Военно-инженерный институт Военная кафедра Дисциплина Военно-техническая подготовка Лекция

Военно-инженерный институт Военная кафедра Дисциплина «Военно-техническая подготовка» Лекция Тема № 1 «Основы теории радиолокации» Занятие № 1 www. sfu-kras. ru http: //ivo. institute. sfu-kras. ru

Цели занятия 1. Довести до студентов суть целевого предназначения дисциплины; основные направления развития РЭТ РТВ Воздушно-космических сил; 2. Рассмотреть этапы развития и соответствующие им образцы РЭТ радиотехнических войск Воздушнокосмических сил Учебные вопросы 1. Структура дисциплины. Место и роль дисциплины в системе подготовки военного инженера. 2. История развития радиолокации

Сибирский федеральный университет Литература: 1. Размахнин, М. К. Радиолокация без формул, но с картинками. М. : Советское радио, 1971. – 128 с. 2. Радиолокационные системы : учебник / В. П. Бердышев, Е. Н. Гарин, А. Н. Фомин [и др. ] ; под общ. ред. В. П. Бердышева. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2011. – 400 с. ISBN 978 -5 -7638 -2479 -7. 3. Основы теории радиолокационных систем и комплексов : учеб. / М. И. Ботов, В. А. Вяхирев ; под общ. ред. М. И. Ботова. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2013. – 530 с. ISBN 978 -5 -7638 -2933 -4

Сибирский федеральный университет Вопрос № 1 « Структура дисциплины. Место и роль дисциплины в системе подготовки военного инженера»

Под термином радиолокация будем понимать диалектическое единство двух относительно самостоятельных научных систем: а) системы, направленной на выявление и адекватное отражение специфики, сущности и основных закономерностей РЛ (энергоинформационного) взаимодействия, основанного на генерировании, излучении и приеме отраженных (излученных и/или переизлученных объектом локации) электромагнитных волн (теоретическая радиолокация);

б) системы нормативов, методических схем, приемов инженерной (системотехнической) деятельности и ее методологии, основанной на закономерностях РЛ взаимодействия и направленной на разработку, проектирование, производство и техническую эксплуатацию РЛ систем (РЛ системотехника, или теория РЛ систем). АС РПУ СИНХР АП РПр. У УЗ ОУ

Учебная дисциплина «Военно-техническая подготовка» относится к группе военно-специальных дисциплин, является профилирующей и закладывает основы инженерной подготовки студентов военной кафедры по специальности. Дисциплина обеспечивает формирование высококвалифицированного военного инженера, способного максимально использовать возможности современных систем вооружения и самостоятельно осваивать новые образцы вооружения и военной техники.

Предметом первого раздела дисциплины «Основы построения РЛС РТВ ВВС» являются принципы построения и функционирования устройств и отдельных элементов РЛС РТВ при наличии непреднамеренных и преднамеренных помех.

Военнотехническая подготовка Основы построения РЛС РТВ ВВС (5 семестр) Тактика РТВ ВВС Устройство РЛС (РЛК) РТВ ВВС (6 семестр) Эксплуатация РЛС РТВ ВВС (7 семестр) Боевое применение подразделений и частей РТВ ВВС

В результате обучения дисциплине каждый должен: ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ об основных направлениях научно-технического развития радиоэлектронной техники, о перспективах и тенденциях развития РЭТ РТВ; ЗНАТЬ: принципы построения устройств и отдельных элементов РЛС РТВ; пути и средства обеспечения основных тактико-технических характеристик РЛС; УМЕТЬ: рассчитывать и оценивать зону обнаружения РЛС при отсутствии и наличии помех.

Всего на раздел № 1 отводится - 62 учебных часа (лекций – 32 часа; групповые - 16 часов; семинары – 8 часов; зачёт – 6 часов; самостоятельная работа – 21 ч) Раздел 1 Основы построения РЛС РТВ ВВС Тема № 1 Основы теории радиолокации Тема № 2 Элементная база аппаратуры РЛК Тема № 3 Основы построения систем и устройств РЛК (РЛС) РТВ ВВС Зачет с оценкой

На раздел № 2 отводится – 118 часов Раздел 2 Устройство РЛС (РЛК) РТВ Тема № 4 Устройство изделия 1 РЛ 131 Р Тема № 5 Устройство изделия 1 РЛ 130 ЭКЗАМЕН Тема № 6 Особенности построения радиолокационной системы опознавания

На раздел № 3 отводится – 54 часа Раздел 3 Эксплуатация и ремонт РЛК (РЛС) РТВ ВВС Тема № 7 Ремонт РЛК (РЛС) РТВ ВВС Тема № 8 Организация технического обслуживания РЛК (РЛС) РТВ ВВС ЗАЧЁТ

Вопрос № 2. История развития радиолокации.

Истоки радиолокации 1839 г М. Фарадей. Теоретикоинтуитивное предсказание существования радиоволн 1873 г Д. Максвелл. Теоретически доказал существование радиоволн

Истоки радиолокации 1886 г. Г. Герц экспериментально подтверждает существование радиоволн А. С. Попов 7 мая 1895 г. На заседании Русского физикогеографического общества демонстрирует первый радиоприемник.

Истоки радиолокации 1899 г П. Н. Лебедев Проводит эксперимент с радиоволнами, в котором присутствует передатчик излучающий радиоволны и приемник, принимающий их. 1901 г. А. С. Попов организует в интересах флота радиосвязь и обнаруживает факт влияния посторонних кораблей на качество радиоканала.

Истоки радиолокации 1918 г. В Советской России принимается «Декрет о централизации радиодела» , в соответствии с которым создается Центральная радиолаборатория в Ленинграде, а также Нижегородская лаборатория.

Истоки радиолокации 30 -е годы Советские ученые Ю. Б. Кобзарев, А. И. Берг, Н. Д. Девятков и др. развивают теоретические основы радиолокации. 1932 -1933 г. г. П. К. Ощепков, М. М. Лобанов разработали основы построения РЛС

Истоки радиолокации Июнь 1932 года. На испытательном полигоне ГАУ РККА проводится показ новых образцов инженерной техники, средств связи и интендантского имущества, разработанного отечественной промышленностью. В числе демонстрировавшихся образцов первый документально зафиксированный образец вооружения будущих РТВ звукоулавливатель ЗТ-2

Истоки радиолокации 1932 г. Звукоулавливатель ЗТ-2 позволял обнаружить СВН в полете на дальности 3… 12 км.

Истоки радиолокации

Истоки радиолокации 1932 -1934 г. г. Создание первых образцов теплообнаружителей самолетов. Июнь 1934 г. Испытания показали на то время их низкую эффективность для обнаружения самолетов.

Идея радиолокационного обнаружения летательных аппаратов зародилась в начале 30 -х годов прошлого века в связи с потребностями противосамолетной обороны, а история радиолокации начинается с гениально простого изложения идеи П. К. Ощепковым в 1934 году ( «Сборник ПВО» , № 2). В этом же 1934 году была заказана и испытана РЛС непрерывного излучения дециметрового диапазона «Буря» для управления стрельбой зенитной артиллерии и прожекторами. П. К. Ощепков.

Истоки радиолокации Январь 1934 г. Ю. К. Коровин. Первые испытания приема сигнала отраженного самолетом. Дальность обнаружения факта отражения - 700 м.

Истоки радиолокации Июль 1934 г. Б. К. Шембель Испытание аппаратуры радиообнаружения «РАПИД» . Обнаружен самолет на дальности 5… 6 км от приемника.

Истоки радиолокации 9 августа 1934 г. Закончены испытания и принята на вооружение первая РЛС РУС-1 «Ревень»

Истоки радиолокации Октябрь 1934 г. Начато промышленное производство РЛС РУС-1. Подписан договор о создании пяти образцов РЛС.

В предвоенный период (до 1941 г. ) происходило освоение основных технических решений для создания генераторов СВЧ, направленных антенн, приемных и индикаторных устройств, методов измерения дальности и угловых координат целей. Первые выпускаемые серийно РЛС метрового диапазона волн для обнаружения Самолетов РУС-1 ( «Ревень» ) были многопозиционными и лишь фиксировали пролет самолета через линию «передатчик-приемник» . Всего было выпущено 44 комплекта РЛС. В 1940 г. была принята на вооружение первая импульсная РЛС РУС-2, обладающая разрешением по дальности, а одноантенные варианты этой РЛС ( «Редут» на автомобилях и «Пегматит» - в прицепах) стали основными РЛС разведки воздушного противника в годы Великой Отечественной войны.

Истоки радиолокации 1937… 1938 г. г. Кобзарев Ю. Б. Создает первый импульсный передатчик и приемник для приема импульсных колебаний.

Истоки радиолокации Девятков Н. Д. Иоффе А. Ф.

Истоки радиолокации Берг А. И. Бонч-Бруевич М. А.

Истоки радиолокации 1940 г. ВНИИ РТ (Москва) Созданы два опытных образца РЛС «Редут» . Ри = 50 к. Вт, = 4 м, Добн = 100 км, линейная светящаяся развертка, вращающаяся антенна, фургон. Изготовлено 10 образцов.

Истоки радиолокации 1940 г. Закончены испытания и принята на вооружение РЛС РУС-2 автомобильный вариант. ТТХ по сравнению с РУС-1 улучшены на 30. . 40 %.

В 1944 г. на основе РУС-2 была создана РЛС П-3 А, способная измерять третью координату – высоту цели с помощью двухярусной антенны и гониометра.

Великая Отечественная война показала необходимость усиленного развития военной радиолокации, а начавшаяся «холодная война» сделала решение этой проблемы безотлагательным. Создание радиолокационной техники было поручено ряду специализированных НИИ с привлечением виднейших ученых В 1946 г. закончился первый этап – этап первоначального развития радиолокационной техники.

Второй этап развития радиолокационной техники охватывает ориентировочно 1946 – 1962 г. г. Этот период характеризуется освоением сантиметрового диапазона волн (1949 г. – РЛС «Обсерватория» П-50, 1951 г. – «Перископ» П-20), индикаторов с яркостной отметкой – ИКО ; ростом дальности, высоты обнаружения целей и точности радиолокационных измерений координат, измерением высоты цели «На проходе» (V - луч). Появляются системы защиты от пассивных помех, перестройка по частоте передатчиков РЛС.

В 1956 г. на смену РЛС П- 20 поступает полностью отечественный вариант – РЛС П-30 (в дальнейшем дальномеры П-35, П-37, 1 Л – 118 «Лира» ), отличающиеся от зарубежных аналогов простотой, надежностью при высоких значениях ТТХ. Этими же качествами обладали и РЛС метрового диапазона: П-8 (1950 г. ), П-10, П-12 (1956 г. ). На этом же этапе принимаются на вооружение оригинальные РЛС: П-15 дециметрового диапазона волн для маловысотного поля (1956 г. ), радиолокационные комплексы «дальномер-высотомер» (П-35 и ПРВ-10 - 1956 г. , П-80 «Алтай» с высотомером ПРВ-11 – в 1962 г. ), мощная РЛС метрового диапазона П-14 с зеркальной антенной большого размера, первая общегосударственная система радиолокационного опознавания «Кремний – 2 М» , которой оснащаются все РЛС.

Развитие радиолокации 1950 г. Под руководством Е. В. Бухвалова разработана РЛС дальнего обнаружения П 8. Обеспечивала обнаружение самолетов в режиме кругового обзора, имела СДЦ, НРЗ, и аппаратуру защиты от радиотехнических (нешумовых) помех. ЭЛТ имела светящийся экран с двумя слоями - голубого и янтарного цвета. Измерение высоты гониометром.

ТТХ РЛС П-8 Добн = 150 к м при высоте полета цели около 8000 м; разрешающая способность по дальности 2, 5 км, по азимуту 24 ; мощность в импульсе 70… 75 к. Вт; чувствительность приемника 7 мк. В; антенна «Волновой канал» 2 яруса, гониометр позволял измерять высоту с точностью 500… 800 м; длина волны около 4 м. Коллектив авторов под руководством Г. Т. Отрыжко удостоен Государственной премии. В 1951 г. для этой РЛС разработана новая антенна «Унжа»

Развитие радиолокации Часть 2 1949 г. принятие на вооружение трехкоординатной РЛС СМ- диапазона волн П-20. Измерение высоты методом V-луча, Добн = 190 км, н=500 м П-20 Оснащена аппаратурой опознавания «Кремний-1»

Развитие радиолокации П-20 РЛС имела три транспортные единицы, обеспечивала подавление пассивных помех, активных помех от РЭС близкого диапазона, магнетронный генератор, ЭЛТ с длительным послесвечением и межобзорную обработку (первая неудачная попытка)

Развитие радиолокации П-10 1951… 1953 г. г. Принятие на вооружение РЛС метрового диапазона П-10, являющуюся дальнейшим развитием РЛС П-8.

ТТХ РЛС П-10 Добн=180… 200 км; Потолок обнаружения 16000 м; Максимальная ошибка определения азимута 3 ; дальности 1000 м; высоты 2 % от дальности; Разрешающие способности по Д 2, 5 км, по 2, 5 ; Мощность излучения 55… 75 к. Вт; Чувствительность приемника на основной частоте 3 мк. В; на крайних частотах 4 мк. В; Перестройка частоты, имеет НРЗ, АЗПП, аппаратуру защиты от импульсных помех, гониометр, ИКО.

Развитие радиолокации 1956 г Принятие на вооружение РЛС П-12. Стояла на вооружении ВПВО, ВВС, ВМФ. Имела 1 ИКО в кабине и 3 ВИКО, Измерение высоты методом гониометрии. Аппаратура защиты от ПП, НИП, ОИП, перестройка по частоте

Развитие радиолокации П-15 1956 г. РЛС П-15 Маловысотная, мобильная, может работать на штатную антенну, либо на выносную типа «Унжа» , АЗПП, АЗ НИП, перестройка на одну из трех частот трех программ, некогерентное накопление пачечного эхо-сигнала.

Развитие радиолокации 1974 РЛС П-19. Дальнейшая модификация П-15. Оснащена аппаратурой АСПД для сопряжения с КСА ПВО СВ. Характеристики аналогичны П-15

Радиолокаторы стоящие на вооружении в некоторых государствах П-35 1957 г. РЛС П-35. Является дальнейшей модификацией РЛС П 20. Имеет 6 частотных каналов, АЗПП, АЗ от НИП, ОИП. Добн=250 км, точность высокая.

Развитие радиолокационной техники, расширение пространственно-временных границ ее использования обусловили появление в 1952 году самостоятельного рода Войск ПВО – радиотехнических войск. Период с середины 60 -х до середины 70 -х г. г. прошлого века можно считать третьим этапом развития радиолокационной техники РТВ. Принцип комплексирования радиолокационных дальномеров (РЛДр) и радиовысотомеров на этом этапе был основным. РТВ оснащаются более совершенными радиовысотомерами: ПРВ-11 (1962 г. ), ПРВ -13 (1969 г. ), ПРВ-17 (1975 г. ) и для маловысотных целей – ПРВ-9, ПРВ-16. Основным РЛК радиотехнических войск стал комплекс 5 Н 87 (1972 г. ), обладающий высокой дальностью и высотой обнаружения целей, высокой помехозащищенностью. Его модернизации (РЛК 64 Ж 6) поступали в войска и в 80 -х годах.

Развитие РЛС РТВ в 1961… 1985 годы Специализированна я РЛС - радиовысотомер ПРВ-11. Обеспечивал измерение высоты с высокой точностью, имел аппаратуру защиты от пассивных помех.

Развитие РЛС РТВ в 1961… 1985 годы 1957 г. П-14 «Лена» 1968 г. П-14 Ф «Фургон» 1974 г. 5 Н 84 А «Оборона»

Развитие РЛС РТВ в 1961… 1985 годы 5 Н 84 А - имеет самые высокие показатели боевых возможностей для РЛС М-диапазона. Аналогов в мире не имеет. Высокая помехозащищенность от ПП, АШП, Имп. П.

На основе РЛС П-14 в 1969 г. создана специальная РЛС большой дальности П-70 «Лена-М» , обладающая высоким энергетическим потенциалом (впервые применен сложный ЛЧМ зондирующий сигнал).

Радиолокаторы стоящие на вооружении в некоторых государствах П-37 1967 г. РЛС П-37. Развитие РЛС П-35. Дополнительно имеет поляризационную селекцию, более совершенную аппаратуру СДЦ и подавления НИП, ОИП. 5 частотных каналов

Таким образом, для третьего этапа развития радиолокационной техники характерны: 1. Увеличение средней мощности, сложности модуляции и улучшение степени когерентности зондирующих сигналов; 2. Улучшение качества и рост размеров антенных систем РЛС; 3. Внедрение комплекса методов и технических средств помехозащиты, в том числе адаптивных; 4. Развитие системы пассивной локации постановщиков активных помех; 5. Автоматизация процессов извлечения, сбора, обработки и передачи радиолокационной информации (РЛИ): поступают в войска комплексы средств автоматизации (КСА) «Воздух» и «Луч» .

Развитие радиолокационной техники в 60 -х – 70 -х г. г. прошлого века происходило с опорой на развитую теорию радиолокации и помехозащиты. В создание этой теории и практическое совершенствование РЛС внесли большой вклад ученые ВИРТА ПВО. Пятеро из них: В. И. Гомозов, С. И. Красногоров, И. В. Перетягин, В. В. Фединин, Я. Д. Ширман были удостоены Государственной премии.

Четвертый этап развития радиолокационной техники (с середины 70 -х годов) характерен новыми техническими возможностями и новыми требованиями к информативности, помехозащищенности, живучести РЛС РТВ. По этим причинам пришлось отказаться от комплексов РЛДр+ ПРВ и снова перейти к трехкоординатным РЛС кругового обзора, но на качественно, новом уровне, используя многоканальность в угломестной плоскости. Так в 1978 г. Принимается на вооружение 3 координатная РЛС дальнего обнаружения дециметрового диапазона 5 Н 69 (СТ-67) с двухзеркальной антенной больших размеров. Трехкоординатные РЛС маловысотного поля 5 Н 59 (1979 г. ) и 19 Ж 6 (1981 г. ) выполнены с широким использованием цифровой техники обработки сигналов и радиолокационной информации

СТ-67 (5 Н 69) "Салют" Радиолокационная станция трехкоординатная перевозимая. Разработка-1967 года. - индекс заказцика: 5 Н 69 - прозвища: "Ступа", В некоторых местах за шумную и огромную антенну РЛС имела прозвище"Стратегически й вентилятор" - шифр разработчика: "Салют" , "Обь"

Развитие РЛС РТВ в 1961… 1985 годы 1980 г. РЛС 19 Ж 6

В 1982 г. Принята на вооружение трехкоординатная РЛС метрового диапазона волн 55 Ж 6 ( «Небо» ).

В РЛС 5 У 75 «Перископ-В» (1978 г. ) и её модернизированном варианте 57 У 6 (1984 г. ) предназначенных для горных позиций, применены системы дистанционного управления и автоматического контроля технического состояния, цифровая фильтрация сигналов. 1978 г. РЛК 57 У 6. Специальный РЛК для горной местности. Обеспечивает ведение РЛР и выдачи РИ и БИ в сложной помеховой обстановке 57 У 6

Практически полностью «цифровой» становится аппаратура наземного радиолокационного запросчика (НРЗ) новой системы «Пароль» (1977 г. ).

Развитие РЛС РТВ в 1961… 1985 годы 1961 г. РЛС «Силовой борьбы» П-90. Стационарная высокопотенциальная РЛС обнаружения СВН, выдачи РИ и БИ в условиях интенсивного радиопротиводействия

Развитие РЛС РТВ в 1961… 1985 годы 1962 г. РЛС П-80 1974 г РЛК 5 Н 87, модификация 64 Ж 6. Высокопотенциальный РЛК боевого режима, комплектовался 2 дальномерами и 2 или 4 радиовысотомерами ПРВ-13, ПРВ-17.

Следует отметить, что на этом этапе активно совершенствуется и техника АСУ ротного, батальонного и более высоких уровней. На смену объектам АСУ системы «Луч- 2» приходят объекты АСУ «Луч- 3» и «Пирамида» , построенные на новой элементарной базе и с улучшенными характеристиками. Кроме того, функции первичной обработки РЛИ перешли к РЛС нового поколения, обеспечивающих, как правило «автосъем» координат целей и выдачу их в цифровой форме на АСУ, в ряде образцов и автоматическую проводку трасс целей.

Таким образом, четвертый этап развития радиолокационной техники РТВ отличается от предыдущих этапов по уровню технологии и обеспечиваемых ею принципиальных возможностей построения совершенных РЛС.

Развитие РЛС РТВ в 1961… 1985 годы РЛС 55 Ж 6 СВ «Небо-СВ»

РЛС РТВ на современном этапе 1986 г. Маловысотная РЛС 35 Н 6 «Каста-2»

РЛС РТВ на современном этапе 1987 г. РЛС боевого режима дециметрового диапазона волн 22 Ж 6 М «Десна-М»

РЛС РТВ на современном этапе

РЛС РТВ на современном этапе РЛС «Барьер»

РЛС ВВС на современном этапе А-50 Самолет радиолокационного дозора и наведения

РЛС РТВ на современном этапе Ка-31 Вертолет дальнего радиолокационного обнаружения низколетящих целей и надводных кораблей

РЛС РТВ на современном этапе РЛС 64 Л 6 -С 1

РЛС РТВ на современном этапе РЛС 39 Н 6

РЛС РТВ на современном этапе Средство отвода ПРР 34 Я 6 Е «Газетчик»

Задание на самостоятельную подготовку: Отработать материал лекции в соответствии с рекомендованной литературой.