Радиолокация без формул, но с картинками
Шрифт:
Баллистические ракеты выполняют обычно задачи стратегического характера. Их нацеливают на крупные и особо важные объекты, которые не могут сменить места своего расположения (например, промышленные или административные центры, крупные порты, ракетные базы и т. д.). Поэтому при точном выведении на расчетную траекторию баллистическая ракета поразит цель, хотя она и не управляема на конечном участке траектории.
Иначе обстоит дело при запуске небольших ракет, предназначенных для борьбы с самолетами, или антиракет, уничтожающих атакующие ракеты противника. В этом случае цель, которую должна уничтожить ракета, не только движется с очень большой скоростью, но и маневрирует, чтобы избежать роковой для нее встречи с антиракетой. Поэтому радиолокационные станции осуществляют управление в течение всего полета. Траектории, по которым движутся ракеты, рассчитывают вычислительные машины, и они же с помощью радиолокационной станции подают команды на изменение курса или скорости полета.
В одной из книг по радиолокации, написанной по материалам зарубежной печати, приводится следующее описание проекта комплекса противоракетной обороны, который намеревались создать в США. Здесь не случайно использовано слово «комплекс». Можно выделить для противоракетной обороны большое число станций с самыми современными характеристиками, но им не удается решить задачу надежного уничтожения баллистических ракет противника, если они будут действовать разрозненно. Сведения, полученные одной станцией, должны быть мгновенно и без всяких ошибок переданы на все другие станции и в центр управления противоракетной обороны. Поэтому в состав комплекса кроме радиолокационных станций входят вычислительные центры и автоматизированные, высоконадежные системы связи. Только они обеспечивают согласованное функционирование всего комплекса, отдельные станции которого могут быть расположены в сотнях и даже в тысячах километрах друг от друга.
Итак, о радиолокационных системах комплекса. Первыми узнают об угрозе нападения операторы станций раннего обнаружения. Пока они рассматривают цель на экране индикатора, вычислительная машина, работающая во взаимодействии со станцией, определяет текущие координаты цели, строит наиболее вероятную траекторию ее полета и принимает решение, представляет ли данная цель опасность или нет. В течение нескольких секунд машина ответит на вопрос, что мы видим на экране: спутник, метеорит или атакующую ракету. В последнем случае по системам связи комплекса в центр противоракетной обороны и на станцию целеуказания передается сигнал об обнаружении цели. Станция целеуказания значительно точнее определяет координаты цели и передает информацию на станцию распознавания. Задача последней — дальнейшее уточнение характера летящей цели и выделение (распознавание) настоящей боевой головки среди множества ложных целей, которые выбрасывает атакующая ракета на последнем участке траектории.
Чтобы представить себе сложность и размеры этих станций, приведем характеристики одной из станций распознавания, работающей в США. Вес антенной системы этой станции 200 тонн, диаметр параболической антенны 26 метров, диаметр обтекателя, предохраняющего антенну от ветров, ураганов и атмосферных осадков, 43 метра. Высота сооружения превышает высоту 15-этажного дома. Стоимость ее оценивается примерно в 16 миллионов долларов. И это лишь одна из станций противоракетного комплекса!
Все три станции, о которых мы говорили выше, составляют, так сказать, решающую инстанцию. Если все они решат, что цель представляет опасность и должна быть уничтожена, то в дело вступают боевые средства — инстанция исполнительная. Сюда кроме батареи антиракет входят две радиолокационные станции. Станция сопровождения следит за целью и непрерывно определяет ее текущие координаты, а станция наведения следит за антиракетой и определяет ее мгновенное положение. Данные обеих станций поступают в вычислительную машину, которая определяет траекторию антиракеты, обеспечивающую поражение цели. Соответствующие команды передаются на борт антиракеты и позволяют ей успешно перехватить цель. Приведенная схема работы противоракетного комплекса взята из описания системы «Найк-Зевс», созданной в США. По данным зарубежной печати, разработаны проекты и других систем, схемы работы которых несколько отличаются от этой.
Вот, например, некоторые данные о противоракетном комплексе «Сейфгард», которые приведены в американской прессе[9]. К 1974 году намечено построить первый комплекс «Сейфгард» в США, в 3 500 километрах от границы Канады, в Ленгдоне, Он будет состоять из двух основных радиолокационных станций и полигонов ракет-перехватчиков. Станция кругового обзора пространства, над которой работает компания «Дженерал электрик», будет представлять собой станцию дальнего действия, предназначенную для раннего обнаружения боеголовок противника на расстоянии 1 500 километров или больше и сопровождения их. Станция будет находиться в подземном железобетонном здании длиной и шириной около 60 метров и высотой 40 метров. Комплекс будет также включать подземную силовую установку, туннель для подъезда и систему связи, проложенную под землей. На ракетных полигонах будут развернуты ракеты дальнего действия «Спартан» и ракеты ближнего действия «Спринт». Их наведение на боеголовки ракет противника осуществляет вторая станция — РЛС защиты стартовых позиций. Она обеспечивает точное сопровождение цели на расстоянии нескольких сотен километров, распознавание наиболее опасной цели и наведение на нее антиракет. Перед этими сложными и наиболее современными радиолокационными станциями ставится задача одновременного перехвата от десятков до сотен целей. Задача, скажем прямо, совсем не простая даже для таких уникальных станций.
Для доказательства того, что эти станции действительно уникальны, укажем, что стоимость каждой из них, включая полную стоимость работ от закладки фундамента до боевых испытаний, оценивается в 150–200 миллионов долларов.
На атолле Кваджелейн в Тихом океане в конце 1968 года проходили оперативные испытания прототипа ракетно-радиолокационного комплекса. В 1970 году там же намеревались провести огневые испытания с использованием РЛС и ее оборудования для обработки информации при управлении запусками ракет «Спартан» и «Спринт».
Наиболее важным элементом таких систем является, по-видимому, станция раннего обнаружения. Чем раньше она обнаружит цель, тем больше времени останется для подготовки к отражению нападения и тем дальше от рубежа обороны антиракета встретится с целью. Чтобы раньше обнаружить цель, надо иметь как можно более мощную станцию. Создали самую мощную станцию.
Но хотелось бы обнаружить цель еще раньше. В зарубежной печати рассматриваются два возможных пути.
Первый путь — создание радиолокационных дозоров. Так называют комплекс станций раннего обнаружения, установленных на кораблях или самолетах. Морской радиолокационный дозор состоит из целой флотилии кораблей, плавающих в международных водах вдали от своих берегов. Места их крейсирования подобраны так, чтобы можно было держать под наблюдением все возможные направления пуска ракет предполагаемым противником. Ту же самую задачу может выполнить и авиационный дозор. По сравнению с морским он имеет то преимущество, что с увеличением высоты увеличивается и дальность действия радиолокационных станций, а значит и обнаружить цель можно раньше. Используемые для этой цели самолеты летают довольно медленно (по сравнению, конечно, со сверхзвуковыми истребителями и ракетоносцами), но могут очень долго находиться в воздухе.
Второй путь — применение загоризонтных радиолокационных станций. Обычно в радиолокаторах используют ультракороткие волны, то есть волны очень малой длины (несколько сантиметров или дециметров). Эти волны распространяются практически прямолинейно и не огибают поверхности земли. Именно поэтому дальность действия радиолокаторов ограничивается линией горизонта (из-за этого, кстати, и повышается дальность действия радиолокатора, установленного на самолете, так как линия горизонта при этом значительно удаляется).
Переход на более длинные волны связан для радиолокаторов с рядом неудобств. Такие волны хуже отражаются от небольших объектов, станции при этом становятся очень громоздкими, ухудшается точность определения координат цели и так далее. Но зато эти волны огибают поверхность земли и позволяют «заглянуть за горизонт». Главной целью станции раннего обнаружения, по мнению иностранных специалистов, является определение самого факта запуска ракеты. Столб пламени, возникающий при старте ракеты, довольно хорошо отражает длинные волны, и эхо-сигнал может быть зафиксирован приемником, а точные координаты цели определят уже другие станции, когда она приблизится к рубежу обороны. Система радиолокационных станций позволит, по-видимому, в будущем регистрировать запуск ракет в любой точке земного шара. Некоторые загоризонтные РЛС работают и на коротких волнах. В этом случае радиоволны не огибают поверхность земли, а отразившись от ионосферы, как зеркала, достигают точки поверхности, расположенной далеко за горизонтом. Иногда радиоволна совершает не; сколько таких «скачков» между поверхностью и ионосферой, так что ряд последовательных переотражений ионосфера — поверхность — ионосфера — поверхность и так далее заставляет сигнал совершить кругосветное путешествие. Тогда в приемнике радиолокатора появится сигнал, конечно, очень слабый, который может рассказать об отражающих свойствах целого ряда областей, расположенных по всему периметру земного шара.
Для более надежного поражения воздушного противника на антиракеты, так и на зенитные ракеты, иногда ставят небольшую автономную радиолокационную станцию. Тогда в непосредственной близости от цели ракета переходит на управление от собственного радиолокатора. Облучая цель и принимая отраженный сигнал, этот локатор с помощью небольшой логической системы управляет ракетой, направляя ее на маневрирующую цель. Иногда на ракете устанавливают лишь приемник радиолокационных сигналов. В этом случаев облучение цели (как говорят специалисты, «подсветка цели») производит наземная радиолокационная станция, а прием отраженных сигналов остается на долю устройства, установленного на ракете. Это упрощает схему оборудования, размещенного в стремительно летящей ракете, и повышает ее надежность. Как видите, взаимодействие между наземной станцией и ее младшим собратом в ракете может принимать самые разнообразные формы.