KRET se encuentran los AFAR conformes que pueden caber en el fuselaje de la aeronave, así como también el llamado fuselaje "inteligente" del fuselaje. En la próxima generación de cazas, incluido el PAK FA, se convertirá en un localizador unificado de recepción-transmisión, que proporcionará al piloto información completa sobre lo que está sucediendo alrededor del avión.

El sistema de radar PAK FA consta de un AFAR de banda X en perspectiva en el compartimiento de la nariz, dos radares de vista lateral y un AFAR de banda L a lo largo de las aletas.

Hoy, KRET también está trabajando en la creación de un radar radiofotónico para el PAK FA. La preocupación pretende crear un modelo a gran escala de una estación de radar del futuro antes de 2018.

Las tecnologías fotónicas ampliarán las capacidades del radar, para reducir el peso más de dos veces y aumentar la capacidad de resolución diez veces. Dichos radares con matrices de antenas en fase radio-óptica son capaces de hacer una especie de "fotografía de rayos X" de aviones ubicados a una distancia de más de 500 kilómetros, y darles una imagen tridimensional detallada. Esta tecnología le permite mirar dentro del objeto, averiguar qué equipo lleva, cuántas personas hay en él e incluso ver sus caras.
Originador:
http://rostec.ru/research/tecnology/4517745
17 comentarios
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  1. Motor de combustión interna
    Motor de combustión interna 27 archivo 2016 06: 54 nuevo
    +3
    La velocidad de evolución de los radares es simplemente asombrosa. Y me alegra que nuestros diseñadores estén por delante de todo el planeta.
    1. Mera joota
      Mera joota 27 archivo 2016 09: 37 nuevo
      -1
      Cita: ICE
      Y me alegra que nuestros diseñadores estén por delante de todo el planeta.

      ¿En qué se basa su conclusión?
      1. aiw
        aiw 27 archivo 2016 20: 14 nuevo
        0
        ¿De quién fue el primer avión de producción con FARO? ¿Quién inventó la guerra electrónica, quién es ahora el líder en el desarrollo de la guerra electrónica? Bueno, la radio fotónica es, por supuesto, la vanguardia ...
      2. Rossiyanin
        Rossiyanin 27 archivo 2016 23: 43 nuevo
        0
        En la producción de la última y única tecnología para MO y Navy.
  2. El comentario ha sido eliminado.
  3. afrikanez
    afrikanez 27 archivo 2016 07: 27 nuevo
    +3
    Esta tecnología le permite mirar dentro del objeto, averiguar qué equipo lleva, cuántas personas hay en él e incluso ver sus caras.
    Cuando lees sobre esto, parece que ha mirado hacia el futuro y es muy agradable. estáblecido, Ahora es incluso difícil imaginar cómo será un avión de sexta generación (es decir, el radar). Como dicen: esperen y vean, solo queda vivir hasta este punto.
  4. Aaron Zawi
    Aaron Zawi 27 archivo 2016 09: 18 nuevo
    +16
    Gran articulo. Tal programa educativo público es imprescindible. Y luego, algunos de los participantes del foro escriben esto ...  solicitar
  5. Fitter65
    Fitter65 27 archivo 2016 09: 32 nuevo
    +4
    decidió colocar en un doble Pe-2.
    El Pe-2 era tres locales. La tripulación consistía en un piloto, un navegante en la cabina delantera y un artillero de radio ubicado en la parte trasera. Los dos eran cazas pesados ​​locales Pe-3, aunque fue creado sobre la base del Pe-2, pero esto no era muy diferente. el automóvil, con sus propias diferencias. Por qué se le asignó su propio índice. aquí en Pe-3 y se instalaron los primeros radares, y como el Pe-3 no era satisfactorio en sus características, más tarde comenzaron a instalar radares en el A-20 que nos fue suministrado por análisis Y entonces me gustó el artículo ...
  6. El comentario ha sido eliminado.
  7. Tirador de montaña
    Tirador de montaña 27 archivo 2016 09: 39 nuevo
    +2
    Las antenas AFAR son solo una especie de magia, y las radioópticas generalmente están al límite de la comprensión. La buena noticia es que nuestra radiofísica está bastante a nivel mundial, y TODAVÍA NO HAY "socios" en la calidad del producto. En el PAK FA, las antenas de barrido lateral (como dicen) están integradas en la piel, la aeronave generalmente tiene una vista circular. En combinación con la súper maniobrabilidad y las últimas armas, generalmente es un "dragón atronador", no un avión. Nuestro saludo a la hegemonía.
  8. gregor6549
    gregor6549 27 archivo 2016 13: 17 nuevo
    0
    Cita: afrikanez
    Esta tecnología le permite mirar dentro del objeto, averiguar qué equipo lleva, cuántas personas hay en él e incluso ver sus caras.

    ¿Cómo puede una persona que pretende conocer la radio electrónica en general y el radar en particular, escribir esas tonterías?
    1. aiw
      aiw 27 archivo 2016 20: 16 nuevo
      +1
      Aparentemente, el autor quería explicar lo que da una alta resolución.
  9. Tchoni
    Tchoni 27 archivo 2016 13: 43 nuevo
    +2
    Bueno, mire adentro, digamos, un tanque, esto es anryl, pero las imágenes y retratos de radar son una realidad. Se pueden usar para reconocer objetos visibles.
    1. gregor6549
      gregor6549 27 archivo 2016 14: 28 nuevo
      0
      Sí, la realidad realizada hace años en los experimentos de 30. Pero la pregunta descansa sobre la longitud de onda. Para obtener una imagen p / l distinta, se necesita una banda de ondas milimétricas, y este rango con un rango aceptable para los sistemas de aeronaves es poco amigable. Por lo tanto, los radares de los aviones modernos principalmente rango centímetro. Y en este rango, la solución del problema de obtener imágenes r / l con un alto nivel de resolución en tiempo real es muy problemática.
      1. Tchoni
        Tchoni 27 archivo 2016 15: 25 nuevo
        +3
        No en la longitud de onda, sino en la apertura del conjunto de antenas. Es la relación entre la apertura y la longitud de onda que determina la resolución del radar. No es casualidad que en los sistemas de reconocimiento de radar de terreno como los mismos jistars, la síntesis de apertura se utilice para radares de barrido lateral.
        1. gregor6549
          gregor6549 27 archivo 2016 15: 37 nuevo
          +2
          Todo es correcto, para los sistemas R / L de la vista lateral con apertura sintética, es bastante posible obtener una p / l / imagen detallada del terreno y se ha implementado durante mucho tiempo. Pero estamos hablando de cazas de radar aerotransportados y aviones similares donde la apertura de la antena del radar está determinada por la sección transversal del fuselaje delantero, es decir muy pequeño y el rango de ondas utilizado en un radar de este tipo, sin importar cuán frío sea el centímetro. Entonces, ¿de qué p / l / imágenes en tal radar estamos hablando, quién los necesita allí y quién los manejará en combate aéreo? Tendrían tiempo para simplemente encontrar el objetivo, determinar su propiedad estatal y establecer el objetivo de otro para el seguimiento automático / bloqueo automático mientras logran volar el avión.
          1. Tchoni
            Tchoni 27 archivo 2016 16: 55 nuevo
            +2
            Bueno, ¿cómo puedo decirte ... Un avión moderno necesita radares no solo en la batalla, sino también en reconocimiento, navegación e incluso mapeo del terreno. Al final, si el radar es conforme (y nos prometen en la quinta generación), ¿por qué no implementar estas funciones de una vista detallada del área con síntesis de apertura :-)
          2. afilado
            afilado 27 archivo 2016 23: 49 nuevo
            +1
            Según tengo entendido, el piloto recibirá información resumida por el sistema inteligente a bordo con recomendaciones para acciones de seguimiento. Esto ya no es un secreto y se ha utilizado durante mucho tiempo en aviones de generaciones anteriores. La información más detallada recopilada durante el vuelo generará recomendaciones adecuadas para el piloto y ayudará a determinar los objetivos y su clasificación. ¿Y quién dijo que hay suficiente información sobre el enemigo antes, durante y después del choque? hi
  10. xam0
    xam0 28 archivo 2016 00: 37 nuevo
    +1
    Muchas gracias al autor del artículo por un artículo bastante breve pero informativo en el que se ajusta la historia, el desarrollo presente y futuro de la estación de radar.
    No soy especial en ellos, pero siempre me pregunté qué estaba oculto detrás de los malos. Características del radar de los aviones modernos, lo que distingue los diferentes tipos. Ahora queda mucho claro, y muchas de las características modernas del radar son simplemente impresionantes. Espero que en el futuro nuestros aviones estén equipados con el equipo más avanzado para que siempre estemos al menos un paso por delante de nuestros enemigos. ¡Gracias de nuevo!
    1. gregor6549
      gregor6549 28 archivo 2016 10: 16 nuevo
      0
      Y quiero, pero la dura realidad es que, en términos de la estación de radar, a menudo nos adelantamos a Occidente en cuanto a ideas técnicas, por regla general, detrás de su implementación. Y sobre todo, debido al constante retraso en el desarrollo y producción del elemento base. Y sin ella, la idea más bella no se puede realizar. Por supuesto, mediante trucos improbables, los diseñadores nacionales lograron proporcionar las características de rendimiento básicas de los radares a bordo comparables a las contrapartes occidentales, excepto las dimensiones generales, pero esto se tuvo que pagar mediante la reducción de las reservas de combustible y la reducción de las existencias de municiones, etc. Y si en los sistemas terrestres se resolvía el problema con la base de elementos simplemente (por ejemplo, introduciendo un par de tres unidades móviles adicionales en los sistemas, entonces, por desgracia, no puede adjuntar un remolque a un luchador.