F-22 Раптор
2,011,035
5,379
|
Пешеход ( Специалист ) |
| 17 янв 2010 11:20:15 |
Тред №180925
новая дискуссия Дискуссия 313
Можно я немного уточню про РЛС, ЭПР и прочая?..
По поводу длинноволновых станций.
Метровые. В этом диапазоне ЭПР цели практически не зависит от геометрии цели. Радиопоглощающие покрытия имеют очень малую эффективность в этом диапазоне. Поэтому ЭПР в основном прямо пропорционально зависит от геометрических размеров цели. Именно поэтому утверждается, что всяческие невидимки в этом диапазоне РЛС по барабану. А раз так, то цели определенного класса (по геометрическим размерам) обнаруживаются на заданных дальностях, в независимости от всяких технологических ухищрений на цели.
Дециметровые (вплоть до самых коротких, порядка 10см). Здесь технологии понижения р/л заметности начинают работать. В первую очередь работают технологии оптимизации геометрии планера (устранение "уголковых отражателей" и прочих блестящих точек, сглаживание резонасных явлений и тд). Однако катастрофическое уменьшение ЭПР этими мерами достигнуть невозможно. Максимально где-то в 5 раз, до величины 0,5..1 м2. Причем это понижение удается достигнуть далеко не во всех ракурсах. Обычно во фронтальных. По основной формуле радиолокации это дает уменьшение дальности в 1,5 раза от максимальной по заявленой для этого класса целей дальности. В реальности, для новых станций (разработчики которых уже пуганы КР и всяческими стелс) в независимости от заявленой дальности по целям любого класса (есть стандартные ЭПР для класов - 10, 5, 3 м2), дальность по цели с ЭПР 0,5..1м2 составляет не меньше 75..80% от максимальной (почему так, это тема отдельного разговора). Радиопоглощающие покрытия начинают работать в этом диапазоне, но работают хреново, тк для достижения малого отраженного сигнала (не хорошего поглощения, а именно малого отражения) должны обладать значительной толщиной, соизмеримой с длинами волн. Это требование лучше выполняется опять таки во фронтальных ракурсах, тк цилиндрическо-конические продольные сечения при малых углах падения волны обеспечивают максимальный ход волны в толщине материала покрытия (однако не надо забывать о законах преломления, коэффициент преломления у РПМ значительно выше воздуха, поэтому это увеличение незначительно). Однако получить снижение суммарного ЭПР в этих диапазонах за счет покрытий, при требовании хоть какой-то летабельности аппарата, еще в 2..4 раза это за счастье.
Сантиметровые и короче. Самое оно то, для покрытий. Оптимизация планера все так же продолжает работать. Требования достижения относительной (к длине волны) толщины покрытий становятся выполнимы. Поэтому именно в этих диапазонах возможно получить максимальное снижение ЭПР. Но бесконечно снижать его невозможно и вот почему. Ежели цель находилась бы в вакууме, то понижать ЭПР можно было бы до любой бесконечно близкой к нулю величины. Однако цель находится в воэдухе и при движении оказывает влияние на среду, в которой движется. Скачки уплотнения, турбулентные вихри, разница температур окружающей среды и выхлопных газов, все это дает отражения. И в общем-то довольно значительные (по сравнению с минимальными заявлеными значениям ЭПР того же Раптора). Причем их ЭПР тем больше, чем меньше длина воны.
Отсюда три следствия. ЭПР невозможно понижать бесконечно, величину его понижение определяют искажения окружающей среды, в которой происходит движение; существует некоторый оптимальный частотный диапазон, в котором возможно максимальное снижение ЭПР; существует некий дипазон ракурсов в котором снижение ЭПР максимально.
Все вышесказанное относится к однопозиционной локации. Случай мультипозиционной и, как крайний случай, просветной локации гораздо сложнее и при желании может быть рассмотрен отдельно
Но даже из сказаного можно сделать выводы.
1. Технологии понижения р/л заметности не являются вундервафлей. Особенно для летательных аппаратов, для которых вступают в противоречие с их принципами функционирования.
2. Заявленые рекордные значения ЭПР приведены для малого фронтального диапазона ракурсов и для некоторого малого частотного диапазона.
3. Средствам дальнего обнаружения эта технология не доставляет каких либо особых неудобств. В несоизмеримо большей степени эти неприятности появляются при уменьшении геометрических размеров цели.
4. Наибольшие неприятности эти технологии доставляют средствам управления вооружением. Особено средствам с АРЛГСН и классическим телеуправлением, тк это классический случай однопозиционной локации. Средствам с полуактивными РЛГСН и телеуправлением через ракету уже в значительно меньшей степени, тк это уже ближе к многопозиционной локации. А пассивному самонаведению это все вообще по барабану
По поводу длинноволновых станций.
Метровые. В этом диапазоне ЭПР цели практически не зависит от геометрии цели. Радиопоглощающие покрытия имеют очень малую эффективность в этом диапазоне. Поэтому ЭПР в основном прямо пропорционально зависит от геометрических размеров цели. Именно поэтому утверждается, что всяческие невидимки в этом диапазоне РЛС по барабану. А раз так, то цели определенного класса (по геометрическим размерам) обнаруживаются на заданных дальностях, в независимости от всяких технологических ухищрений на цели.
Дециметровые (вплоть до самых коротких, порядка 10см). Здесь технологии понижения р/л заметности начинают работать. В первую очередь работают технологии оптимизации геометрии планера (устранение "уголковых отражателей" и прочих блестящих точек, сглаживание резонасных явлений и тд). Однако катастрофическое уменьшение ЭПР этими мерами достигнуть невозможно. Максимально где-то в 5 раз, до величины 0,5..1 м2. Причем это понижение удается достигнуть далеко не во всех ракурсах. Обычно во фронтальных. По основной формуле радиолокации это дает уменьшение дальности в 1,5 раза от максимальной по заявленой для этого класса целей дальности. В реальности, для новых станций (разработчики которых уже пуганы КР и всяческими стелс) в независимости от заявленой дальности по целям любого класса (есть стандартные ЭПР для класов - 10, 5, 3 м2), дальность по цели с ЭПР 0,5..1м2 составляет не меньше 75..80% от максимальной (почему так, это тема отдельного разговора). Радиопоглощающие покрытия начинают работать в этом диапазоне, но работают хреново, тк для достижения малого отраженного сигнала (не хорошего поглощения, а именно малого отражения) должны обладать значительной толщиной, соизмеримой с длинами волн. Это требование лучше выполняется опять таки во фронтальных ракурсах, тк цилиндрическо-конические продольные сечения при малых углах падения волны обеспечивают максимальный ход волны в толщине материала покрытия (однако не надо забывать о законах преломления, коэффициент преломления у РПМ значительно выше воздуха, поэтому это увеличение незначительно). Однако получить снижение суммарного ЭПР в этих диапазонах за счет покрытий, при требовании хоть какой-то летабельности аппарата, еще в 2..4 раза это за счастье.
Сантиметровые и короче. Самое оно то, для покрытий. Оптимизация планера все так же продолжает работать. Требования достижения относительной (к длине волны) толщины покрытий становятся выполнимы. Поэтому именно в этих диапазонах возможно получить максимальное снижение ЭПР. Но бесконечно снижать его невозможно и вот почему. Ежели цель находилась бы в вакууме, то понижать ЭПР можно было бы до любой бесконечно близкой к нулю величины. Однако цель находится в воэдухе и при движении оказывает влияние на среду, в которой движется. Скачки уплотнения, турбулентные вихри, разница температур окружающей среды и выхлопных газов, все это дает отражения. И в общем-то довольно значительные (по сравнению с минимальными заявлеными значениям ЭПР того же Раптора). Причем их ЭПР тем больше, чем меньше длина воны.
Отсюда три следствия. ЭПР невозможно понижать бесконечно, величину его понижение определяют искажения окружающей среды, в которой происходит движение; существует некоторый оптимальный частотный диапазон, в котором возможно максимальное снижение ЭПР; существует некий дипазон ракурсов в котором снижение ЭПР максимально.
Все вышесказанное относится к однопозиционной локации. Случай мультипозиционной и, как крайний случай, просветной локации гораздо сложнее и при желании может быть рассмотрен отдельно
Но даже из сказаного можно сделать выводы.
1. Технологии понижения р/л заметности не являются вундервафлей. Особенно для летательных аппаратов, для которых вступают в противоречие с их принципами функционирования.
2. Заявленые рекордные значения ЭПР приведены для малого фронтального диапазона ракурсов и для некоторого малого частотного диапазона.
3. Средствам дальнего обнаружения эта технология не доставляет каких либо особых неудобств. В несоизмеримо большей степени эти неприятности появляются при уменьшении геометрических размеров цели.
4. Наибольшие неприятности эти технологии доставляют средствам управления вооружением. Особено средствам с АРЛГСН и классическим телеуправлением, тк это классический случай однопозиционной локации. Средствам с полуактивными РЛГСН и телеуправлением через ракету уже в значительно меньшей степени, тк это уже ближе к многопозиционной локации. А пассивному самонаведению это все вообще по барабану
Отредактировано: Пешеход - 17 янв 2010 17:32:32
ОТВЕТЫ (11)
|
|
fugu01 ( Слушатель ) |
| 28 янв 2010 19:51:41 |
Цитата: Пешеход от 17.01.2010 11:20:15
Пешеход, а не могли бы Вы для внимательных любопытных читателей вот это
Цитата: Пешеход от 17.01.2010 11:20:15
написать коротенько (для общего развития)?
|
|
Пешеход ( Специалист ) |
| 29 янв 2010 05:44:33 |
Цитата: fugu01 от 28.01.2010 19:51:41
Если коротенько, то дело обстоит так. Возьмем обнаружители (РЛО). Процесс обнаружения цели есть процесс вероятностный. Для данного энергетического потенциала станции имеем некую вероятность обнаружения цели с заданой ЭПР на заданной дальности за один период зондирования. Она достаточно велика но все равно меньше единицы. Обычно дальность обнаружения декларируется для так называемого регулярного обзора, это и есть тот самый случай - минимально необходимое количество зондирующих импульсов для достижения этой вероятности. При уменьшении ЭПР на фиксированной дальности происходит всего лишь уменьшение вероятности обнаружения. Для повышения вероятности наступления некоторого события нужно увеличить количество опытов. Ежели РЛС работает в группировке (а для наших комплексов это выполняется практически всегда), то используется нехитрый прием - задание каждому средству сектора ответственности. Это некий, чаще всего азимутальный, угловой сетор, в котором поиск цели осуществляется более тщательным образом
. Реализуется это очень по разному и зависит от конструктивных особенностей станции и ее антенной системы. Тк вероятность ложной тревоги фиксируется на чрезвычайно низком уровне, то только увеличение числа зондирующих импульсов приводит к существенному росту вероятности обнаружения при незначительном росте ложных тревог.Следует отметить, что дальность (вероятность) обнаружения пропорциональна корню четвертой степени от ЭПР. Поэтому значительное изменение ЭПР приводит к существенно меньшим изменениям характеристик обнаружения. Поэтому даже такой нехитрый прием (я уж не говорю о всяческих накоплениях сигнала, применяемых для борьбы с помехами) оказывается очень эфективен.
А 0,5..1м2 это уже из полигонной практики уже прошедших времен. Самой распространенной целью для облетов был МиГ-21, а он в передних ракурсах обладал где-то такой ЭПР...
|
|
Пиджак_9 ( Слушатель ) |
| 30 янв 2010 22:50:42 |
Цитата: Пешеход от 29.01.2010 05:44:33
Вы, видимо, хотели сказать "сопровождения"?
Т.к. для обнаружения вроде корень квадратный, если ЕМНИП.
|
parovos ( Слушатель ) |
| 31 янв 2010 00:26:55 |
Цитата: Пиджак_9 от 30.01.2010 22:50:42
Пешеход не ошибся.
Добавлю, что для обнаружения цели с заданной ЭПР на заданной дальности еще используют такой параметр повышение мощности и расширение спектра зондирующего сигнала. А эта мощность еще в лохматые года была ого-го.
Однако, при малой ЭПР цели важное значение имеет разрешающая способность РЛС в азимутальной области - то есть ширина ДН антенны, которая связана с ее геометрическими размерами. У старых локаторов этот параметр был 0,5-0,8 град, а у современных хуже - 2,8 град у Противник Г - халтурят :).
|
|
Пешеход ( Специалист ) |
| 31 янв 2010 07:31:16 |
Цитата: parovos от 31.01.2010 00:26:55
Давайте все-таки будем аккуратнее с терминами. Вольности в этой области приводят к фактическим ошибкам.
Дальность обнаружения ни в коей мере не связана с какой либо угловой разрешающей способностью (ни азимутальной ни угломестной). Она зависит от мощности передатчика, чувствительности приемника, частоты и коэффициента усиления антенны. В свою очередь конечно, КУ зависит от геометрических размеров антенны, длинны волны (это называется относительными размерами антенны), потерями в самой антенне и фидерном тракте, формы амлитудного и фазового распределения по раскрыву антенны. Это все конечно связано с угловой разрешающей способностью, но очень не напрямую. Очень много дополнительных факторов, влияющих на эту связь.
По поводу халтурят. Угловая разрешающая способность есть требование ТТЗ, исходя из которого выбирается рабочий диапазон, габариты антенны, амплитудно-фазовое распределение и тд. Это тактический параметр, и далеко не всегда высокая угловая разрешающая способность есть благо (пусть это будет в качестве небольшой загадки, в каких случаях это утверждение верно?). Поэтому приведенные вами значения азимутальных разрешающих способностей есть шулерство в чистом виде.
|
|
parovos ( Слушатель ) |
| 01 фев 2010 11:53:40 |
Цитата: Пешеход от 31.01.2010 07:31:16
В контексте темы ветки при обнаружении целей с малыми ЭПР - стелс машин - предъявляются дополнительные требования
к разрешающей способности по азимуту у РЛС с дальностью обнаружения 300+ км так как
-боевые самолеты по одному не летают
-КП РТБ(командный пункт радиотехнического батальйона) совмещен с КП ИАП (полк истребительной авиации)
Добавлю, что разрешающая способность - это функция от ширины ДН, а ДН весьма важна для параметров обнаружения.
|
|
fugu01 ( Слушатель ) |
| 19 май 2010 19:42:34 |
Цитата: Пешеход от 31.01.2010 07:31:16
Попробую разгадать. По формуле радиолокации дальность обнаружения линейно зависит от f(a) - нормированной по полю модели ДНА в которой a - угол между осью главного лепестка модели ДНА и направлением на цель, а f(0)=1. Так как в реале угол a не равен 0, а разрешающая способность зависит от df(a)/da, то получается, что с увеличением разрешающей способности нужно увеличивать период обзора для сохранения вероятности обнаружения на той же дальности, что может оказаться не гуд. Т.е., для обзорной РЛС нужно искать компромисс между периодом обзора и разрешающей способностью. А вот для задачи сопровождения цели увеличение разрешения есть гуд. Но тоже не абсолютный. Например, для РЛГСН увеличение df(a)/da сверх меры приводит к превышению допустимого уровня вероятности срыва наведения в окрестности цели, как раз тогда, когда требуется доворот для компенсации терминального промаха.
|
|
Пешеход ( Специалист ) |
| 20 май 2010 08:43:02 |
Цитата: fugu01 от 19.05.2010 19:42:34
Совершенно верно. Еще нужно добавить увеличение требований к точности и устойчивости следящией системы для сопровождения. Поэтому качество найденного компромиса и определяет конечное качество изделия
|
|
Пешеход ( Специалист ) |
| 31 янв 2010 07:08:19 |
Цитата: Пиджак_9 от 30.01.2010 22:50:42
Можно я разрожусь еще одной речугой, к теме топика не имеющей никакого отношения?
К вопросу о терминах. Процесс обработки ЛЮБОЙ р/л информации (не сигнала, а именно информации) начинается с ОБНАРУЖЕНИЯ. А выглядит это совершенно незатейливо, полученный обработаный сигнал подается на некое пороговое устройство и по превышении оного порога принимается решение об обнаружении цели (факт обнаружения). Что потом мы будем делать (каким способом обрабатывать информацию) - совершенно не важно. Будем ли мы вязать траектории для дальнейшего целеуказания (РЛС обнаружения), или формировать некие управляющие воздействия на системы самой РЛС (РЛС сопровождения), или выдавать некие воздействия на другие объекты (РЛС управления оружием), или все это вместе (характерно для авиационных БРЛС). Все едино в начале трудного пути лежит обнаружение. Именно это обнаружение и имеется в виду в основной формуле радиолокации. И дальность оного не зависит от функционального назначения РЛС. Поэтому когда упоминается максимальная дальность обнаружения, то обычно имеется в виду именно этот аспект деятельности РЛС.
Возникает резонный вопрос, а почему иногда в ТТХ приводятся совершенно разные значения дальностей обнаружения и сопровождения? Вот тут уже имееются в виду функциональные характеристики станции. И причин различия тут может быть море, тактические, технические , алгоритмические...
Кстати, ловкая манипуляция фактом некой двусмысленности термина Обнаружение позволяет в очень широком диапазоне трактовать ТТХ станции в любую сторону, ни коим образом не погрешив против истины
|
|
Пиджак_9 ( Слушатель ) |
| 31 янв 2010 09:59:47 |
Цитата: Пешеход от 31.01.2010 07:08:19
Ну уж не сочтите за вредность, но в данном примере имеется существенное упрощение и, похоже, привязка к определенной, любезной Вам схемотехнике.
Возьмем для примера допплеровский когерентный радар непрерывного действия (милицейский Беркут, например). Там выходной сигнал после спектроанализатора представляет собой некую зашумленную кривую энергетического спектра. И обнаружение(!) производится следующим образом: если главный пик (экстремум) этой кривой на протяжении трех последовательных измерений имеет значения допплеровской частоты, которые отличаются менее чем на величину N относительно других измерений, то цель обнаружена.
|
|
Пешеход ( Специалист ) |
| 31 янв 2010 11:37:26 |
Цитата: Пиджак_9 от 31.01.2010 09:59:47
А кто сказал, что аргументом функции порогового устройства служит амплитуда сигнала?
Это может быть любой входной параметр. Просто напросто в теории оптимального обнаружения пороговое устройство является тем самым функциональным элементом, который принимает решение о наличии цели (полезного сигнала). В любом другом варианте локационный измеритель (это конечная функция любого р/л устройства, он измеряет некие параметры лоцируемого объекта) не является оптимальным и измеряемые значения носят совершенно случайный характер, нормально оное устройства будет работать только при хорошем отношении сингал/шум (сигнал/помеха). А нормальная РЛС является как раз устройством, априори работающим при очень малом отношении сигнал/шум (сигнал/помеха).
Мало того, я совершенно не зря употребил формулировку "полученный обработаный сигнал подается на некое пороговое устройство и по превышении оного порога принимается решение об обнаружении цели". Обработка может включать в себя очень многое - разновсяческая фильтрация, оптимальная фильтрация (автокорреляция), выделение фазовых/частотных сдвигов, стробирование/бланктрование, накопление по всяческим алгоритмам тд. Однако решение на то, что сигнал пойдет на дальнейшее измерение принимает именно пороговое устройство, реализация которого может быть чрезвычайно замысловатой. Что, в конечном итоге, не отменяет его выходной бинарной функции.
Можно взять пример классической импульсной РЛС, не имеющей в явном виде ни порогового устройсва, ни накопителя сигнала, хотя эти функции у ней есть. Приемный импульсный сигнал после усиления и детектирования подается непосредственно на модулятор индикаторной ЭЛТ (формируется яркостная отметка). Послесвечение ЭЛТ позволяет производить некогерентное накопление отраженного сигнала за несколько периодов зондирования, а регулировка яркости отметки позволяет выставить порог, превышение которого воспринимается зрением оператора как наличие цели. Обнаружив таким образом отметку от цели и индифицировав ее как цель, оператор посредством какой либо линейки и транспортира определяеи дальность и азимут цели