มวลของเรดาร์ในอากาศคือ 1% ของมวลบินขึ้น แต่เป็นลักษณะของเรดาร์ที่กำหนดความสามารถของเครื่องบินรบสมัยใหม่ สถิติการใช้การต่อสู้ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมาให้ภาพที่ชัดเจน: การต่อสู้ทางอากาศทั้งหมดที่นักสู้รุ่นที่สี่เข้าร่วมนั้นเกิดขึ้นในระยะไกล (100% ของชัยชนะชนะโดยใช้อากาศสู่ระยะกลางและระยะไกล - ขีปนาวุธอากาศ)
เรดาร์เป็นองค์ประกอบหลักของระบบการมองเห็นและนำทางของเครื่องบิน สถานีมัลติฟังก์ชั่นที่ทันสมัยให้การค้นหา การตรวจจับ และการติดตามเป้าหมายทางอากาศและภาคพื้นดินอย่างมีประสิทธิภาพ ตั้งโปรแกรมอัตโนมัติของขีปนาวุธที่ปล่อยจากระยะไกล วัดระดับความสูง และอนุญาตให้ทำแผนที่ของภูมิประเทศ โมเดล "ขั้นสูง" ส่วนใหญ่ใช้เป็นเครื่องส่งสัญญาณในระบบแลกเปลี่ยนข้อมูลความเร็วสูง ทำหน้าที่ของสงครามอิเล็กทรอนิกส์และระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์ - ขึ้นอยู่กับการนำหลักการของอาวุธ "บีม" ไปใช้!
หัวใจของเรดาร์ในอากาศสมัยใหม่คือเทคโนโลยีที่จำเป็นสามประการ:
เรดาร์แบบ Phased Array (PAR) การใช้กลุ่มของตัวส่งสัญญาณเสาอากาศ (แทนที่จะเป็น "จานเดียว") ทำให้สามารถรับรู้ถึงข้อดีทั้งหมดได้ ประเด็นหลักคือการสแกนอย่างรวดเร็วของพื้นที่ที่เลือกของพื้นที่ (ภายใน 1 มิลลิวินาที) การควบคุมลำแสงอิเล็กทรอนิกส์ช่วยขจัดไดรฟ์และกิมบอลที่ยุ่งยากซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมเสาอากาศแบบธรรมดาด้วยกลไก ประสิทธิภาพ. ความน่าเชื่อถือ มัลติฟังก์ชั่น ความไวที่ดีขึ้นและภูมิคุ้มกันเสียง
MiG-31 สร้างความประหลาดใจให้กับผู้ชมด้วยเรดาร์ Zaslon ขนาดใหญ่ (การแสดงทางอากาศ LeBourget-91)
เทคโนโลยีการสังเคราะห์รูรับแสง รูรับแสง (ขนาดเชิงเส้นของเสาอากาศ) กำหนดบีมไวด์ (บีมไวด์) เพื่อให้ได้ความละเอียดแอซิมัทสูง ต้องใช้เสาอากาศที่มีรูรับแสงกว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ขนาดที่จำกัดของเสาอากาศเรดาร์ของเครื่องบินรบต้องไม่เกิน 1.5 เมตร
รูรับแสงสังเคราะห์ (เทียม) เป็นเทคนิคที่อิงจากการรับสัญญาณตามลำดับในตำแหน่งต่างๆ ของเสาอากาศจริงในอวกาศ ในช่วงเวลาเสี้ยววินาทีนั้น ในขณะที่คลื่นเรดาร์ยังคงอยู่ เครื่องบินสามารถบินได้ 10 เมตร เป็นผลให้เกิดภาพลวงตาของเสาอากาศขนาดใหญ่ที่มีรูรับแสง 10 เมตร!
การกำเนิดของเรดาร์รูรับแสงสังเคราะห์ทำให้สามารถสำรวจและทำแผนที่พื้นผิวโลกด้วยความละเอียดที่เทียบได้กับคุณภาพของภาพถ่ายทางอากาศ เครื่องบินทิ้งระเบิดสมัยใหม่ได้รับความสามารถเฉพาะตัวสำหรับเป้าหมายภาคพื้นดินที่โดดเด่น - ในทุกสภาพอากาศและทุกช่วงเวลาของวัน จากระยะไกล โดยไม่ต้องเข้าสู่เขตปฏิบัติการของการป้องกันภัยทางอากาศของศัตรู
เรดาร์พร้อมอาร์เรย์เสาอากาศแบบแอกทีฟเฟส (AFAR)
เรดาร์ N010 "Zhuk-A" สำหรับเครื่องบินขับไล่ MiG-35
อาร์เรย์ของโมดูลรับส่ง (TPM) แต่ละตัวที่ไม่ต้องการอีซีแอลกำลังสูงเพียงตัวเดียว ข้อดีของเทคโนโลยีนั้นชัดเจน:
- โมดูลเสาอากาศสามารถทำงานได้พร้อมกันที่ความถี่ต่างกัน
- น้ำหนักและขนาดที่เล็กกว่า: เนื่องจากเสาอากาศมีขนาดเล็กลง การไม่มีหลอดไฟกำลังสูงและระบบระบายความร้อนที่เกี่ยวข้องและหน่วยจ่ายไฟแรงสูง
สังเกตว่าจมูกของ F-35 นั้นเล็กเพียงใดเมื่อเปรียบเทียบกับ "เครื่องอบผ้า" และ MiG ของเรา
- ความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น: ความล้มเหลว / ความเสียหายขององค์ประกอบหนึ่งจะไม่นำไปสู่การสูญเสียประสิทธิภาพของเรดาร์ทั้งหมด (อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของระบบทำความเย็นที่ซับซ้อนสำหรับโมดูล AFAR หลายพันโมดูล ส่วนใหญ่จะปฏิเสธข้อดีนี้)
- ความไวและความละเอียดสูงความสามารถในการปรับขนาดและทำงานในโหมด "แว่นขยาย" (เหมาะสำหรับงาน "บนพื้นดิน");
- เนื่องจากมีเครื่องส่งสัญญาณจำนวนมาก AFAR มีช่วงมุมที่กว้างขึ้นซึ่งลำแสงสามารถเบี่ยงเบนได้ - ข้อจำกัดหลายประการเกี่ยวกับรูปทรงของอาร์เรย์ที่มีอยู่ในไฟหน้าจะถูกลบออก
- ความสามารถในการส่งสูงของ AFAR ทำให้สามารถรวมเข้ากับระบบการสื่อสารและการแลกเปลี่ยนข้อมูลได้:
ในปี 2550 การทดสอบโดย Northrop Grumman, Lockheed Martin และ L-3 Communications อนุญาตให้ AFAR ของ Raptor ทำงานเป็นฮอตสปอต Wi-Fi โดยส่งข้อมูลที่ 548 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งเร็วกว่าลิงก์ 16 ลิงก์มาตรฐานของ NATO 500 เท่า …
Dassault Rafale
ปัจจุบัน เครื่องบินรบหลายบทบาทต่อเนื่องเจ็ดลำสามารถใช้ประโยชน์จากข้อดีทั้งหมดของเทคโนโลยี AFAR: เครื่องบินรบรุ่นที่สี่ที่ทันสมัยห้าเครื่องและเครื่องจักรสองเครื่องของรุ่น "5"
ในหมู่พวกเขา: ฝรั่งเศส "Rafale" (เรดาร์ RBE-2AA) ส่งออก F-16E / F "Desert Falcon" ของกองทัพอากาศสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ (เครื่องบินรบเหล่านี้ติดตั้งเรดาร์ AN / APG-80) เครื่องบินทิ้งระเบิดส่งออก F-15SG ทหาร -กองทัพอากาศสิงคโปร์ (ติดตั้ง AN / APG-63 (V) 3) ในขณะที่ "Strike Needles" ของอเมริกากำลังได้รับการอัพเกรดด้วยการติดตั้งเรดาร์ AN / APG-82 (V) 2 นอกจากนี้เรดาร์ที่มี AFAR AN / APG-79 ยังได้รับการปรับปรุงดาดฟ้า F / A-18E / F "Super Hornet"
โมเดลเรดาร์ทั้งหมดที่กล่าวถึงข้างต้นสำหรับเครื่องบินรบรุ่น 4+ แสดงถึงขั้นตอนวิวัฒนาการของเรดาร์ทั่วไป ตัวอย่างเช่น APG-63 (V) 3 และ APG-82 (V) 2 เป็นการแสดงด้นสดโดยอิงจากเรดาร์ APG-63 แบบเก่าของเครื่องบินขับไล่ F-15 ดังนั้น แม้จะมีเสาอากาศใหม่และโปรเซสเซอร์ที่อัปเดตแล้ว แต่ผลลัพธ์ที่ได้ก็ไม่น่าประทับใจนัก
APG-79 แสดงประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจาก APG-73 ผลการทดสอบภาคปฏิบัติไม่ได้เปิดเผยข้อดีใดๆ ที่เห็นได้ชัดเจนของเครื่องบินรบ F / A-18E / F ที่ติดตั้งเรดาร์ AFAR เหนือยานพาหนะที่มีเรดาร์ทั่วไป
จาก Director of Test & Evaluation (DOT & E) 2556.
แม้ว่าราคาของเรดาร์ใหม่จะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดก็ตาม แม้แต่ในยุคดิจิทัล เมื่อต้นทุนการผลิตแต่ละโมดูล AFAR ลดลงเหลือหลายพันดอลลาร์ ต้นทุนสุดท้ายของโครงข่าย MRP หลายพันชิ้นก็ยังหลายล้าน แน่นอน ราคาไม่ใช่ข้อโต้แย้งสำหรับสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ซึ่งชาวอาหรับต้องการติดตั้งเครื่องบินรบ F-16 ของพวกเขาด้วยเรดาร์ที่เจ๋งที่สุด
F-16 พร้อมเรดาร์ AN / APG-68
F-16 Block 60 พร้อมเรดาร์พร้อม AFAR
ในขณะที่ "วิชาเอก" กำลังสนุกกับ "ของเล่น" ของพวกเขา งานจริงอยู่ในศูนย์วิทยาศาสตร์ที่จริงจัง
ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการพัฒนาเรดาร์พร้อมระบบแอกทีฟแบบค่อยเป็นค่อยไปนั้นทำได้โดยทีมงานที่ทำงานเกี่ยวกับระบบการบินสำหรับเครื่องบินขับไล่ F-22 และ F-35 สำหรับเครื่องจักรเหล่านี้ เรดาร์รุ่นใหม่ได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งกำลังประมวลผลสูงทำให้สามารถรับรู้ถึงศักยภาพของเทคโนโลยี AFAR ได้อย่างเต็มที่
F-22 และเรดาร์ AN / APG-77
เรดาร์ของเครื่องบินรบ Raptor มีความสามารถที่เรดาร์อื่น ๆ ในอากาศไม่สามารถทำได้อย่างไร
ได้อย่างรวดเร็วก่อนไม่มีอะไรพิเศษ ตามหนังสืออ้างอิงทางทหาร "เจน" เรดาร์ "Raptor" มีระยะการตรวจจับการทำงาน 193 กม. ซึ่งให้ความน่าจะเป็น 86% ของการตรวจจับเป้าหมายด้วย RCS = 1 ตร.ม. ม. เมื่อผ่านลำแสงเสาอากาศครั้งเดียว สำหรับการเปรียบเทียบ: เรดาร์ในประเทศ N035 "Irbis" ตามที่นักพัฒนาเห็นเป้าหมายทางอากาศที่ระยะ 300-400 กม. (EPR = 3 ตร.ม.) โดยทั่วไปแล้ว ค่าเหล่านี้ไม่ควรนำมาพิจารณาอย่างจริงจัง - ในสภาพการต่อสู้ ภายใต้อิทธิพลของการรบกวนต่างๆ และข้อจำกัดของสถานการณ์ ระยะการตรวจจับจริงจะลดลงอย่างมาก ในแง่ของความสามารถด้านพลังงาน APAR มีข้อดีทั้งหมดที่มีการกระจายพลังงานมากกว่าและมีประสิทธิภาพต่ำกว่า PFAR
ตามทฤษฎีแล้ว นี่อาจทำให้โอกาสของ Raptor และ Su-35 เท่ากันแต่ก็ควรค่าแก่การจดจำว่าระยะการตรวจจับร่วมกันในการสู้รบทางอากาศนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับความสามารถด้านพลังงานของเรดาร์ในอากาศและ EPR ของเป้าหมายทางอากาศเท่านั้น
เรดาร์ของ Raptor มีโหมด LPI พิเศษ (มีโอกาสเกิดการสกัดกั้นต่ำ) ซึ่งมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับเครื่องบินล่องหน แตกต่างจากเรดาร์ทั่วไป Raptor ปล่อยคลื่นพลังงานต่ำในช่วงความถี่กว้าง สิ่งนี้เป็นการลบล้างประสิทธิภาพของสงครามอิเล็กทรอนิกส์และระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์ของศัตรู - ศัตรูไม่รู้ด้วยซ้ำว่า F-22 อยู่ใกล้และได้เริ่มโจมตีแล้ว คนเดียวที่สามารถเข้าใจกระแสสัญญาณแบบสุ่มที่ความถี่ต่างกันคือตัวประมวลผลของเรดาร์ AN / APG-77 ซึ่งค่อยๆ รวบรวมข้อมูลและตามทฤษฎีความน่าจะเป็นจะพบตำแหน่งที่แท้จริงของเป้าหมาย
ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดอันดับสองของเรดาร์ Raptor คือความสามารถในการทำงานพร้อมกันในโหมดอากาศสู่อากาศและอากาศสู่พื้นผิว เป็นการยากที่จะประเมินค่าสูงไปความสำคัญของช่วงเวลานี้สำหรับนักบินเครื่องบินทิ้งระเบิดที่ค้นหาในแนวพับของการบรรเทาทุกข์ของคอลัมน์รถถังศัตรูในที่ที่มีภัยคุกคามจากเครื่องบินข้าศึก
จากข้อมูลที่แพร่หลาย AN / APG-77 พร้อมรูรับแสงสังเคราะห์สามารถตรวจจับเป้าหมายด้วย RCS 30 ตารางเมตร ม. (ถัง) ที่ระยะทาง 50 กม. และสะพานหรือเรือขนาดใหญ่ (1,000 ตร.ม.) ที่ระยะทางสูงสุด 400 กม.! อย่างไรก็ตาม อย่าลืมว่า ความละเอียดของเรดาร์ไม่สามารถทำได้ในมุมมองทั้งหมด แต่อยู่ในรูปแบบของลำแสง "ไฟฉาย" ที่แคบเท่านั้น นอกจากนี้ การทำแผนที่ความละเอียดสูงยังกำหนดข้อจำกัดบางประการเกี่ยวกับโปรไฟล์การบิน และเป็นไปได้เฉพาะในกรณีที่ไม่มีฝ่ายค้านอย่างแข็งขันจากเครื่องบินข้าศึกและการป้องกันทางอากาศ
นอกเหนือจากฟังก์ชั่นการตรวจจับแล้ว AFAR ตามทฤษฎีแล้วยังสามารถกลายเป็นอาวุธที่น่าเกรงขามได้ ด้วยการโฟกัสรังสีในรูปของ "รังสีมรณะ" ที่แคบเรดาร์ดังกล่าวสามารถ "เผา" อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของขีปนาวุธศัตรูที่เข้ามา อะไรคือประสิทธิภาพที่แท้จริงของเรดาร์ Raptor ในฐานะอาวุธแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคำถามที่ยาก อย่างไรก็ตาม หัวข้อดังกล่าวได้ก้าวข้ามขอบเขตของห้องปฏิบัติการลับไปแล้ว และขณะนี้ได้มีการหารือกันอย่างแข็งขันในแวดวงผู้เชี่ยวชาญด้านการบิน
ยังคงต้องเพิ่มว่านอกเหนือจากคุณสมบัติ sci-fi แล้ว AN / APG-77 ยังมีข้อดีตามปกติของเทคโนโลยี AFAR: ความกะทัดรัดและความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น การใช้เรดาร์กับ AFAR อย่างผิดปกติพอมีผลดีต่อการลด EPR ของ Raptor เอง (เนื่องจากไม่มีกลไกขับเคลื่อนและพื้นผิวกระจกใต้กรวยจมูก + การลดขนาดของจมูก) เริ่มต้นด้วยรุ่น Block 32 APG-77 สามารถยิงการติดขัดทางอิเล็กทรอนิกส์แบบมีทิศทาง ซึ่งรวมถึงเป้าหมายหลายตัวพร้อมกัน สุดท้าย อย่าลืมเกี่ยวกับศักยภาพในการรวมเรดาร์เข้ากับเครือข่ายข้อมูลความเร็วสูง
ข้อสรุปนั้นชัดเจน: ด้วยข้อจำกัดและข้อเสียทั้งหมด (ส่วนหลักคือต้นทุน!) ระบบ AN / APG-77 แสดงถึงความก้าวหน้าที่แท้จริงในด้านเรดาร์ ศักยภาพมีสูงมาก แม้กระทั่งสองทศวรรษต่อมา เรดาร์ยังคงสร้างเซอร์ไพรส์และเปิดโอกาสใหม่ๆ
ทีมวิจัยประสบความสำเร็จมากยิ่งขึ้นซึ่งสร้างเรดาร์สำหรับเครื่องบินขับไล่พหุบทบาท F-35 ชุมชนวิทยาศาสตร์เชื่อมั่นว่านักพัฒนาระบบซึ่งได้รับตำแหน่ง AN / APG-81 สามารถสมัครรับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ได้อย่างจริงจัง และอาจได้รับรางวัลเมื่อการพัฒนาถูกจัดประเภทเป็นหมวดหมู่
เมื่อเปรียบเทียบกับเรดาร์ Raptor อันทรงพลัง APG-81 ปาฏิหาริย์ทางอิเล็กทรอนิกส์มีขนาดที่พอเหมาะและมีความสามารถด้านพลังงานต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม มันให้ข้อมูลเกือบมากมายแก่นักบิน มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับอัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์เฉพาะสำหรับการประมวลผลสัญญาณ: ตัวอย่างเช่น การดึงข้อมูลที่เป็นประโยชน์จากสัญญาณรบกวนที่สะท้อนจาก "กลีบข้าง" ของ AFAR
แต่ความสามารถหลักของเรดาร์ F-35 นั้นถูกเปิดเผยเมื่อทำงานกับเป้าหมายภาคพื้นดิน: ผู้สร้าง APG-81 สามารถบรรลุทุ่นระเบิดด้วยภาพที่เข้าใจยาก ความละเอียดของภูมิประเทศภายใน 30 x 30 เซนติเมตรสิ่งนี้ทำให้แท้จริงแล้วเมื่อมองจากความสูงของสตราโตสเฟียร์สามารถแยกแยะรถถังจากยานต่อสู้ของทหารราบได้!
หากก่อนหน้านี้มีเพียงเครื่องหมายบนหน้าจอ ในปัจจุบันความสามารถของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของเรดาร์ทำให้สามารถสร้างประเภทของเป้าหมายขึ้นใหม่ได้
สิ่งที่รอเราอยู่ในอนาคตอันใกล้นี้คืออะไร? แนวโน้มการพัฒนาที่สำคัญเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วในปัจจุบัน - การสร้างเครื่องมือทางคณิตศาสตร์สำหรับแบบจำลองเรดาร์สามมิติ