Эффективная дальность РЛС "Ирбис-Э"

Правда или вымысел, что РЛС "Ирбис-Э", которая устанавливается на истребителях, Су-35 может обнаруживать цели на дистанции 400 км?



Существует устойчивое мнение, что технические характеристики РЛС с ПФАР «Ирбис-Э» сильно завышены. Речь идёт о том, что она может обнаруживать цели размером 3 кв метра на дистанции 400 км. Если быть точным, то при обзоре в 300 квадратных градуса дальность обнаружения будет всего 200 км. При дальнем обнаружении на дистанции 400 км обзор будет всего 100 кв градусов. Таким образом, многие могут сказать, что при обзоре в 60 градусов влево-вправо дальность обнаружения будет всего несколько десятков км.

Поэтому многие считают характеристики РЛС «Ирбис-Э» сильно преувеличенными, хотя в действительности это не так.

Основной принцип работы РЛС с фазированной решеткой состоит в изменении направления радиолуча путём изменения фазы каждого передающего модуля при неподвижной антенне. Когда угол отклонения становится слишком большим, то эффективная апертура в этом направлении уменьшается и волна может или рассеяться, или ослабнуть, или же поменять направление. Поэтому для РЛС выбирают приемлемый диапазон обзора (т.е. площадь сканирования). Например, для РЛС истребителя Су-30МКИ «Барс» площадь сканирования составляет 45 градусов, у «Ирбис-Э» она может достигать максимально 70 градусов, но ограничивается 60 градусами. У большинства РЛС с фазированной решеткой площадь сканирования составляет 60 градусов. Обычно в этом угловом диапазоне на главном направлении интенсивность внешнего излучения составляет 80-90%. Так как дистанция обнаружения находится в прямой пропорциональности от корня в четвёртой степени от мощности излучения, то влияние её (мощности) на дистанцию обнаружения невелико. Поэтому обычно не делают акцент на зависимость дальности обнаружения от направления излучения. Другими словами, если прямо вперёд дальность обнаружения 400 км, то в ракурсе 60 градусов тоже примерно 400 км. Так как же при небольшом отклонении от основного направления излучения дальность может резко снизиться до 200 км?!

Так что же означают 100 кв градусов на 400 км и 300 кв градусов на 200 км?

Для радара необязательно постоянно работать в режиме дальнего обнаружения. Он может работать в обычном режиме, а для большей эффективности в некоторых направлениях включать режим дальнего обнаружения.
Таким образом, для РЛС «Ирбис-Э» обзор в 3600 кв градусов (вверх-вниз, влево-вправо 60 градусов), может состоять из обзора в 300 и 100 кв градусов. При сканировании используется одинаковый узкий волновой пучок (например, величиной 2х2 градуса). Разница заключается в том, что для сканирования пространства в 100 квадратных градусов должно пройти какое-то время и, даже, возможно, придётся использовать дополнительные вычислительные средства.

При сканировании на дальних дистанциях, получение данных происходит медленно, а для быстрого получения информации необходимо сканировать на ближней дистанции. В любом случае РЛС придётся ожидать возвращения сигнала. Например, на дистанциях свыше 300 км возвращения сигнала придётся ожидать 1 миллисекунд, а на дистанциях свыше 30 км всего 0,1 миллисекунды. Это зависит только от скорости света и никак не зависит от типа радара (с механическим сканированием, ПФАР, АФАР).

Конечно, если сканировать все пространство в дальнем режиме, то ближние цели также можно обнаружить, но для этого при одном сканировании придётся потратить слишком много времени. С другой стороны, при сканировании в ближнем режиме можно быстро просканировать большой диапазон, но не увидеть дальние цели…

В таком случае, если боевой самолёт не имеет предварительных данных о цели, тогда можно использовать дальний режим работы РЛС, чтобы за несколько секунд 1 раз просканировать все доступное пространство. После получения общей информации о воздушной обстановке вовсе необязательно так неэффективно использовать радар. Можно использовать разные режимы сканирования в разных направлениях. Таким образом, можно будет добиться быстрого получения информации и видеть на большой дистанции.

Возьмём в пример крайний случай. Если для сканирования в диапазоне 120*120 градусов используя волновой пучок широкий в 2 градуса, для РЛС с механическим сканированием потребуется 1 минута вне зависимости от дистанции, т.к. для него время нахождения сигнала в каждой точке сканирования составляет несколько миллисекунд. И нужно ждать пока сигнал не возвратится на приемник. И на дистанции в 400 км , и на ближних дистанциях сканирование не происходит быстро в следствии ограниченных возможностей механического сканирования.



Что касается РЛС «Ирбис-Э», то для создания каждого волнового пучка потребуется 0,4 миллисекунды, время возвращения волны с дистанции 400 км – 1,3 миллисекунды, всего по меньшей мере 1,7 миллисекунд. Для полного сканирования воздушного пространства потребуется 6,12 секунд.

А если использовать РЛС с АФАР, то время создания волнового пучка меньше, чем 0,4 миллисекунды, то есть, она приближается к нулевому значению. На возвращение радиоволны требуется 1,3 миллисекунды, а на сканирование всего воздушного пространства – 4,6 секунды. Оказывается, РЛС с АФАР ненамного лучше, чем с ПФАР?! Но, с другой стороны, если гибко использовать разные режимы сканирования, то будет видно преимущество в скорости обновления данных у радара с АФАР и его превосходство над радаром с ПФАР будет более очевидным.

Так почему же обычно выбирают обзор сканирования в 300 и 100 кв. градусов?

На самом деле традиционный радар работает примерно также. Т.е. механически сканирующий радар фактически не сканирует все поле зрения, а сканирует определённый диапазон в соответствии с эксплуатационной необходимостью, но этот диапазон не может превышать диапазон в +-60 градусов.

Например, в воздушном бою на вертикалях («собачьей свалке») этот диапазон сканирования влево-вправо будет равен 20 градусам, вверх-вниз +-60. А в дальнем воздушном бою – в несколько сотен квадратных градусов. Что же касается режима пуска ракет, то диапазон сканирования в этих условиях будет примерно 100 кв градусов.

Поэтому, вероятно, «Ирбис-Э» был создан на традиционных принципах работы радара, с необходимостью настройки каждого режима дальности сканирования, в соответствии со старым опытом эксплуатации. А радар с АФАР может быстро переключаться между различными режимами, поэтому похоже он может одновременно решать большое число задач.

Подводя итог следует сказать, что мнение о том, что обзор РЛС «Ирбис-Э» ограничивается только диапазоном в 100 кв градусов и что он практически бесполезен, совершенно необъективно.

Источник: Ян Чжи Вей, сайт «Северная Оборона», декабрь 2016г.

Перевод и подготовка к публикации: Дмитрий Нагорный, администратор группы VK "PLAAF - ВВС Народно-освободительной армии Китая"