Военно-техническая подготовка. Устройство РЛС РТВ ВВС. Радиолокационная станция П-18Р. Ч. 1
В подписке
Основная коллекция
Тематика:
Радиолокация
Издательство:
Сибирский федеральный университет
Год издания: 2012
Кол-во страниц: 268
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-7638-2719-4
ISBN-онлайн: 978-5-16-112411-6
Артикул: 620849.01.99
В учебнике изложены общие сведения о РЛС П-18Р, ее устройстве, принципах работы отдельных систем и блоков. Особое внимание уделено описанию физического смысла процессов, происходящих при работе сис- тем РЛС. Работа отдельных систем и устройств рассмотрена в объеме структурных и функциональных схем, а в необходимых случаях дополнена и элементами принципиальных схем. Учебник предназначен для студентов, обучающихся по программам под- готовки офицеров запаса на военных кафедрах по военно-учетной специаль- ности «Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов противовоз- душной обороны Военно-воздушных сил», а также курсантов учебных военных центров. Может быть использован инженерно-техническим соста- вом, обслуживающим РЛС П-18Р.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 56.04.04: Управление техническим обеспечением войск (сил)
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА УСТРОЙСТВО РЛС РТВ ВВС РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ П-18Р Допущено Министерством обороны Российской Федерации в качестве учебника для студентов, обучающихся по программам подготовки офицеров запаса на военных кафедрах по военно-учетной специальности «Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов противовоздушной обороны Военно-воздушных сил», а также курсантов учебных военных центров Под общей редакцией доктора технических наук полковника Е.Н. Гарина В двух частях Часть 1 Красноярск СФУ 2012
УДК 621.396.96(07) ББК 68.8я73 В634 Авторы: Е.Н. Гарин, Д.Д. Дмитриев, В.Н. Тяпкин, Ю.Л. Фатеев, В.М. Владимиров, В.Ю. Градусов, А.Н. Фомин, Б.К. Саргин, Н.Е. Анпилогов, А.Д. Сосновский, В.А. Абалмасов, В.А. Леусенко В634 Военно-техническая подготовка. Устройство РЛС РТВ ВВС. Радиолокационная станция П-18Р : учеб. : в 2 ч. Ч. 1 / Е.Н. Гарин, Д.Д. Дмитриев, В.Н. Тяпкин [и др.] ; ред. Е.Н. Гарин. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2012. – 268 с. ISBN 978-5-7638-2719-4 (Ч. 1) ISBN 978-5-7638-2721-7 В учебнике изложены общие сведения о РЛС П-18Р, ее устройстве, принципах работы отдельных систем и блоков. Особое внимание уделено описанию физического смысла процессов, происходящих при работе систем РЛС. Работа отдельных систем и устройств рассмотрена в объеме структурных и функциональных схем, а в необходимых случаях дополнена и элементами принципиальных схем. Учебник предназначен для студентов, обучающихся по программам подготовки офицеров запаса на военных кафедрах по военно-учетной специальности «Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов противовоздушной обороны Военно-воздушных сил», а также курсантов учебных военных центров. Может быть использован инженерно-техническим составом, обслуживающим РЛС П-18Р. УДК 621.396.96(07) ББК 68.8я73 ISBN 978-5-7638-2719-4 (Ч. 1) ISBN 978-5-7638-2721-7 © Сибирский федеральный университет, 2012
ПРЕДИСЛОВИЕ Воздушно-космическое пространство в современных условиях превратилось в сферу вооруженного противоборства. С этой целью ведущие государства непрерывно совершенствуют средства воздушно-космического нападения. Успешное решение задач обороны от воздушно-космического нападения, защиты объектов страны, населения, войск и сил флота от ударов с воздуха невозможно без постоянно действующей эффективной разведки воздушного противника. Выполнение задач разведки возложено в основном на радиотехнические войска (РТВ) Военно-воздушных сил (ВВС). Радиотехнические войска выполняют ответственные задачи по ведению радиолокационной разведки средств воздушного нападения противника и выдачи радиолокационной информации, необходимой для решения задач управления войсками и радиолокационного обеспечения боевых действий зенитных ракетных войск (ЗРВ) и авиации. Для выполнения этих задач РТВ оснащаются средствами радиолокации, позволяющими в любое время года и суток, независимо от метеорологических условий и помех, решать задачи радиолокационного наблюдения средств воздушного нападения (СВН) противника. Для эффективного использования радиолокационных станций (РЛС) необходимо, чтобы инженерный состав РТВ имел высокий уровень как оперативно-тактической, так и специальной технической подготовки. Поэтому инженерному составу РТВ требуются глубокие технические знания конкретного образца РЛС, соответствующие умения и навыки с целью его эффективного боевого применения, грамотной технической эксплуатации и ремонта. Раздел «Устройство РЛС РТВ ВВС» дисциплины «Военно-техни- ческая подготовка» в системе подготовки офицеров запаса по военноучетной специальности «Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов ПВО ВВС» занимает одно из ведущих мест в учебной программе. Данная дисциплина является профилирующей и обеспечивает формирование у выпускника необходимого объема знаний и умений выполнять функциональные обязанности по должности предназначения. Настоящий учебник разработан на основе учебной программы подготовки офицеров запаса на военной кафедре Института военного обучения по военно-учетной специальности «Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов ПВО ВВС», вошедшей в сборник учебных 3
Предисловие программ военно-профессиональных учебных дисциплин ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», утвержденный Главнокомандующим ВВС 22.01.2009 г. В результате изучения дисциплины обучающиеся должны: Иметь представление: • о принципах и методах радиолокации; • о структуре и организации функционирования автоматизированных систем управления группировки ВВС, перспективах их развития; • об основных типах и направлениях совершенствования радиотехнических систем; • о тенденциях развития теории и техники радиотехнических систем РТВ, расширения их функциональных возможностей и повышения эффективности применения; • об основных положениях теории надёжности. Знать: • методы обзора пространства и измерения координат воздушных объектов; • назначение РЛС, технические характеристики и их влияние на тактические параметры; • основы теории построения и техническую реализацию антеннофидерных систем; • основы теории построения и техническую реализацию переда- ющих устройств; • основы теории построения и техническую реализацию приёмных устройств, алгоритмы обработки радиолокационной информации, реализованные в существующих и перспективных радиотехнических средствах; • принципы, методы и устройства селекции радиолокационных сигналов на фоне внешних помех; • методику организации технического обслуживания и ремонта; • физический смысл регулировок и проверок функционирования трактов и систем изучаемых образцов РЛС; • требования руководящих документов, регламентирующих организацию эксплуатации и боевого применения РЛС; • размещение и конструктивное исполнение элементов РЛС; • принципы построения и работу наземного радиолокационного запросчика (НРЗ) РЛС; • алгоритм инженерной методики поиска неисправностей в аппаратуре РЛС; • порядок оценки готовности РЛС к боевому применению; • требования безопасности при работе на РЛС; • возможности по сопряжению РЛС с комплексами средств автоматизации (КСА). 4
Предисловие Уметь: • включать РЛС и готовить аппаратуру к боевому применению; • выявлять типовые неисправности, возникающие в процессе эксплуатации РЛС, устранять их с использованием имеющихся запасных частей, инструментов, принадлежностей (ЗИП) и штатной контрольноизмерительной аппаратуры; • проводить ежедневное техническое обслуживание и оценивать готовность РЛС к боевому применению; • эксплуатировать системы энергоснабжения РЛС; • обеспечивать выполнение требований безопасности в процессе эксплуатации РЛС; • проводить занятия с личным составом по технической подготовке; • вести эксплуатационную документацию. В первой главе учебника приведена сравнительная характеристика метрового и дециметрового диапазона волн, рассмотрены назначение, состав РЛС и боевые возможности: форма и размеры зоны обнаружения (ЗО); информационная способность и качество радиолокационной информации (РЛИ); помехозащищенность, мобильность, живучесть и эксплуатационная надежность. Даны технические характеристики РЛС П-18Р, перечислены системы и устройства РЛС по структурной схеме, последовательно, кратко изложена их работа, начиная с антенно-фидерной системы и далее по основным трактам РЛС. Обращено особое внимание на принцип формирования диаграммы направленности антенны (ДНА) РЛС в метровом диапазоне волн. Объяснена физическая сторона лепесткового характера результирующей диаграммы направленности, сформированной при участии подстилающей поверхности. Во второй главе подробно изложена работа в целом тракта генерирования и излучения зондирующего сигнала РЛС, при этом обращено внимание на вопрос стабилизации частоты генерируемых колебаний. Приведены основные характеристики антенно-фидерной системы (АФС), так как её параметры оказывают существенное влияние на тактико-технические характеристики (ТТХ) РЛС. Для получения требуемой ширины ДНА в горизонтальной плоскости с минимально возможным уровнем боковых лепестков подробно описано распределение мощности между волновыми каналами и их синфазное питание. В третьей главе исследованы вопросы работы тракта приема и выделения сигналов на фоне помех. Даны технические параметры приемного устройства и показано их влияние на боевые возможности РЛС. Основное внимание при изложении вопросов системы защиты от пассивных и несинхронных импульсных помех обращено на объяснение физической стороны процесса обработки сигналов на фоне помех. 5
Предисловие В четвертой главе рассмотрены принципы работы системы отображения информации. В начале главы даны общие сведения об индикаторных устройствах РЛС, классификация индикаторных устройств по разным основаниям деления, затем изложены назначение, состав и особенности работы индикатора кругового обзора (ИКО) по функциональной схеме. В пятой главе представлена работа структурной схемы системы вращения, качания антенны и синхронно-следящего привода (ССП) в различных режимах. Шестая глава посвящена описанию работы системы управления, защиты и контроля, хронизирующего устройства и аппаратуры специальных режимов работы. В седьмой главе изложены общие сведения о работе системы сопряжения РЛС П-18Р при сопряжении с КСА, РЛС, НРЗ и подвижными радиовысотомерами (ПРВ). В восьмой главе содержатся общие сведения о системе энергоснабжения, вторичных и первичных источников электропитания РЛС. Каждая глава снабжена вопросами для самоконтроля с целью повторения и закрепления учебного материала обучающимися. В конце учебника приведены перечень сокращений, библиографический список и два приложения. В первом приложении дан поблочно состав аппаратуры РЛС. Во втором приложении кратко рассмотрены варианты и направления модернизации РЛС П-18Р. Изложение учебного материала соответствует учебной программе дисциплины «Военно-техническая подготовка», при этом предполагается, что обучаемые имеют необходимый объем знаний по основным разделам математики, физики, теории электрорадиоцепей, электронных приборов и прослушали курс раздела «Основы построения РЛС». В основу учебника положен учебный материал, апробированный на протяжении ряда лет авторами при проведении занятий по дисциплине «Военно-техническая подготовка» студентам, обучающимся на военной кафедре Института военного обучения СФУ. Актуальность данного учебника обусловлена требованиями к высокому качеству подготовки офицеров запаса, необходимостью проводить обучение на высоком теоретическом и методологическом уровне, а также отсутствием учебной литературы по данной теме. Настоящий учебник является первым изданием после практически тридцатилетнего перерыва. Учебник предназначен для студентов военной кафедры, обучающихся по военно-учетной специальности «Эксплуатация и ремонт радиолокационных комплексов ПВО ВВС». 6
1.1. Сравнительная характеристика РЛС метрового и сантиметрового диапазона волн Г л а в а 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ П-18Р РЛС П-18Р (изделие 1РЛ131Р) является следующим логическим этапом в развитии целой серии РЛС метрового диапазона. В 1946 г. по заданию Правительства Нижегородский радиозавод имени В.И. Ленина приступил к разработке подвижной РЛС метрового диапазона. Эта РЛС размещалась в двух фургонах на автомобильном шасси и обозначалась П-3А. Серийный выпуск РЛС П-3А был начат в 1948 г. Следующей разработкой в 1950 г. стала РЛС П-8 «Волга», у которой были значительно улучшены многие технические параметры и впервые применен круговой обзор воздушного пространства. В 1953 г. появилась РЛС П-10 «Волга-А», в которой была реализована система перестройки частоты. В 1957 г. был начат выпуск РЛС серии П-12 «Енисей» с когерентно-импульсной аппаратурой (КИА) селекции движущихся целей (СДЦ). Всего было произведено множество модификаций РЛС П-12, основными из которых были П-12НА с аппаратурой, размещенной на двух автомобилях, и П-12НП с размещением аппаратуры в прицепах. На базе РЛС П-12НА, как наиболее совершенной из серии РЛС метрового диапазона волн, в 1967 г. началась разработка РЛС П-18 «Терек». В РЛС П-18, в отличие от П-12НА, в 1,5 раза увеличены дальность и высота обнаружения воздушных объектов (ВО), повышена точность определения их координат. Также в РЛС реализовано полуавтоматическое целеуказание, использована новая элементная база, значительно увеличена надежность. РЛС П-18Р – это мобильная РЛС обнаружения, целеуказания и опознавания. Может работать автономно или в сопряжении с другими РЛС, ПРВ, КСА. 1.1. Сравнительная характеристика РЛС метрового и сантиметрового диапазона волн Радиолокационные средства метрового диапазона волн в РТВ ВВС используются главным образом для ведения радиолокационной разведки воздушных объектов в мирное время. Кроме того, они могут применяться 7
Глава 1. Общие сведения о радиолокационной станции П-18Р для обнаружения и сопровождения низкоорбитальных искусственных спутников Земли, определения координат ядерных взрывов, а также решения задач наведения истребителей на цели противника и целеуказания зенитным ракетным комплексам (ЗРК). РЛС дальнего обнаружения и предупреждения предназначены для своевременного обнаружения полета воздушного противника с целью приведения войск в повышенные степени боевой готовности, раскрытия замысла налета и определения направления главного удара. Эти РЛС строятся в метровом диапазоне волн, по принципам построения и составу аппаратуры более просты, более дешевы и надежны, чем РЛС и радиолокационные комплексы (РЛК) обнаружения, наведения и целеуказания. На них могут возлагаться задачи целеуказания ЗРК; истребительной авиации (ИА) дальнего действия с высокими поисковыми возможностями и наведения, бортовые радиолокационные прицелы которых имеют большую дальность обнаружения и захвата цели, что позволяет снизить требования к точности РЛИ, используемой для наведения. Поскольку РЛС дальнего обнаружения и предупреждения измеряют только плоскостные координаты, для решения задач целеуказания и наведения им придаются 1–2 ПРВ с большой дальностью обнаружения. Метровый диапазон волн, используемый в РЛС дальнего обнаружения и предупреждения, обладает рядом достоинств, способствующих успешному решению задач РЛС данного класса: 1. В РЛС метрового диапазона волн, при прочих равных условиях, могут быть обеспечены повышенные дальность и потолок обнаружения ВО (особенно малоразмерных) по следующим причинам: а) в метровом диапазоне волн больше, чем в сантиметровом и дециметровом, эффективные площади рассеивания (ЭПР) аэродинамических целей. В табл. 1.1 представлены средние значения ЭПР различных типов воздушных целей и диапазонов волн (с передней полусферы – нос +45°). Как видно из табл. 1.1, ЭПР малоразмерных целей в метровом диапазоне волн на 1–2 порядка больше, чем в сантиметровом. Причиной этого является наличие у воздушных целей элементов конструкций, соизмеримых с длиной волны РЛС метрового диапазона, в результате чего при облучении имеют место резонансные явления, увеличивающие интенсивность отраженной волны [1, рис. 1.1]*; б) формирование ДНА происходит с участием земной поверхности. Явления интерференции электромагнитного поля в отдельных угломестных направлениях приводят к возрастанию мощности сигнала и соответственно увеличению дальности обнаружения ВО. При этом на других на *Все рисунки приведены в отдельном альбоме схем, являющимся составной частью данного учебника. 8
1.1. Сравнительная характеристика РЛС метрового и сантиметрового диапазона волн правлениях дальность обнаружения будет снижена за счет формирования провалов ДНА; в) меньше потери на поглощение и рассеяние электромагнитной энергии в атмосфере при её распространении; г) коэффициент шума приемников обычно несколько меньше, чем в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Таблица 1.1 Зависимость значений ЭПР различных типов ВО от диапазона волн Тип воздушной цели Значение ЭПР, м2 Сантиметровый диапазон Дециметровый диапазон Метровый диапазон СРЭМ 0,01 0,02 0,02 0,7 0,7 2,5 АЛКМ 0,1 0,4 0,1 1,8 1,0 4,8 B-1А 10 12 15 20 20 25 B-111 8 11 7 11 8,5 15 B-52 10 12 15 20 20 25 Хаунд Дог 1 1,3 1 1,3 1 2,5 F-15 1 2 2 2,5 3 6 2. В метровом диапазоне более устойчива проводка обнаруженных ВО: вероятность обнаружения ВО в границах зоны видимости менее зависит от дальности, чем в сантиметровом диапазоне [1, рис. 1.1]. Это объясняется меньшей изрезанностью диаграммы вторичного излучения ВО сложной геометрической формы. 3. В этом диапазоне волн практически не наблюдаются отражения от гидрометеообразований, так как они представляют собой тела шарообразной формы. ЭПР таких тел, имеющих диаметр d, прямо пропорциональна отношению d6/λ4, где λ – длина волны облучающих колебаний. Поэтому ЭПР капель и их совокупности в метровом диапазоне ничтожно мала. 4. РЛС метрового диапазона более помехоустойчивы к воздействию пассивных помех, чем РЛС сантиметрового диапазона. Это объясняется тем, что в метровом диапазоне: а) меньше ширина спектра флуктуаций помех ∆F = 2∆VР/λ, где ∆VР – разброс радиальных скоростей отражателей в импульсном объеме РЛС; б) больше интервал между соседними значениями «слепых» скоростей в диапазоне возможных скоростей целей 0–Vмакс, определяемый как ∆VР сл = λ/2TП, где ТП – период повторения РЛС. Количество «слепых» скоростей 2 ; λ V V T N V = = Δ макс макс П сл Р сл в) выше абсолютная стабильность частоты передающего устройства. 9
Глава 1. Общие сведения о радиолокационной станции П-18Р Таким образом, из-за указанных преимуществ метровый диапазон волн широко используется в РЛС дежурного режима, для которых наиболее существенный недостаток метрового диапазона волн, связанный с практической невозможностью получения высоких точностей и разрешающих способностей по угловым координатам, имеет меньшее значение вследствие пониженных требований к этим характеристикам. Требования к точностным характеристикам и разрешающим способностям РЛС дежурного режима определяются тем, что информация, выдаваемая ими, используется, как правило, для решения задач управления на этапе приведения войск в повышенные степени боевой готовности. 1.2. Назначение, состав и размещение на позиции радиолокационной станции П-18Р 1.2.1. Назначение радиолокационной станции П-18Р РЛС П-18Р предназначена для обнаружения ВО, определения их координат (азимута и дальности), государственной принадлежности и выдачи РЛИ на автоматизированные и неавтоматизированные командные пункты (КП) или пункты управления (ПУ) радиотехнических подразделений, обеспечения РЛИ систем управления авиации, ЗРВ и войск радиоэлектронной борьбы (РЭБ). РЛС обеспечивает: • обнаружение ВО; • измерение двух координат ВО (азимута и дальности); • определение государственной принадлежности ВО; • выдачу РЛИ на автоматизированные и неавтоматизированные КП (ПУ) РТВ. РЛС является подвижным радиотехническим средством дежурного режима средних и больших высот, метрового диапазона волн. РЛС состоит на вооружении радиолокационных рот и радиотехнических батальонов. Съем РЛИ осуществляется глазомерным способом или, при сопряжении с КСА, – полуавтоматическим. Информация о целях передается на КП РТВ и обеспечиваемых подразделений, частей ЗРВ по проводным (радио-) каналам связи. Вид ИКО при отсутствии активных шумовых помех (АШП) показан в [1, рис. 1.2]. 10