radiotech042020

ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

№4/2020

РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

стр. 8

Многоцелевой истребитель Су-35С

стр. 16

Перспективы применения малогабаритной РЛС Ku-диапазона

стр. 22

МиГ-35 приобретает новый облик

стр. 49

Управление плазменным двигателем

стр. 63

Умные авиабомбы – оружие БЛА

стр. 71

Высокоточное оружие versus-цель

КРЭТ

реклама

Обращение к читателям генерального директора АО «КРЭТ» Николая Колесова Дорогие друзья, читатели журнала «Радиоэлектронные технологии», уважаемые коллеги! В Конгрессно-выставочном центре «Патриот» на одной из крупнейших выставочных площадок мирового уровня в шестой раз проходит Международный военно-технический форум «Армия». Он стал знаковым событием в жизни Вооружённых Сил и оборонно-промышленного комплекса России. Это самая большая и представительная демонстрация вооружения, военной и специальной техники, производимой в нашей стране. В прошлом году выставку посетили более одного миллиона человек. Она стала рекордной по масштабам, насыщенности научноделовой и демонстрационной программ. Мероприятия форума будут также проходить на аэродроме Кубинка в рамках авиационного кластера, на полигоне Алабино, в военных округах и на Северном флоте. Особенностью форума «Армия-2020» является его проведение после длительного периода ограничений и особого режима, связанных с пандемией коронавирусной инфекции. Предприятия, входящие в контур управления АО «КРЭТ», продемонстрировали в это непростое время высокую организованность и готовность эффективного реагирования на возникающие угрозы. Сложные условия, в которых всем нам пришлось трудиться, не помешали обеспечить качественно и в установленные сроки выполнение Государственного оборонного заказа, экспортных обязательств, нарастить объёмы выпуска гражданской продукции. В Форуме «Армия-2020» принимают участие 26 предприятий Концерна, которые представляют свыше 100 образцов военного, гражданского и двойного назначения, в создании которых использованы прорывные инновационные технологии. Приглашаю участников и гостей Форума посетить экспозиции Концерна в павильоне Госкорпорации «Ростех», на открытых площадках и на аэродроме Кубинка. Сотрудничество с представителями российских регионов и зарубежных стран является одним из важных направлений деятельности АО «КРЭТ». Они имеют существенное значение в реализации стратегии развития, направленной на превращение Концерна в глобальную конкурентоспособную диверсифицированную промышленную корпорацию мирового уровня. Желаю участникам и гостям Международного военно-технического форума «Армия-2020» результативных встреч и плодотворной работы!

«Радиоэлектронные технологии» Информационно-аналитический журнал Учредитель и издатель – акционерное общество «Концерн Радиоэлектронные технологии» Автор идеи – Николай Колесов РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ И.Г. АКОПЯН – научный руководитель, советник генерального директора ОАО «МНИИ «Агат» А.В. АКСЁНОВ – президент региональной организации «Ветераны ВТС» А.А. АЛЕКСАНДРОВ – ректор МГТУ им. Н.Э. Баумана В.И. БАРКОВСКИЙ – доктор технических наук В.Н. БОНДАРЕВ – председатель Комитета Совета Федерации по обороне и безопасности Ю.И. БОРИСОВ – заместитель председателя Правительства Российской Федерации Б.Р. ВИНОГРАДОВ – генеральный директор АО «Государственный Рязанский приборный завод» В.В. ГУТЕНЁВ – первый заместитель председателя Комитета Госдумы РФ по экономической политике, промышленности, инновационному развитию и предпринимательству, первый вице-президент СоюзМаш России Ю.Н. ГУСЬКОВ – первый заместитель генерального директора – генеральный конструктор АО «Корпорация «Фазотрон-НИИР» Г.И. ДЖАНДЖГАВА – заместитель генерального директора по НИОКР бортового оборудования – генеральный конструктор АО «КРЭТ» В.В. ДОЦЕНКО – советник ректора, Томский государственный университет Е.А. ДРОНОВ – генеральный директор АО «АК «Туламашзавод» Н.А. КОЛЕСОВ – генеральный директор АО «Концерн Радиоэлектронные технологии» Г.Н. КОЛОДЬКО – первый заместитель генерального директора – технический директор АО «Государственный Рязанский приборный завод» А.Г. КУЗНЕЦОВ – генеральный директор ПАО «МИЭА» О.В. КУСТОВ – главный редактор журнала «Радиоэлектронные технологии» С.Ф. ЛАДЫГИН – заместитель генерального директора АО «Рособоронэкспорт» Ю.И. МАЕВСКИЙ – генеральный конструктор системы РЭБ, заместитель генерального директора по научной работе АО «КРЭТ» А.А. МЕНЬШИКОВ – заместитель генерального директора по НИОКР АО «НПФ «Микран» В.И. МЕРКУЛОВ – заместитель генерального конструктора АО «Концерн «Вега» И.Г. НАСЕНКОВ – генеральный директор АО «Технодинамика» Д.М. НИЗАМУТДИНОВА – управляющая делами АО «Концерн Радиоэлектронные технологии» Б.В. ОБНОСОВ – генеральный директор АО «Корпорация «Тактическое ракетное вооружение» В.Я. ПОСПЕЛОВ – член Коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации В.И. СОЛОЗОБОВ – заместитель генерального директора ПАО «Туполев» по проектированию и НИОКР Ю.Б. СЛЮСАРЬ – президент ПАО «Объединённая авиастроительная корпорация» В.В. СТОЛЬНИКОВ – главный редактор Издательского дома «Объединённая промышленная редакция» К.И. СЫПАЛО – генеральный директор ФГУП «ЦАГИ», член-корреспондент РАН А.Е. ТЮЛИН – генеральный директор АО «Российские космические системы» Е.А. ФЕДОСОВ – научный руководитель ФГУП «ГосНИИАС», академик РАН А.В. ФОМИН – заместитель министра обороны Российской Федерации Р.Р. ХАКИМОВ – президент ПАО «Корпорация «Иркут» В.В. ХАНЫЧЕВ – генеральный директор АО «ЦНИИ «Курс» С.В. ХОХЛОВ – генеральный директор ФГУП «ГосНИИАС» С.Л. ЧЕРНЫШЁВ – научный руководитель ФГУП «ЦАГИ», академик РАН В.А. ШЕВЦОВ – заведующий кафедрой инфокоммуникаций МАИ И.А. ШЕРЕМЕТ – вице-президент Академии военных наук, член-корреспондент РАН А.В. ШЛЯХТУРОВ – председатель Совета директоров АО «Гарнизон» Д.Е. ШУГАЕВ – директор Федеральной службы по военно-техническому сотрудничеству РЕДАКЦИЯ

Главный редактор О.В. КУСТОВ

o.kustov@kret.com

Технический редактор Б.И. КАЗАРЬЯН

b.ghazaryan@kret.com

Обозреватель В.А. ГУНДАРОВ

v.gundarov@kret.com

Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций Свидетельство о регистрации от 10 декабря 2014 года ПИ № ФС 77-60074 АДРЕС РЕДАКЦИИ И ИЗДАТЕЛЯ

Россия, 109240, Москва, ул. Гончарная, д. 20/1, стр. 1 Тел./факс +7 (499) 152-18-00 www.hi-tech.media e-mail: info@hi-tech.media Подписано в печать: 10.08.2020 Выход из печати: 17.08.2020 ИЗГОТОВЛЕНО

ООО «Объединённая промышленная редакция» 123557, Москва, ул. Малая Грузинская, д. 39 Дизайн и вёрстка: С.В. Селиверстова Тираж 2000 экз. Распространяется бесплатно

© АО «КРЭТ» Все авторские права защищены. ­Использование материалов — только с письменного разрешения редакции. Ссылка на журнал «Радиоэлектронные технологии» при перепечатке обязательна. Редакция поступившие материалы не рецензирует и не возвращает. Ответственность за содержание представленных материалов несут авторы.

Помощник главного редактора Е.М. КУЗНЕЦОВА

e.kuznetsova@kret.com

Фото в номере: АО «КРЭТ», Владимир Карнозов (фотографии истребителя Су-35С), АО «Рособоронэкспорт», МГТУ им. Н.Э. Баумана, АО «ГРПЗ», АО «НИИ «Экран», АО «КБПА», АО «ГНПП Регион», АО «Концерн «Гранит-Электрон», Институт проблем безопасного развития атомной энергетики На первой обложке: зенитно-ракетный комплекс «С-400», фото АО «Концерн ВКО «Алмаз – Антей»

содержание

«Радиоэлектронные технологии» №4/2020 (27) Обращение к читателям генерального директора АО «КРЭТ» Николая Колесова......... 1 Приветствие участникам и гостям форума «Армия-2020» директора ФСВТС Дмитрия Шугаева.....................................................4 Приветствие участникам и гостям форума «Армия-2020» генерального директора АО «Рособоронэкспорт» Александра Михеева........................... 5 КОЛОНК А ГЛ А ВНОГО РЕ Д А К ТОРА

Но истина дороже................................. 6 Олег Кустов ПЕРВА Я ЛИНИЯ

Многоцелевой истребитель Су-35С.............................8 Владимир Карнозов Результаты разработки и перспективы применения малогабаритной многофункциональной бортовой радиолокационной системы Ku-диапазона длин радиоволн............................................. 16 Евгений Ильин, Александр Полубехин, Владимир Савостьянов, Олег Самарин, Александр Юрин, Антон Ярмола КРЭТ. ЗА Д АЧИ И ПЕРСПЕК ТИВЫ

МиГ-35 приобретает новый облик......................................... 22 Юрий Гуськов Гиви Ивлиановичу Джанджгаве – 80!............................. 24

4/2020

Диверсификация производства: дорогу осилит идущий..................... 25 Технология автоматизированной диагностики радиоэлектронной аппаратуры........................................... 30 Алексей Куликов, Юрий Ерендеев, Владимир Маклашов Сверхширокополосные усилительные тракты наземных станций РЭБ.................... 34 Сергей Петухов, Геннадий Печерей, Виктор Поелуев Современные процедуры испытаний военной техники......... 38 Александр Комиссаров, Александр Виноградов ОПК И ВООРУ Ж ЁННЫЕ

РЕШЕНИЕ Н АУ ЧНО ПРА К ТИЧЕСКИХ ЗА Д АЧ

Управляемые авиационные бомбы для беспилотных летательных аппаратов................... 63 Алексей Козырев, Сергей Семёнов, Вячеслав Новиков ИНФ ОРМ А ЦИЯ К РА ЗМЫШ ЛЕНИЮ

Конфликт «Высокоточное оружие versus – цель», особенности, виды, столкновение интересов Часть 1.....................................................71 Георгий Анцев, Валентин Сарычев

СИ ЛЫ РОССИИ

Панорама событий............................ 42 ПРОБ ЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ

Магнитное управление плазменной струёй электрореактивного магнитоплазмодинамического двигателя............................................... 49 Владимир Черник

О некоторых проблемных вопросах теории доплеровской радиолокации....... 78 Иосиф Акопян, Валентин Сарычев Атомный военный и не только .......................................... 85 Вячеслав Билашенко

Оптические ректенны аэрокосмических энергетических комплексов.......... 53

Интеллектуальные информационно-управляющие системы противокорабельных ракет........................................................ 89

Александр Сигов, Владимир Матюхин, Игорь Абашков

Юрий Подоплёкин, Сергей Толмачёв Сергей Шаров

Проблемы транспортировки энергии на пространственно распределённые объекты.................................................. 58 Вадим Ведмидский, Александр Ключник, Александр Свиридонов, Виктор Тюльпаков

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

Методика определения доверительного интервала и доверительной вероятности прогнозов.............................................. 93 Василий Ловчиков

3

Дорогие друзья! Приветствую организаторов, участников и гостей Международного военно-технического форума «Армия-2020»! За шесть лет своего существования Форум стал одной из самых представительных международных площадок для обсуждения вопросов военно-технического сотрудничества. Кроме того, каждый год Министерство обороны Российской Федерации представляет участникам и гостям зрелищную демонстрационную программу и уникальное многообразие образцов современной продукции военного назначения. Я рад, что, несмотря на пандемию, своё участие в этом масштабном мероприятии подтвердили порядка семидесяти из более чем ста тридцати приглашённых стран. В 2020 году Форум впервые пройдёт параллельно с Армейскими международными играми. С каждым годом увеличивается площадь статических показов различных образцов военной техники. Сегодня она превысит 320 тыс. кв. метров. Всего планируется показать свыше 700 единиц военной техники и различного вооружения. В динамических показах с боевой стрельбой будет представлено более 400 образцов военной техники. Среди интересных новинок могу выделить зенитную ракетную систему «Антей-4000», лёгкий бронированный автомобиль (ОКР «Стрела»), бронетранспортёр БТР-82-АТ с новым дистанционно управляемым боевым модулем, боевую машину отделения стрелков-зенитчиков ПЗРК «Тайфун-ПВО». Надеюсь, что современные образцы военной техники российского производства в очередной раз вызовут немалый интерес иностранных экспертов, а «Армия-2020» вновь станет динамичным и красочным событием. Желаю всем плодотворной работы и уверен, что Форум послужит укреплению и расширению военно-технического сотрудничества. Давайте, несмотря на существующие внешние ограничения, приложим максимальные усилия для проведения успешных и результативных переговоров. Директор ФСВТС России Дмитрий Шугаев

4

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

Уважаемые коллеги, друзья! От имени основного российского экспортёра продукции военного, специального и двойного назначения АО «Рособоронэкспорт» приветствую вас и поздравляю с началом работы VI Международного военно-технического форума «Армия-2020». Форум входит в число самых авторитетных международных площадок для обсуждения вопросов военного и военно-технического сотрудничества. Отмечающий в этом году своё 20-летие Рособоронэкспорт стал одним из главных спонсоров и активных участников «Армии» с момента успешного старта в 2015 году. Нам особенно радостно видеть необычайно высокую динамику развития форума, который с каждым годом стремительно покоряет всё новые уровни качества организации.

2020 год – особенный для «Армии». Это первое крупное событие для мировой оборонной промышленности после снятия ограничений в связи с глобальной пандемией COVID-19. Мы уверены, что форум придаст мощнейший импульс дальнейшему развитию военно-технического сотрудничества в мире. И мы весьма рады, что сигнал мировому оружейному рынку на выход из режима масштабных ограничений будет дан из России, из главного выставочного центра Вооружённых сил Российской Федерации «Патриот». Экспонируемые здесь образцы вооружения и военной техники, а также техника двойного назначения, разработанные и производимые в России, в том числе и на предприятиях Госкорпорации «Ростех», привлекают особое внимание специалистов из многих стран. Можно быть уверенным, что экспозиция, которую в этом году готовит Рособоронэкспорт, вызовет неподдельный интерес профессионалов – участников и гостей форума. Главными особенностями «Армии» являются исключительная наглядность и комплексный характер экспозиции. Сочетание статических и динамических показов позволяет полнее оценить достоинства представляемых образцов вооружения, военной и специальной техники, гражданской продукции. Для этого используются площадки трёх демонстрационных кластеров – сухопутного, водного и авиационного. На «Армии-2020» Рособоронэкспорт представляет широчайший спектр российской продукции, охватывающий все сегменты современного рынка вооружений, военной и специальной техники. На любые вопросы по техническим аспектам предлагаемой продукции максимально компетентно смогут ответить специалисты Рособоронэкспорта, конструкторы, технологи и руководители предприятий – разработчиков и производителей. В этом году мы предприняли беспрецедентные шаги, чтобы обеспечить максимальное присутствие Рособоронэкспорта на форуме и постоянно находиться в шаговой доступности для партнёров. Компания стационарно размещается в четырёх локациях. Традиционно наши стенды расположены в павильоне «Б» и в павильоне Госкорпорации «Ростех». Кроме того, в шале Рособоронэкспорта напротив павильона «А» организована экспозиция, где на одной площадке представлены лучшие образцы ведущих российских производителей стрелкового оружия. Также в этот раз новая презентационно-переговорная зона компании размещена на аэродроме в Кубинке. Хочу пожелать всем участникам и гостям форума «Армии-2020» насыщенной деловой программы, интересных и полезных знакомств, приятных и плодотворных переговоров, новых контрактов и договорённостей. Мы рады каждой встрече с вами в парке «Патриот»! Генеральный директор АО «Рособоронэкспорт»

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

Александр Михеев

ТЕХНОЛОГИИ

5

колонка главного редактора

Но истина дороже ОЛЕГ К УС ТОВ, главный редактор журнала

Ни войны, ни мира. Холодная форма противостояния разогревается с непредсказуемой быстротой. Финансовые, торговые, дипломати-

«Радиоэлектронные

ческие удары наносятся направо и налево по

технологии»

государствам, которые не желают подчиняться гегемонии одной доминирующей державы. Её элита таким образом пытается предотвратить появление в других странах более эффективной, чем у неё, системы управления развитием экономики. Такова общая картина современного перехода к новому технологическому укладу. Его ключевые факторы – информационно-коммуникационные, нано- и биоинженерные технологии. Под их влиянием идёт разработка высокоточного ракетного, целевого биологического, кибернетического и информационного когнитивного оружия, поражающего стратегические объекты,

этому времени способность к самостоятель-

население и сознание людей.

ному воспроизводству российской экономики

В обыденную реальность превратились

Перечитывая Сервантеса, не могу не повто-

применяет новые виды оружия: биологическо-

рить строки из письма его героя: «…Я, пожалуй,

го – в форме пандемии коронавируса, киберне-

попаду в немилость к их светлостям, и мне это

тического – в виде хакерских атак на объекты

неприятно, но ничего не поделаешь, ибо в кон-

энергетики, финансовой сферы и системы госу-

це-то концов мне надлежит считаться не столь-

правления, когнитивного – в социальных сетях.

ко с их удовольствием или же неудовольствием,

Последнее особенно опасно, потому что, по мет-

сколько со своим собственным призванием со-

кому выражению классика, «когда идея овла-

гласно известному изречению: Amicus Plato, sed

девает массами, она становится материальной

magis amica Veritas*».

силой». И эта враждебная нам сила – внутри нас.

Впрочем, Сервантес не изобрёл ничего

Мы подчинились ей в 90-е годы прошлого

нового. Это высказывание древнеримского

века, когда белое назвали чёрным, а потенци-

философа Сократа так полюбилось Оноре де

ального противника – партнёром и чуть ли не

Бальзаку, Георгию Плеханову, Николаю Чер-

другом России. В результате наша страна поте-

нышевскому,

ряла целые отрасли экономики, такие, например,

Александру Герцену, Виссариону Белинскому и

Михаилу

Салтыкову-Щедрину,

как станкостроение. Сегодня со всей очевидно-

многим другим писателям, политикам, филосо-

стью стало понятно, что дружба не получилась.

фам разных эпох, что теперь кажется, что в лю-

Наложение процессов смены технологи-

бом серьёзном сочинении без него не обойтись.

ческого и экономического укладов вызвало

Сократ первым в известной истории человечест-

резонанс кризисных явлений с неизбежным

ва увидел в чёткости и ясности суждений основ-

обострением социальной и политической н

ной признак их истинности.

апряжённости.

Пик

противостояния

веду-

щих держав некоторые российские политики ожидают к 2024 году. Они предрекают, что к

6

может быть утрачена.

сводки с фронтов гибридной войны. Противник

*(Лат.) «Платон мне друг, но истина дороже». Сократ, 470-399 гг. до новой эры.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

колонка главного редактора

Исходя из этого принципа, осмелюсь воз-

материалов с заранее заданными свойствами,

разить пессимистам. Россия ничего не утратит,

ракетно-космической промышленности, совре-

если система управления развитием будет пе-

менном транспорте, информационной инфра-

рестроена в соответствии с принципами интег-

структуре, обновлении парка гражданской ави-

рального экономического уклада и вырвется из

ации и оборудования электростанций, модерни-

состояния финансовой и сырьевой периферии

зации непроизводственной сферы и, наконец,

американского цикла накопления капитала. Для

об оздоровлении окружающей среды на основе

этого надо экономическую политику нацеливать

экологически чистых производств. Предлагаемые меры подкрепляются имею-

на восстановление макроэкономической стабильности с выводом на траекторию опережа-

щимися ресурсами и системой стратегического

ющего роста.

планирования в условиях технологической мно-

Речь идёт о форсированном переходе к но-

гоукладности российской экономики с элемен-

вому экономическому укладу с подчинением де-

тами лидерства в областях, где имеются конку-

нежно-кредитной политики задачам повышения

рентные преимущества. Важным элементом промышленной полити-

инвестиционной активности и частно-государственного партнёрства.

ки является стимулирование спроса на отечест-

Дедолларизация и деофшоризация эконо-

венное оборудование посредством соответст-

мики, о чём давно и много говорят, и не только

вующего регулирования госзакупок и закупок

говорят, но и принимаются конкретные решения,

контролируемых и поддерживаемых государст-

снизят зависимость от санкций США в условиях

вом предприятий.

гибридной войны. Правда, и противник понима-

Природно-сырьевой и оборонный потенци-

ет, какая угроза нависнет над ним в перспективе

алы нашей страны обеспечивают объективные

и всячески сопротивляется этим шагам России

возможности не только для самостоятельного

и её партнёров. Но хочется верить, что в ко-

выживания в условиях глобального кризиса, но

нечном итоге благодаря совместным усилиям

и для опережающего развития. Проводя поли-

будут сформированы новые международные

тику в собственных интересах, Россия может

валютно-финансовые отношения на принципах

улучшить своё положение в мировой экономике.

взаимной выгоды, справедливости и уважения

С социальной точки зрения реализация при-

национального суверенитета.

оритетных направлений развития экономики

Чтобы увлечь за собой другие страны к по-

приведёт к росту занятости, реальной зарплаты

строению честных, равноправных международ-

и квалификации работников, а в целом – к по-

ных отношений, надо самим быть экономически

вышению благосостояния народа.

сильными. Выполнению этой задачи служит

Мировые войны развязывают государства,

стратегия опережающего развития, включаю-

стремящиеся доминировать в рамках сложив-

щая становление базисных производств нового

шегося миропорядка, а побеждают те, кто сумел

технологического уклада и концентрированное

в кратчайший срок сформировать институты

вложение ресурсов в создание перспективных

нового экономического уклада и освоить его

производственно-технологических комплексов.

базовые производства. В этом смысле для Рос-

Таким путём идёт РОСТЕХ, где задачи по дивер-

сии открывается окно широких возможностей

сификации стратегии развития каскадированы

совершить скачок в экономическом развитии. В этом и состоит истина нашего бытия.

на уровне кластеров. При этом разработка программ предваря-

Читатель, наверное, уже догадался, почему

ется выбором приоритетов технико-экономиче-

в заголовок вынесено высказанное героем Сер-

ского развития, исходя из их закономерностей

вантеса изречение великого Сократа.

и национальных конкурентных преимуществ.

Ещё раз сошлюсь на Сервантеса: «Нигде

Речь идёт об информационных, лазерных и ад-

истина не выступает так наглядно, как на войне,

дитивных технологиях, биотехнологиях, генной

где быстрота и натиск путают все планы врага и

инженерии, регенерации тканей в медицине,

победа достигается прежде, нежели противник

технологиях ядерного цикла, создании нано-

изготовится к обороне».

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

7

первая линия

Многоцелевой истребитель Су-35С В Л А Д ИМИР

Каждый раз, когда военные рассматрива-

на себя часть функций с командира экипажа,

К А РНОЗОВ,

ют варианты закупки авиатехники, возникает

поскольку тот в широком спектре ситуаций при

аналитик

дилемма: взять проверенный временем и бо-

ведении реальных боевых действий работал с

евыми действиями тип летательного аппарата

большой нагрузкой.

или же рискнуть и остановить свой выбор на

Так получил путёвку в жизнь многоцелевой

новейшем самолёте – воплощении самых пе-

истребитель Су-30МКИ. Он стал первым подти-

редовых технологий, – который ещё не принят

пом в обширном семействе «Фланкеров», осна-

на вооружение? Для тех, кто закупается в Рос-

щённых силовой установкой с отклоняемыми

сии, многоцелевой истребитель Су-35С может

соплами двигателей. Внедрение управляемого

стать хорошим решением, поскольку представ-

вектора тяги повысило манёвренные возмож-

ляет комбинацию известной платформы и про-

ности истребителей в ближнем бою с высоки-

двинутого комплекта бортовой аппаратуры и

ми перегрузками. Впоследствии экспортный

средств поражения.

Су-30МКИ послужил базой для ещё более про-

Су-35С – это вершина эволюции семейст-

двинутого Су-30СМ, поступившего на вооруже-

ва Су-27, известного на Западе под собствен-

ние Воздушно-космических сил (ВКС) и авиации

ным именем Flanker – кодовым обозначением

Военно-морского флота России. Следующий член семейства «Фланкеров» –

в справочниках блока НАТО. Выпуск базовой машины ведётся с конца восьмидесятых годов

фронтовой бомбардировщик Су-34. Внешне

прошлого века. Первоначальный Су-27 пред-

он выделяется кабиной с размещением лётчи-

ставлял собой одноместный истребитель фрон-

ков «плечом к плечу» и носовой частью, своей

товой авиации, предназначенный для завоева-

геометрией напоминающей утиный клюв. Эта

ния господства в воздухе путём уничтожения

машина имеет комплекс бортового радиоэлек-

вражеской авиации. В паре с ним шёл сравни-

тронного оборудования, в состав которого вхо-

тельно простой Су-27УБ – учебно-боевой ис-

дит мощная радиолокационная станция обзора

требитель для подготовки лётного состава к по-

подстилающей земной и морской поверхностей.

лётам на основном одноместном варианте. Он

Самым молодым в семействе «Фланкеров»

отличался тандемной кабиной: сзади сидел ин-

является Су-35С. Согласно задумке авиакон-

структор, впереди – обучаемый. Впоследствии

структоров он призван соединить в себе глав-

«УБ» послужил платформой для перехватчика

ные свойства предыдущих подтипов, к кото-

Су-30, предназначенного для авиации войск

рым добавляются несколько дополнительных.

ПВО, причём второй член экипажа выступал

Собрать их все на единой платформе предпо-

вроде координатора действий других самолётов

лагалось путём широкого использования самых

группы.

передовых технологий, ставших доступными в

По настоянию Индии Су-30 получил даль-

новом веке. Научно-технический прогресс во многих об-

нейшее развитие. Получив соответствующий запрос иностранного заказчика, ОКБ им. П.О. Су-

8

ластях помог специалистам ОКБ им. П.О. Сухо-

хого разработало многоцелевой боевой само-

го снизить нагрузку на экипаж. Соответственно,

лёт, где второй член экипажа стал офицером-

они приняли решение обратиться к концепции

оператором оружия. Он занимался управлени-

одноместного

ем расширенного арсенала средств поражения,

стигнутый к началу века технологический уро-

прежде всего ракетного, и тем самым принимал

вень оказался таков, что лётчик, действующий в

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

многоцелевого

ТЕХНОЛОГИИ

самолёта. До-

4/2020

первая линия

сложных условиях современной войны, вполне

Разработка самолёта Су-35 в нынешнем

мог справиться со всеми задачами без помощи

облике началась в 2005-м – именно в том году,

оператора управления оружием. В том числе и

когда F-22A официально поступил на вооруже-

такими сложными, как применение высокоточ-

ние ВВС США. К тому времени характеристики

ных управляемых ракет по воздушным и назем-

«Рэптора» стали известны российским военным,

ным целям. Таким образом, Су-35С стал верши-

и те попросили своих самолётостроителей со-

ной развития семейства «Фланкер» не только по

здать улучшенный вариант Су-27. Такой, кото-

дате поступления на эксплуатацию, но ещё и по

рый мог бы сдержать «хищника» (а именно так

линии высоких технологий и инноваций.

переводится с английского собственное имя

Экспертам часто задают вопрос: как в плане технического совершенства Су-35С, относящий-

F-22A) в ряде характерных ситуаций современного вооружённого конфликта.

ся к четвёртому поколению, соотносится с аме-

ПОСТАВКИ

риканскими истребителями пятого поколения? Сравнение уместно хотя бы потому, что геоме-

Когда прототип Су-35С впервые поднялся в

трические размеры Су-35С близки к таковым

небо, американцы уже располагали 112 серий-

F-22A Raptor. Так, длина самолёта составляет

ными «Рэпторами». Поставки ВВС США завер-

21,9 м против 18,92 м, а размах крыла – 14,75 м

шились в 2011 году с принятием 195 самолётов,

против 13,56 м. Максимальный взлётный вес

включая восемь для проведения различных ис-

38,8 т против 38 т, пустой снаряжённый – 19 т

пытаний. Если рассуждать с позиций дат и сро-

против 19,7 т.

ков, получается, что Су-35С представляет собой

Одним из характерных признаков истреби-

более современную машину. И, действительно,

телей пятого поколения является наличие у них

отдельные её системы были задуманы и нашли

внутренних отсеков вооружения. У «Рэптора»

воплощение в металле гораздо позже таковых

они есть, у Су-35С – нет. Однако наш самолёт

на F-22A, хотя с формальных позиций «Рэптор»

обладает большим объёмом внутренних топлив-

относится к следующему поколению авиатехники.

ных баков, что даёт ему преимущество по дальности и продолжительности полёта.

4/2020

Производство Су-35С началось в 2008 году, и спустя десять лет число серийных экземпля-

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

9

первая линия

ров перевалило за сотню. К началу текущего

покупатель – Индонезия, она разместила заказ

года цифра увеличилась до ста двадцати и про-

на одиннадцать самолётов пару лет тому назад.

должает расти. Первый заказ МО РФ был раз-

Согласно публикации газеты «Коммерсант»

мещён в 2009 году и предусматривал поставку

подписался на Су-35С и Египет. Правда, офици-

48 образцов товарной продукции. Повторная

ального уведомления о заключении сделки пока

закупка пятидесяти самолётов состоялась шесть

нет. Однако о самом факте её наличия можно

лет спустя. С февраля 2016 года Су-35С входят

догадаться, проанализировав сообщения, посту-

в состав российской авиационной группировки

пающие из Каира и Вашингтона. Тема поставки

на территории Сирии. Базируясь на аэродроме

новейших российских истребителей обсужда-

«Хмеймим», подобные самолёты выполняют

лась в парламенте страны-импортёра. Кроме

боевые вылеты на прикрытие штурмовиков и

того, она проходила и в выступлениях высоко-

фронтовых бомбардировщиков, а порой сами

поставленных лиц в администрации Дональда

наносят высокоточные удары по боевикам, ору-

Трампа, а также американских конгрессменов.

дующим на территории Арабской Республики.

Последние неоднократно озвучивали идею на-

Сегодня в составе линейных частей ВКС Рос-

ложить экономические санкции на Каир за по-

сии насчитывается более семидесяти самолётов

купку продвинутых вооружений у России, среди

данной марки. Ноябрь 2019 года ознаменовал-

которых упоминается и Су-35С.

ся передачей четвёрки новеньких Су-35С груп-

А недавно идею закупки Су-35С (в качестве

пе высшего пилотажа ВКС России «Русские Ви-

альтернативы американскому предложению по

тязи». Помимо этого, несколько бортов остаются

F-15EX) высказали индийские средства массо-

в распоряжении промышленности и на испыта-

вой информации. Соответствующие публика-

ниях в специализированных центрах МО РФ и

ции сделаны в контексте недавно объявленного

используются для отработки различных улучше-

международного тендера на 114 многоцелевых

ний и в демонстрационных целях.

истребителей.

По состоянию на лето 2020 года, поставки

ОТЛИЧИЯ

Су-35С осуществлялись только одному зарубеж-

10

ному заказчику – Народно-освободительной ар-

Ниже приводится список основных отличий

мии Китая. В течение 2016-2018 гг. ВВС НОАК

Су-35С, выделяющих его среди других членов

получили 24 самолёта. Второй иностранный

семейства самолётов типа Су-27.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

первая линия

Первое. Значительно более продвинутый радиолокатор с излучателем большой мощно-

лётной годности, сравнимые с лучшими зарубежными образцами. Представленный выше список приводит лишь

сти и современными технологиями электронно-

некоторые дополнительные качества к марке-

го сканирования луча. Второе. Расширенный арсенал средств по-

тинговым преимуществам семейства Су-27/30,

ражения, включающий дальнобойные ракеты с

хорошо известным на глобальном рынке сбы-

радиолокационным наведением.

та. А таковые включают: режимы «суперманёв-

Третье. Способность выполнять крейсер-

ренности»,

полученные

благодаря

вектору

ский полёт на сверхзвуковой скорости (порядка

тяги (применительно к Су-30МКИ/МКМ/СМ);

M=1.1) благодаря двигателям повышенной тяги.

прекрасные характеристики «нагрузка – даль-

Четвёртое.

информацион-

ность», превышающие таковые у иностранных

но-управляющее поле кабины лётчика, вклю-

аналогов; высокая живучесть и ремонтопригод-

чающее

Современное

прицел,

ность; богатый опыт эксплуатации. Следует так-

широкоугольный ИЛС и пару МФИ с большой

же отметить и тот факт, что многие инструкции,

диагональю экрана.

средства обучения и обслуживания составлены,

современный

нашлемный

Пятое. Продвинутая система электронной

проверены и доработаны в ходе эксплуатации,

борьбы, использующая встроенную и подвес-

включая процедурные и лётные тренажёры,

ную аппаратуру.

программное обеспечение по техобслуживанию,

Шестое. Продвинутые электрооптические

планированию боевых операций и т.п.

системы с дальностью обнаружения, сравнимой

ОСОБЕННОСТИ

с таковой у радиолокаторов. Седьмое. Важные улучшения аэродинамики планера и системы управления полётом, позво-

Согласно

задумке

авиаконструкторов

Су-35С проектировался как одноместный истре-

лившие повысить манёвренность и пилотажные

битель поколения «4+», призванный заполнить

качества самолёта.

нишу многоцелевого боевого самолёта до мас-

Восьмое. Увеличенный объём топливных

сового поступления в войска крылатой машины,

баков для достижения большей дальности и

создаваемой по программе «Перспективный

продолжительности полёта.

авиационный комплекс фронтовой авиации»

Девятое. Увеличенный срок службы и рас-

(ПАКФА). Как известно, реализация вышеупомя-

ширенные интервалы периодического техниче-

нутого проекта подходит к важному этапу – пе-

ского обслуживания, затраты на поддержание

редаче главному заказчику первого товарного

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

11

первая линия

Су-57. Это событие ожидается позднее в теку-

ГШ-301 калибра 30 мм с боекомплектом 150

щем году. Су-57 представляет следующее, пятое по

выстрелов – как на Су-27.

счёту, поколение отечественных сверхзвуковых

Крыло имеет «квазиадаптивные» переднюю

истребителей. В то же время Су-35С воплотил в

и заднюю кромки. В зависимости от скорости и

себе ряд технологий, которые изначально раз-

высоты полёта они отклоняются так, чтобы обес-

рабатывались для пятого поколения. Некоторые

печить оптимальную аэродинамическую конфи-

из них задумывались ещё в советскую эпоху, но

гурацию планера. Это важно и на сверхзвуковых

были реализованы в виде товарной продукции

режимах, и особенно при ведении манёвренно-

в условиях современной России. Порой к Су-35С относятся как к своего рода

го воздушного боя с большими перегрузками, что может привести к интенсивному тормо-

«летающей лаборатории» для проверки отдель-

жению с выходом на режимы аэродинамиче-

ных решений для последующего внедрения на

ского сваливания. Вместе с тем Су-35С может

Су-57. Для примера можно привести управля-

поддерживать так называемый «суперкрейсер-

ющую информационную систему (ИУС) с парой

ский» режим полёта – длительное время лететь

центральных бортовых вычислителей на базе

прямолинейно, сохраняя высоту на небольшой

ЦП «Багет-53-31M».

сверхзвуковой скорости без применения фор-

Су-35С, согласно утверждениям представи-

БРЛС «Ирбис-Э»

оружение представлено авиационной пушкой

сажа (число Маха полёта M=1,1).

телей ОКБ Сухого, представляет собой «дейст-

Обновлённая конструкция фюзеляжа позво-

вительно многоцелевой самолёт», способный

лила почти на одну пятую увеличить объём вну-

решать задачи по завоеванию господства в воз-

тренних топливных баков. Теперь горючего по-

духе и нанесению ударов по наземным целям.

мещается 11,5 тонны против 9,4 на Су-27. А при

Максимальная взлётная масса машины дости-

размещении под крылом пары 1800-литровых

гает 38,8 тонны. Самолёт имеет двенадцать то-

подвесных баков располагаемый запас кероси-

чек подвески для размещения боевой нагрузки

на достигает 14,5 тонны. Без внешних подвесок

общим весом до восьми тонн. Встроенное во-

Су-35С может покрыть расстояние 3600 км, с ПТБ – 4500 км. Самолёт оборудован выдвижной телескопической штангой системы дозаправки топливом в полёте типа «корзина-штанга». Она позволяет получать горючее с воздушного танкера типа Ил-78 с темпом перекачки до 1100 литров в минуту. Формируя аэродинамический облик Су-35С, специалисты ОКБ им. П.О. Сухого старались вносить изменения в базовую конструкцию так, чтобы устранить либо уменьшить негативные моменты, вскрытые в ходе эксплуатации Су-27 (к тому времени находившегося в строю почти тридцать лет). Они также предпринимали попытки по внедрению ставших доступными передовых технологий. Работа велась в таком ключе, чтобы без надобности не вносить изменения в проверенную временем конструкцию Су-27. Подобный подход позволил сократить сроки проектирования и запуска в производство, а также объём и сроки проводимых испытаний. Внедрённые

аэродинамические

усовер-

шенствования включают перепроектирование воздухозаборников на увеличенный поток воз-

12

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

первая линия

духа и меньшее вредное сопротивление. Предыдущие варианты самолётов семейства Су-27 имели большой воздушный тормоз на верхней поверхности фюзеляжа. Его функцию на Су-35С выполняют дифференциально отклоняемые (поворотом внутрь) воздушные рули. Более крупная и тяжёлая передняя часть фюзеляжа потребовала усиленной передней стойки шасси с двумя колёсами вместо одного на Су-27. Кабина спроектирована на соответствие концепции HOTAS, согласно которой кисти рук лётчика находятся на ручке управления полётом и секторе газа. Информационно-управляющее поле построено на двух многофункциональных индикаторах МФД-35 с цветными жидкокристаллическими матрицами размером 9x12 футов (23×30 см) и разрешением 1400x1050 точек. Индикатор на фоне лобового стекла ОКШ-1М имеет телесный угол обзора 20 на 30 градусов. Это значительно больше, чем у предыдущих моделей, что отражено в названии – «оптический коллиматор широкоугольный». Комплексная система управления полётом КСУ-35 разработана МНПК «Авионика». Она заменила несколько менее продвинутых систем

Работа над Н-035 началась в 2004 году, и

на борту Су-27, обеспечивает лучшие пилотаж-

к сентябрю 2008-го пять опытных устройств

ные качества и к тому же реализует концепцию

были готовы к проведению испытаний. «Ирбис-

«активной безопасности».

Э» стал очередным шагом в развитии линейки

Внедрены меры по снижению радиолока-

пассивных радиолокаторов с пассивной фази-

ционной заметности самолёта на экранах РЛС

рованной антенной решёткой после Н-011М

с излучением в сантиметровом диапазоне – ти-

«Барс» на Су-30МКИ и «Заслон» на МиГ-31.

пичном для истребителей. Правда, эффективная

Опубликованные ранее интервью с гене-

площадь рассеивания (ЭПР) самолёта Су-35С

ральным директором НИИП Юрием Белым

выше, чем F-22A и F-35. Задачи электронного

содержат информацию о том, что средняя

противодействия выполняет система семейства

мощность излучения Н-035 составляет 5 кВт, пи-

«Хибины» марки Л-175М.

ковая – 20 кВт. На середину первого десятиле-

РЛС Н -035 « ИРБИС-Э »

тия XXI века это были рекордные цифры для радаров истребителей. При работе по цели с ЭПР

Бортовая радиолокационная станция Н-035

три квадратных метра – типичной для боевых

«Ирбис-Э» разработана НИИП им. В.В. Тихоми-

самолётов фронтовой авиации – максималь-

рова. Представляет собой всепогодную много-

ная дальность обнаружения составляет «около

функциональную широкополосную систему для

четырёхсот километров». Корабли океанского

обнаружения, идентификации и сопровожде-

класса, например авианосец, обнаруживаются

ния воздушных, наземных и морских целей, их

на таком же удалении.

подсветки радиолучом и выдачи целеуказания

«Ирбис» может сопровождать до тридцати

ракетам с радиолокационными головками са-

воздушных целей с одновременным сканирова-

монаведения. В режиме картографирования

нием пространства. Он обеспечивает наведение

реальным лучом с синтезированной апертурой

ракет с активной головкой самонаведения типа

«Ирбис» обеспечивает разрешение в один метр.

РВВ-АЕ на восемь воздушных целей одновре-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

13

первая линия

менно. При работе по наземным объектам це-

ванные системы сохраняют за собой значитель-

леуказание выдаётся сразу четырём ракетам,

ную часть рынка, поскольку при сходных выход-

при этом БРЛС не прекращает наблюдения за

ных характеристиках стоят намного дешевле,

обстановкой в воздухе. Средняя мощность в

что привлекает покупателей. При этом в случае

режиме подсвета целей на выбранной частоте

сближения «лоб в лоб» истребителей Су-35 и

может достигать 2 кВт. В отличие от последних американских и ев-

Кабина самолёта бортовой номер 901

F-22A за счёт большой мощности излучателя «Ирбис» обеспечивает обнаружение противни-

ропейских моделей авиационных радиолокато-

ка на большем удалении и даёт лётчику «сушки»

ров Н-035 использует не активную (набранную

первому открыть огонь.

из твердотельных приёмо-передающих моду-

Среди слабых мест ПФАР часто называют

лей), а пассивную антенную решётку. Порой

сравнительно узкий угол обзора. Этот недоста-

иностранная пресса преподносит данный факт

ток на Су-35С устранён за счёт использования

как технологическое отставание. В действитель-

механизма механического «доворота». Антенна

ности дело обстоит иначе. Несмотря на бурное

БРЛС диаметром 900 мм отклоняется по верти-

развитие БРЛС типа AESA, пассивные фазиро-

кали и горизонтали при помощи электрогидравлических приводов. Это решение позволяет удвоить фактически располагаемый угол обзора до 240 градусов. Таким образом, достигается паритет с лучшими радарами истребителей, где применяется механическое сканирование луча (и которые по совокупности качеств сегодня считаются морально устаревшими). Помимо радара, система управления огнём Су-35С включает электрооптическую систему. В её состав включены шесть конформных сенсоров, расположенных в разных частях планера. Они обеспечивают круговой обзор окружающего пространства с выводом обработанной информации на экраны в кабине лётчика. Также имеется два детектора, сигнализирующие об облучении самолёта лазерным лучом. Оптический локатор ОЛС-НТ контейнерного исполнения предназначен для обзора земной поверхности, а ОЛС-35 (ОЛС-ВТ), расположенный перед фонарём кабины лётчика, – передней полусферы. Последний обеспечивает обзор по азимуту -/+90 градусов и -15/+50 градусов к горизонту. Истребитель типа Су-27 обнаруживается на удалении до 90 км в передней и 35 км задней полусферах.

СИЛОВАЯ УСТАНОВКА Су-35С представляет собой двухмоторный самолёт с системой отклонения вектора тяги. Двухконтурный

турбореактивный

двигатель

АЛ-41Ф1 разработан инженерами из московского ОКБ им. Архипа Люльки. Он серийно производится на уфимском заводе. Первый опытный образец поступил на лётные испытания в

14

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

первая линия

марте 2004 года на борту «летающей лаборато-

новленная ранее программа (Су-27М) возобно-

рии» Су-27М, бортовой номер 710.

вилась в ином качестве.

АЛ-41Ф1 (изделие 117С) представляет даль-

Первый публичный показ Су-35С с двигателя-

нейшее развитие удачного семейства АЛ-31Ф

ми АЛ-41Ф1 прошёл на авиасалоне МАКС-2007.

путём внедрения передовых технологий, полу-

Опытная машина ещё не была готова к полётам,

ченных в ходе создания АЛ-41Ф. Последний со-

а посему демонстрировалась только на статиче-

здавался для перспективного истребителя, про-

ской площадке. Лётные испытания начались в

шёл испытания, но серийно не строился.

феврале 2008 года. Поначалу финансирование

Обновлённый мотор отличается увеличен-

программы шло в основном по коммерческой

ным на 27 мм диаметром входа – до 932 мм. Его

линии. Кредиты на неё выдали ведущие отече-

турбины высокого и низкого давления, а также

ственные банки. Авиастроители планировали

цифровая система управления с полной ответ-

рассчитаться по ним с выручки от выполнения

ственностью (типа FADEC) выполнены на базе

зарубежных контрактов на товарную продукцию.

технологий АЛ-41Ф. Их внедрение позволило

Среди потенциальных заказчиков называ-

поднять тягу до 8800 кгс на режиме «максимал»

лись Венесуэла и Китай. Хотя самолёт дейст-

и 14 500 кгс – «полный форсаж».

вительно понравился, с размещением твёрдых

Последняя цифра – на пару тонн больше

контрактов иностранцы не спешили. Не секрет,

соответствующего показателя первоначально-

что многие зарубежные покупатели продукции

го АЛ-31Ф. Внедрённые передовые технологии

отечественной оборонки хотят иметь то, что сто-

позволили расширить интервал технического

ит на вооружении российской армии. Поэтому

обслуживания (TBO) до полутора тысяч часов, а

«Сухому» пришлось вновь обращаться к военно-

общую продолжительность эксплуатации – до

му ведомству. И на этот раз там пошли навстречу. Министерство обороны России разместило

четырёх тысяч. Лётные испытания на летающей лаборато-

первый заказ на 48 машин в 2009 году с постав-

рии подтвердили заявленные моторостроителя-

ками в течение 2012-2015 гг. Тогда, собственно,

ми характеристики «Изделия 117С». Большим

самолёт и получил обозначение «Су-35С». Пе-

достижением стало доведение соотношения

резапуск программы привлёк внимание китай-

развиваемой двигателем тяги к его массе. Оно

цев. В 2011 году они направили заявку на приоб-

выросло с 7-8 единиц для АЛ-31Ф до 9-10, что

ретение небольшой партии самолётов. Согласно публикациям в СМИ Москва была

соответствовало целевому показателю для мотора истребителя пятого поколения.

готова поставлять товарную продукцию по цене

Замена серийного АЛ-31Ф на эксперимен-

85 млн долларов за штуку при условии доста-

тальный АЛ-41Ф1 дало «борту 710» ощутимую

точно большого заказа. Стороны достигли пред-

прибавку тяги, в том числе на трансзвуковых ре-

варительного соглашения в течение года, но

жимах. Данный факт подвиг авиаконструкторов

сроки его реализации задержала длительная

провести тщательные расчёты, чтобы понять:

работа над контрактом. Поставки 24 самолётов

получится ли вывести самолёт на «суперкрей-

состоялись в течение 2015-2018 гг. Подводя итог, подчеркнём: Су-35С пред-

серский» режим полёта? Расчёты показали: если «держаться» за

ставляет собой сложный авиационный комплекс,

аэродинамическую схему Су-27М с дополни-

требующий регулярного обслуживания грамот-

тельными аэродинамическими поверхностями

ным, мотивированным техническим составом.

перед крылом, то желаемого не достичь. По-

Вместе с тем для тех заказчиков, кто выбирает

этому пришлось пойти на очередную переделку

лучшее среди доступных российских предло-

планера, отказавшись от компоновки «интег-

жений, эта модель – разумный компромисс,

ральный триплан» (как на Су-30МКИ и Су-33)

поскольку сочетает проверенную временем ба-

и сместив положение центра тяжести так, чтобы

зовую платформу хорошо зарекомендовавшего

снизить потери на балансировку на трансзвуке.

себя «фланкера» и весьма продвинутые в тех-

Таким образом перекомпонованный самолёт

ническом отношении комплекс бортового обо-

позднее получил обозначение Су-35С. А оста-

рудования и средства поражения.

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

15

первая линия

Результаты разработки и перспективы применения малогабаритной многофункциональной бортовой радиолокационной системы Ku-диапазона длин радиоволн Одной из основных тенденций развития

ЕВГ ЕНИЙ И ЛЬИН, ведущий аналитик, МГТУ им. Н.Э. Баумана,

♦♦

современных систем управления как простыми, так и сложными объектами является интел-

повысить эффективность решения боевых задач за счёт автоматизации управления;

♦♦

снизить

уровень

загрузки

лётчика

доктор физико-

лектуализация и усложнение взаимодействия

математических наук,

объектов и систем. Развитие этих систем идёт

Разработанная малогабаритная многофунк-

профессор

в направлениях насыщения их автономными

циональная бортовая РЛС (МБРЛС) Ku-диапа-

и интеллектуальными датчиками, увеличения

зона длин радиоволн относится к категории

А ЛЕКС А Н Д Р

уровней обработки и управления.

(оператора).

интеллектуальных систем. Она функционирует

ПОЛ У БЕ Х ИН,

Весьма важным направлением системотех-

автономно по заложенной программе и допу-

директор ИТЦ КНП,

ники, которое сегодня интенсивно развивается,

скает возможность вмешательства оператора в

является роботизация объектов, охватывающая

её управление.

МГТУ им. Н.Э. Баумана, кандидат технических наук В Л А Д ИМИР С А ВО С Т ЬЯНОВ, начальник лаборатории –

взаимодействие человека с объектом с переда-

Технической задачей разработки являлось

чей всё большего числа функций объекту, а так-

создание опытного образца МБРЛС Ku-диапазо-

же создание полностью автономных интегриро-

на длин радиоволн, обеспечивающего в реаль-

ванных систем с возможностью вмешательства

ном времени на борту беспилотного летатель-

человека в процессы управления объектом.

ного аппарата (БЛА) формирование целевой

заместитель начальника

Задача автоматизации функций управления

информации, включая радиолокационные изо-

отдела, АО «Корпорация

бортовыми РЛС прежде всего возникла при их

бражения (РЛИ) с субметровым разрешением, и

«Фазотрон-НИИР»,

использовании в составе истребителя, где са-

её точную привязку к заданной геодезической

кандидат технических наук,

молётом управлял один лётчик. Позже в связи

системе координат.

доцент

с усложнением бортового радиоэлектронного

МБРЛС функционирует в следующих режи-

оборудования (БРЭО) летательных аппаратов и

мах:

ОЛЕГ С А М А РИН,

возрастанием динамики изменения ситуацион-

♦♦

главный конструктор

ной обстановки решение этой задачи стало не-

инициативной разработки,

обходимостью.

МГТУ им. Н.Э. Баумана, кандидат технических наук,

с интеллектуальными системами управления

старший научный сотрудник

ставятся задачи: ♦♦

16

картографирование

с

синтезированием

апертуры антенны и линейным разрешением до 0,25 м; ♦♦

селекция низкоскоростных наземных (надводных) движущихся целей;

повысить уровень ситуационной осведомлённости лётчика (оператора);

♦♦

ны; ♦♦

При разработке современных бортовых РЛС

картографирование реальным лучом антен-

♦♦

повысить информационные возможности;

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

селекция высокоскоростных наземных (надводных) движущихся целей;

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

первая линия

♦♦ ♦♦

♦♦

оценка метеообстановки;

дуль управления приводами (МУП) азимута

А ЛЕКС А Н Д Р ЮРИН,

измерение наклонной дальности до земной

и наклона АМ, взаимодействующих по бы-

заместитель директора

поверхности;

стродействующему (3 Мбит/с) интерфейсу

ИТЦ КНП,

информационное обеспечение маловысот-

1RS485;

МГТУ им. Н.Э. Баумана,

приёмный канал, включающий СЧС, АМ

кандидат технических наук

ного полёта;

♦♦

♦♦

радиомониторинг;

(ВЩАР, циркулятор и конвертор), приёмник

♦♦

встроенная система контроля.

промежуточной частоты (ПЧ) и БЦВМ;

Требуемые характеристики МБРЛС получе-

канал обработки сигналов в БЦВМ, вклю-

А Н ТОН ЯРМОЛ А,

ны за счёт разработки архитектуры с использо-

чающей в свой состав четырёхканальный

заместитель начальника,

ванием высокопроизводительных вычислитель-

цифровой сопроцессор обработки сигналов

Управление

ных средств, интерфейсов и интеллектуального

(ЦСОС) и центральный процессор (ЦП), взаи-

перспективных

программного обеспечения (ПО), позволивших

модействующие по интерфейсу PCI-Express;

межвидовых

канал системы объективного контроля (СОК),

исследований

функционирующих в режиме жёсткого реально-

охватывающий все модули МБРЛС, включая

и специальных проектов

го времени, включающих:

общее и функциональное ПО, и фиксирую-

Министерства

канал формирования временно́й диаграм-

щий информацию на электронном диске

обороны РФ

мы работы МБРЛС, состоящий из БЦВМ и

SSD модуля процессора БЦВМ.

создать систему взаимодействующих каналов,

♦♦

♦♦

♦♦

Структурная схема МБРЛС приведена на ри-

синтезатора частот и синхросигналов управления (СЧС), взаимодействующих по быс-

сунке 1. МБРЛС может функционировать в активном

тродействующему (3 Мбит/с) интерфейсу ♦♦

2RS485;

режиме, когда работают все вышеперечислен-

передающий канал, включающий СЧС, пе-

ные каналы, и в пассивном режиме, в котором

редатчик (ПРД) Ku-диапазона, а также цир-

не работает передающий канал, а остальные

кулятор и волноводно-щелевую антенную

работают. Высокая сложность (логическая и вычи-

решётку (ВЩАР) антенного модуля (АМ); ♦♦

канал управления положением луча антен-

слительная)

ны, включающий в свой состав БЦВМ и мо-

режима жёсткого реального времени и, как

решаемых

задач, требование

Рис. 1. Структурная схема МБРЛС Ku-диапазона, где: ЗС – зондирующий сигнал, ИЗП – импульс запуска передатчика, F0 – несущая частота, UM – напряжение с выхода детекторной секции ПРД, ИЗО – импульс зоны отпирания приёмника, FГ – сигнал гетеродина, Σ, ∆а, ∆н, К – сигналы приёмных каналов (суммарного, разностных по азимуту и наклону, компенсационного), FВ – частота дискретизации, ТИ – тактовые импульсы МБРЛС

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

17

первая линия

результат, необходимость распараллеливания

Функциями второго потока, запускаемого

исполняемых вычислительных процессов на

основным потоком после накопления нужного

многоядерном микропроцессоре и програм-

объёма данных, являются:

мируемых логических интегральных схемах

♦♦

(ПЛИС) привели к созданию распределённой

кационной информации (автофокусировка,

расширяемой архитектуры ПО МБРЛС, в со-

коррекция детерминированных миграций

став которой входят ПО, загружаемое в память

по дальности, определение и компенсация

ЦП БЦВМ, и ПО, встраиваемое в ПЛИС ЦСОС,

вектора ошибки по скорости, сжатие по ази-

СЧС и МУП.

муту и дальности, формирование РЛИ, вклю-

Обработка радиолокационных сигналов (после предварительной обработки в ЦСОС) в ЦП

чая его геокодирование); ♦♦

формирование сообщений для передачи в

БЦВМ производится программными модулями,

БРЭО БЛА и далее на наземный пункт управ-

исполняемыми в жёстком реальном времени

ления.

(основной поток) и в фоновом режиме (второй

В различных режимах работы ПО БЦВМ

поток), при этом ПО центрального процессора

формирует требуемые временные диаграммы.

БЦВМ включает:

При этом наиболее сложная организация взаи-

♦♦

операционную систему реального времени

модействия БЦВМ с другими модулями МБРЛС

(ОС РВ);

и БРЭО БЛА имеет место в режиме картографи-

♦♦

математическую библиотеку «eml»;

рования с синтезированием апертуры антенны

♦♦

драйверы поддержки интерфейсов;

(КРТ-СА) и субметровым разрешением, так как

♦♦

♦♦

♦♦

модули общего ПО (управления приводами

при этом необходимо обеспечивать когерент-

антенны, формирования и записи файлов

ность накопления принимаемых сигналов на

СОК МБРЛС для осуществления телеметри-

интервалах времени до 15 с при постоянно из-

ческого контроля, информационного обме-

меняющихся параметрах движения БЛА и углах

на с ЦСОС, блоками МБРЛС и БРЭО БЛА);

обзора. Временна́я диаграмма работы такого режи-

диспетчер функционального ПО и диспетчеры режимов;

ма характеризуется:

модули основного и второго потоков функ-

♦♦

многоэтапностью цикла формирования це-

ционального ПО.

левой информации, включающего приём

К функциям основного потока, запускаемо-

команд и параметров управления режимом

го ОС РВ от внешних прерываний по ТИ МБРЛС,

работы, расчёт параметров РЛИ, отработку

относятся:

приводом антенны заданного углового по-

♦♦

♦♦

формирование временной диаграммы ре-

ложения, когерентное накопление сигналов,

жима;

обработку сигналов, формирование РЛИ и

♦♦

♦♦

♦♦

♦♦

переменной длительностью периода повторения зондирующих импульсов, ТИ МБРЛС

управление параметрами зондирующего сигнала, работы модулей МБРЛС и обработ-

(от 3,33 до 10,24 мс) и всего цикла форми-

ки принимаемой радиолокационной инфор-

рования РЛИ (от 2 до 16 с), зависящей от

мации;

разрешения, дальности, геометрии наблюдения, высоты и скорости движения БЛА;

формирование зоны обзора и управление антенной системой;

♦♦

выдачу целевой информации;

синхронизация работы модулей функционального ПО и информационных потоков;

18

вторичная обработка полученной радиоло-

♦♦

многопроцессностью,

заключающейся

приём и первичная обработка радиолока-

в одновременном решении нескольких

ционной информации (демодуляция, циф-

взаимосвязанных радиолокационных за-

ровое гетеродинирование, коррекция раз-

дач (формирование зондирующего сигна-

баланса приёмных каналов);

ла, управление положением луча антенны

формирование трёхмерных массивов радио-

и строба наблюдения, приём и обработ-

локационной информации для обработки

ка отражённых сигналов в ЦСОС и ЦП

модулями второго потока.

БЦВМ);

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

первая линия

♦♦

многопоточностью выполнения ПО в ЦП БЦВМ, реализованной в основном и втором потоках, а также в потоках формирования файлов СОК и информационного обмена с модулями МБРЛС, бесплатформенной инерциальной навигационной системой (БИНС) и БРЭО БЛА;

♦♦

конвейерной структурой управления модулями МБРЛС и ПО первичной обработки радиолокационных сигналов на интервале когерентного накопления с использованием информации от БИНС. В режиме КРТ-СА с субметровым разреше-

нием ПО БЦВМ осуществляет: ♦♦

♦♦

Рис. 2. РЛИ с разрешением 0,25 м (а) и спутниковый фотоснимок (б) производственной

обработку внешних аппаратных прерыва-

площадки: 1 – ограждение, 2 – столбы ограждения, 3 – следы автомобиля на грунте,

ний по импульсам ТИ;

4 – тропа, 5 – опора ЛЭП, 6 – здание

приём данных по интерфейсам Ethernet (команды и параметры управления режимом работы МБРЛС от БРЭО БЛА), RS422 (навигационное решение БИНС), 3RS485 (данные от навигационной системы БЛА), 2RS485 (параметры от модулей МБРЛС, получаемые через СЧС) и 1RS485 (углы, отработанные приводами антенны);

♦♦

управление режимом МБРЛС (формирование временной диаграммы, расчёт параметров для накопления и обработки сигналов);

♦♦ ♦♦

♦♦

формирование зоны обзора; преобразование углов азимута и наклона

Рис. 3. РЛИ с разрешением 0,5 м (а) и спутниковый фотоснимок (б) района набережной:

луча антенны МБРЛС из земной в антенную

1 – крыша здания, 2 – бакен, 3 – автомобильный мост, 4 – ручей, 5 – пешеходный переход,

систему координат и обратно;

6 – спуск к реке

формирование

и

выдачу

параметров

управления в СЧС и МУП; ♦♦

предварительную цифровое

обработку

(аналого-

преобразование, формирова-

ние квадратур, децимацию, фильтрацию) в ЦСОС радиолокационных сигналов, поступающих из приёмника ПЧ; ♦♦

первичную обработку радиолокационной

♦♦

вторичную обработку радиолокационной

информации; информации; ♦♦

выдачу в БРЭО БЛА целевой информации. По данным, получаемым от БИНС, функ-

циональное ПО режима КРТ-СА в реальном масштабе времени осуществляет управление

Рис. 4. РЛИ с разрешением 1 м (а) и спутниковый фотоснимок (б) автомобильного моста:

лучом антенны, периодом повторения зонди-

1 – мост, 2 – автомобильная развязка, 3 – автомобили, 4 – причал, 5 – столбы освещения,

рующих импульсов, положением зоны приёма

6 – бакен

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

19

первая линия

работоспособность системы в целом. Он выполняется в процессе функционирования основных режимов (в фоновом режиме) и выдаётся в виде: ♦♦

признаков исправности модулей и изделия

♦♦

индикаторов перегрева модулей и изделия

♦♦

признака наличия данных от навигационной

в целом; в целом; системы БЛА. РК начинает выполняться сразу после включения МБРЛС, и затем он может быть включён по команде оператора (в том числе при различных значениях питающих напряжений и температуры окружающей среды в процессе проверок по ТУ). В этом режиме используется пилот-сигнал, подаваемый из СЧС в АМ. В дополнение к исправностям конструктивно-съёмных единиц, определяемым при ТК, режим РК охватывает следующие проверки: ♦♦

исправность БЦВМ (ЦП, интерфейса PCI-

♦♦

исправность интерфейсов RS485;

♦♦

исправность АМ (углов прокачки по азимуту

Express, ЦСОС);

и наклону, максимальных угловых скоростей и ускорений, точности и времени отработки антенной заданных угловых положений); ♦♦

исправность приёмо-передающего тракта (СЧС, ПРД, коммутатора «Антенна-Эквивалент», приёмника ПЧ), включая оценку импульсной мощности во всей рабочей полосе частот;

♦♦

функционирование радиочастотного модуля в целом (исправность СВЧ- и ПЧ-кабелей, оценка уровня шумов СВЧ- и ПЧ-приёмни-

Рис. 5. Формирование результирующего РЛИ пригородной

и параметрами опорных функций для обработ-

ков, оценка уровня формируемого пилот-

ки сигналов.

сигнала, качество сжатия пилот-сигнала с заданными параметрами, включая оценку

В функциональном ПО МБРЛС реализованы

местности: спутниковый

три режима встроенной системы контроля (ВСК) –

ширины и смещения отклика системы, мак-

фотоснимок района

текущего (ТК), расширенного (РК) и диагности-

симального и интегрального уровней боко-

(а), отдельные РЛИ (б), результирующее РЛИ (в)

вых лепестков);

ческого (ДК), предназначенных для выполнения контроля и диагностики МБРЛС с целью получе-

♦♦

ния информации о её состоянии и принятия ре-

фазе) коэффициента передачи в приём-

шения об исправности конструктивно-съёмных

ных каналах (суммарном, разностном по

единиц и системы в целом, а также для оценки

азимуту, разностном по наклону) и между

её эффективности и соответствия требуемым

приёмными каналами во всей рабочей по-

характеристикам в различных режимах работы.

лосе частот;

ТК предназначен для поиска исправности

♦♦

конструктивно-съёмных единиц, определяющих

20

оценка неидентичности (по амплитуде и

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

температура в БЦВМ, ПРД, СЧС и приёмнике ПЧ по встроенным датчикам.

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

первая линия

В БЦВМ МБРЛС измеренные значения параметров сравниваются с эталонными величинами

МБРЛС была награждена дипломом I степени за лучшую инновационную разработку.

и выносится решение об исправности или неис-

В настоящее время опытный образец МБРЛС

правности функционального модуля. Затем ре-

Ku-диапазона прошёл предварительные испы-

зультаты проверки выдаются в БРЭО БЛА в де-

тания с присвоением документации литеры «О»

тализированном виде и в форме, обобщённой

и предъявлен на межведомственные испытания.

по конструктивно-съёмным единицам (БЦВМ,

Разработан рекламный паспорт № 387/18/ЭП

интерфейсы, АМ, коммутатор, ПРД, радиочастот-

и

ный модуль, МБРЛС в целом).

№ 329с/19/ЭП на экспортный вариант МБРЛС

ДК разработан таким образом, чтобы оператор мог напрямую управлять аппаратурой

получен

паспорт

экспортного

образца

Ku-диапазона для перспективных и модернизируемых вертолётов и комплексов с БЛА.

МБРЛС, задавая любые необходимые ему па-

К важнейшим характеристикам опытного

раметры. ДК предназначен главным образом

образца, предопределяющим возможность ши-

для отладки модулей МБРЛС и поиска в них

рокого применения МБРЛС Ku-диапазона, мож-

неисправностей, поэтому он проводится на

но отнести следующее:

рабочем месте в специально оборудованных

♦♦

помещениях на заводе-изготовителе. Для проведения таких проверок используется конт-

многофункциональность, поддерживаемую интеллектуальным управлением;

♦♦

интеллектуальное ПО с открытой распре-

рольно-измерительная аппаратура общего и

делённой архитектурой, прошедшее вери-

специального применения, а также техноло-

фикацию и подтверждение, позволяющее

гический персональный компьютер, подклю-

в существующей версии решать широкий

чённый к МБРЛС по интерфейсам RS485 и

круг задач и ориентированное на лёгкость

Ethernet, с установленным на нём специализированным ПО.

модернизации; ♦♦

формирование в реальном времени РЛИ

О высоком качестве разработанного ПО

с разрешением от 0,25 м обеспечивает

можно судить по РЛИ с разрешением от 0,25

надёжное распознавание объектов, включая

до 1 м, полученным МБРЛС Ku-диапазона в режиме КРТ-СА в режиме реального времени на

малоразмерные; ♦♦

борту летающей лаборатории и совмещённым

обеспечивает выдачу целеуказания для на-

со спутниковыми фотоснимками районов (рисунки 2–4).

ведения высокоточного оружия; ♦♦

Следует также отметить, что в процессе фор-

модульность построения составных частей МБРЛС, которая позволяет создавать кон-

мирования сообщения (целевой информации) в его заголовок записывается сопроводительная

привязка РЛИ к геодезическим координатам

структив под требования заказчика; ♦♦

масса МБРЛС может составить 35-40 кг, при

информация (геодезические координаты РЛИ,

этом потребление электроэнергии не превы-

азимут, межпиксельное расстояние), позволяю-

шает 400 Вт, а средняя наработка на отказ –

щая упростить «привязку» РЛИ к топографической карте или, в случае необходимости, собрать

не менее 350 ч; ♦♦

разработанная ВСК позволяет построить

из полученных изображений одно большое ре-

эффективную систему эксплуатации с выда-

зультирующее РЛИ. В качестве примера на ри-

чей информации о состоянии всех модулей

сунке 5 показано формирование такого РЛИ с

МБРЛС при подготовке к полёту, в процессе

разрешением 1 метр, собранного из нескольких

полёта и при выполнении послеполётного

полученных на борту изображений.

контроля.

Прототипы разработанной МБРЛС демон-

Отметим также, что в процессе лётных ис-

стрировались на III научно-практической кон-

пытаний отрабатывалась логика применения

ференции

сил

МБРЛС Ku-диапазона при решении типовых

Российской Федерации», на Международных

оперативно-тактических задач и был разрабо-

военно-технических форумах «Армия-2018»

тан проект инструкции лётной эксплуатации

и «Армия-2019». На форуме «Армия-2019»

МБРЛС.

4/2020

«Роботизация

Вооружённых

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

21

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

МиГ-35 приобретает новый облик ЮРИЙ Г УСЬКОВ,

В июне 2020 года Российская самолётостро-

первый заместитель

ительная корпорация «МиГ» приступила к лёт-

генерального директора –

ным испытаниям нового лёгкого многофункци-

генеральный конструктор

онального истребителя поколения 4++ МиГ-35,

АО «Корпорация

на котором установлена современная бортовая

«Фазотрон-НИИР»

радиолокационная станция (БРЛС) с активной

254 групповых четырёхканальных приёмопередающих модулях (ГППМ); ♦♦

каждый ГППМ имеет приёмный и передаю-

♦♦

передающий канал располагает усилителем,

щий каналы; созданным на основе арсенида галлия, с

фазированной антенной решёткой (АФАР), разработанная Корпорацией «Фазотрон-НИИР».

излучаемой импульсной мощностью 5 ватт; ♦♦

Характерной особенностью этого самолёта яв-

мости защиты малошумящего устройства и

ляется также оснащение его новой стеклянной

имеет коэффициент шума 2,5-3 децибела;

кабиной, созданной специалистами Раменского

♦♦

приборостроительного конструкторского бюро. Предсерийный комплект БРЛС с АФАР, по-

Самолёт МиГ-35 с БРЛС с АФАР FGA-29 в эллинге АО «РСК «МиГ»

приёмный канал создан с учётом необходи-

ось фазирующей линзы совмещена с осью самолётного обтекателя;

♦♦

распределение высокочастотного поля на

лучивший обозначение FGA-29, по сравнению

апертуре антенны может меняться по коман-

с предшествующим демонстрационным образ-

де центральной вычислительной машины

цом имеет следующие отличия: ♦♦

БРЛС, оптимизируя уровень боковых лепестков диаграммы направленности антенны.

до 637 мм увеличен диаметр антенной решётки, а число приёмо-передающих кана-

При создании БРЛС FGA-29 разработчики

лов возросло до 1016, интегрированных в

Корпорации «Фазотрон-НИИР» особое внимание уделили обеспечению высокой надёжности всех её компонентов и радара в целом по сравнению с РЛС предыдущего поколения, созданных на базе щелевых антенных решёток. Почему именно БРЛС с АФАР так волнует разработчиков бортовых радиолокационных станций в различных странах мира? Постараемся ответить на этот вопрос. Меня часто спрашивают: «Ну зачем БРЛС нужна АФАР, ведь радар с АФАР практически имеет те же характеристики, что и твой «Жук» с антенной с механическим сканированием и передатчиком, а радар с АФАР будет дорогим и пока ещё не подтвердил свои эксплуатационные качества». Напомним: высокая надёжность обеспечивает заявленные тактико-технические характеристики бортовых РЛС и играет исключительную роль в достижении надлежащей дальности действия бортовой аппаратуры, в одновременном обнаружении и сопровождении многих целей, в распознавании их типов и классов, т.е. обеспечивая многофункциональность и многорежимность БРЛС.

22

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

АФАР начинается с приёмо-передающего модуля (ППМ). Количество каналов АФАР зависит от диаметра антенного устройства, в котором в определённом порядке размещаются каналы ППМ. Надёжность ППМ, разработанных на монолитных интегральных схемах, остаётся высокой – более 100 000 часов на отказ. Чтобы достигнуть такого, необходимо обеспечить надлежащую надёжность всех подсистем АФАР. АФАР должна быть высокотехнологичной, не требующей для создания сложного оборудования, дающей возможность её изготовления и последующего ремонта с минимальной трудоёмкостью, а источники питания должны обладать минимальными габаритами, массой и высокой надёжностью. Опыт применения на самолёте в 2010 году первого демонстрационного образца БРЛС с

нения в конструкцию активной фазированной

Главный конструктор

АФАР показал, что надёжность радара в целом

антенной решётки и БРЛС в целом.

АО «Корпорация

в большой степени зависит от качества и надёж-

При этом, как и ранее, особое внимание уде-

«Фазатрон-НИИР»

ности источников питания. Тогда потребовалось

лено системе жидкостного охлаждения. Во-пер-

Роман Глазунов

около шести месяцев для доведения демонстра-

вых, в её конструкцию заложено эффективное

со своим детищем

ционных образцов источников питания до без-

снятие тепла с ГППМ. Во-вторых, встроенные

упречной работы. Фактически система электро-

температурные датчики обеспечивают безопас-

питания была разработана заново.

ность ППМ, контролируя температуру на поверх-

Все каналы ППМ были разделены на три

ности ГППМ и отключая питание передающего

группы, каждая из которых получила самостоя-

канала при превышении температуры нагрева

тельный выход на первичный источник питания –

выше допустимой.

трёхфазный (200 В, 400 Гц); каждый из трёх

Предсерийный образец БРЛС с АФАР FGA-29

источников питания первой ступени на своём

оснащён новым вычислительным устройством

выходе имеет +270 В постоянного напряжения,

Ц-520, выполняющим функции процессора об-

и каждый из трёх источников питания первой

работки радиолокационных сигналов и процес-

ступени записывает до восьми четырёхканаль-

сора данных. В окончательном виде для снижения замет-

ных ГППМ, или 32 канала. Таким образом, источники питания структур-

ности эта БРЛС будет иметь АФАР, ось фазиру-

но резервируются и при отказе одного из трёх

ющей линзы которой будет отклонена на 20o.

источников антенная решётка прореживается,

В целом радар станет более компактным благо-

оставаясь работоспособной.

даря установке нового задающего генератора

Подсистемы управления фазами и амплиту-

«Пальма-Д» и нового приёмника СВЧ.

дами ППМ (модель управления лучом и устрой-

Хотелось бы выразить уверенность, что са-

ство управления питанием) зарекомендовали

молёт МиГ-35 послужит хорошей основой для

себя надёжными на демонстрационном образце

продолжения славных традиций Российской

БРЛС с АФАР ещё в 2010 году. На их базе были

самолётостроительной корпорации «МиГ» при

разработаны подсистемы для полномасштабной

создании лёгких многофункциональных истре-

АФАР.

бителей нового поколения.

Необходимо

испытание

В заключение считаю необходимым отме-

демонстрационного образца АФАР 2010 года

тить большой вклад в разработку и создание

позволило найти решение многих проблем, что

АФАР БРЛС FGA-29 главного конструктора АФАР

дало возможность внести надлежащие изме-

Романа Глазунова.

4/2020

отметить,

что

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

23

юбилей

Гиви Ивлиановичу Джанджгаве – 80! Жизненный путь этого замечательного человека достоин подражания и является примером преданного служения Отечеству! Многолетний беззаветный труд, огромный опыт, талант учёного и конструктора снискали ему искреннее уважение и заслуженный авторитет среди авиастроителей. Он внёс огромный вклад в развитие оборонной промышленности страны, в оснащение Вооружённых Сил России самыми современными оптико-прицельными навигационными комплексами, не уступающими по своим характеристикам лучшим зарубежным образцам. Под его руководством и при непосредственном участии выполнены научно-исследовательские, экспериментальные и опытно-конструкторские работы, развиваются новые научно-технические направления в авиационном приборостроении, созданы и внедрены в эксплуатацию новые комплексы и системы для самолётов «Сухого», «Микояна», «Туполева», МС-21, вертолётов «Миля» и «Камова». Гиви Ивлианович хорошо известен как учёный с мировым именем, активный общественный деятель, заботливый наставник молодого поколения конструкторов и учёных. Он и сейчас на боевом посту, полон новых идей, задора и энергии. Многоуважаемый Гиви Ивлианович! Редакционный совет, редакция журнала «Радиоэлектронные технологии» и коллектив Издательского дома «Объединённая промышленная редакция» сердечно поздравляют Вас с 80-летием! От всей души желаем крепкого здоровья, благополучия и дальнейших успехов!

10 августа 2020 г.

24

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Диверсификация производства: дорогу осилит идущий Государственный Рязанский приборный за-

бильно работать и строить планы на будущее

вод – одно из ведущих предприятий Концерна

без высокопрофессиональных и ответственных

«Радиоэлектронные технологии». Завод имеет

сотрудников, способных решать самые сложные,

более чем вековую историю и богатейший 70-лет-

зачастую нестандартные задачи.

– У вашего завода есть богатый опыт про-

ний опыт производства сложнейших образцов

изводства радиоэлектронной аппаратуры для

радиоэлектронной продукции для авиации. О сегодняшнем состоянии дел в области ди-

авиации. Когда стали развиваться направления,

версификации производства рассказал в интер-

альтернативные авионике: выпуск товаров про-

вью журналу «Радиоэлектронные технологии»

изводственно-технического и медицинского на-

генеральный директор АО «ГРПЗ» Борис Вино-

значения? Что выпускаете сейчас?

– Перед нашим предприятием в непростые

градов.

– Борис Романович, вы возглавили Рязан-

1990-е годы остро встал вопрос загрузки произ-

ский приборный завод в непростое для эконо-

водственных мощностей. Это было связано с от-

мики страны время. Какими вы видите прио-

сутствием госзаказов на авионику. Именно тогда

ритеты развития предприятия в сложившихся

началось активное освоение новых видов изде-

условиях?

лий, таких как сварочное оборудование, счётчики

– Перед нами стоят очень серьёзные задачи,

электроэнергии, средства связи, медтехника.

которые мы обязаны решать, несмотря на про-

Сегодня предприятие успешно работает на

блемы и трудности. Во-первых, это безусловное

рынках сварочного и автомобильного оборудо-

Подготовка прибора

выполнение обязательств по разработке и се-

вания, электротехнической продукции, меди-

для измерения

рийному выпуску нашей базовой продукции –

цинской техники. Доля таких изделий в выручке

внутриглазного давления

авионики. Здесь действуют достаточно жёсткие

завода составляет 7,5%.

к отправке потребителям

требования к техническим и качественным характеристикам конечных продуктов и срокам их поставок. Во-вторых, очень важно развивать и модернизировать такие направления серийно выпускаемой продукции, как медицинская техника, сварочное оборудование и другие изделия. В-третьих, необходимо чётко и последовательно заниматься диверсификацией производства, которая сегодня является необходимым условием дальнейшего успешного развития любого подобного предприятия. Главный фактор достижения поставленных целей – грамотное использование современной

производственно-технологической

базы

предприятия. И, конечно же, невозможно ста-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

25

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

тромобилей завод выпускает электрозарядные станции «ФОРА». Это «быстрые» зарядки ЭЗС-DC, которые могут заряжать аккумуляторы автомобилей в течение 20–30 минут, и «медленные» ЭЗС-АС, которые заряжают в течение нескольких часов. На рынок Российской Федерации уже поставлено более 70 штук. Станции установлены в Москве, ЕкатеринИзмерение

бурге, Сочи, Тюмени, Сургуте и других городах.

внутриглазного давления

Планируется дальнейшее расширение геогра-

прибором АО «ГРПЗ»

фии поставок, в том числе и выход на международный рынок. В номенклатуре предприятия есть продук-

Номенклатуру выпускаемых зарядных стан-

ция, проверенная временем, есть модернизиро-

ций собираемся расширить за счёт «ультрабыс-

ванные изделия, есть и образцы, выведенные на

трых» моделей, поставка которых в настоящее

рынок недавно.

время планируется для зарядки электробусов

Широкий модельный ряд инверторных сва-

для нужд ГУП «Мосгортранс».

рочных аппаратов «Форсаж» с разными функци-

– Ваш завод много работает и для медицин-

ональными возможностями уже на протяжении

ской отрасли. Как обстоят дела у ГРПЗ в этой

многих лет применяется в разных отраслях, вклю-

сфере?

чая нефтегазовый комплекс, крупные предприя-

– Наше предприятие имеет многолетний

тия машиностроения, атомной промышленности,

успешный опыт создания медицинской техники.

мостостроения. В числе наших потребителей –

Например, диагностировать на ранней стадии

«Газпром», «Татнефть», «Роснефть», «Росатом».

опасное заболевание глаз – глаукому помогают

В соответствии с положениями Федерально-

уникальные приборы для измерения внутри-

го Закона № 522-ФЗ от 27.12.2018 к серийному

глазного давления (ВГД), которые мы выпускаем

производству подготовлено семейство новых

под торговыми марками diathera и diaton. В этих

однофазных многофункциональных счётчиков

изделиях впервые реализована инновационная

«ГАММА-1С». Все технологические процессы и

транспальпебральная склеральная технология

продукция аттестованы на соответствие требо-

измерения ВГД, не требующая анестезии и кон-

ванию международного стандарта ISO 9001.

такта с роговицей глаза. Процедура измерения

«ГАММА-1С» обеспечивают: многотарифный

занимает всего несколько секунд. С помощью

учёт активной и реактивной электроэнергии, ве-

наших приборов можно обеспечить быструю и

дение профилей мощности, функцию управления

качественную диспансеризацию большого ко-

нагрузкой, контроль качества электроэнергии,

личества людей. Метод измерения запатентован

приём и передачу информации через встроен-

в России, США и Японии. Проведена сертифика-

ные модули связи. Изделие может работать в

ция в Китае. Приборы марки diathera поставля-

составе автоматизированной информационно-

ются в Россию, а diaton экспортируется более

измерительной системы коммерческого учёта

чем в 20 стран мира. На производстве стерилизационного, лабо-

электроэнергии (АИИСКУЭ) или автономно.

26

Применение этих многофункциональных

раторного и физиотерапевтического оборудова-

счётчиков позволит поставщикам энергоресур-

ния профилируется филиал АО «ГРПЗ» – Каси-

сов разрабатывать и реализовывать мероприя-

мовский приборный завод.

тия по выявлению и устранению коммерческих

Предприятие производит большую линейку

потерь, контролировать качество электроэнер-

воздушных и паровых стерилизаторов объёмом

гии, повышать эффективность использования

камер от 10 до 640 литров, ультрафиолетовые

энергоресурсов.

камеры, термостаты, медицинскую мебель.

В рамках реализации проекта по созданию

В 2019 году оно вывело на рынок новые из-

в стране зарядной инфраструктуры для элек-

делия собственной разработки – комплексные

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

установки УМО-21 ПЗ и УМО-75 ПЗ для утили-

Кресло «РелаксМаг», как и комплекс «Муль-

зации инфицированных медицинских отходов

тимаг», разработано совместно с учёными Ря-

опасного «Б» и чрезвычайно опасного «В» клас-

занского государственного радиотехнического

сов. Эти изделия актуальны и когда клиники ра-

университета имени В.Ф. Уткина (РГРТУ). Модель

ботают в штатном режиме, и особенно в периоды

будет обладать широким спектром параметров

пандемий. Их применение помогает обезопасить

для более эффективного воздействия на паци-

труд медицинского персонала. При этом исполь-

ента.

зование установок позволяет медучреждениям

«РелаксМаг» планируется применять для

сэкономить до 40% расходов на систему обра-

проведения послеоперационной реабилитации,

щения с медицинскими отходами. Цены на наши

в физиотерапии, а также в спортивной медици-

утилизаторы ниже, чем на импортные аналоги.

не в качестве инструмента быстрого восстанов-

Глубокой модернизации подверглись паро-

ления спортсменов. Касимовский

вые стерилизаторы ГКа-25 ПЗ настольного типа

приборный

завод

заклю-

и ГКа-100 ПЗ стационарного типа. В результате

чил договор с Рязанским государственным

улучшились потребительские свойства (увели-

медицинским университетом им. академика

чилось количество пользовательских режимов

И.П. Павлова. Проводится совместная работа по

стерилизации), расширились области примене-

проведению доклинических испытаний на ап-

ния оборудования. При этом снизилась себесто-

парате «РелаксМаг». Они должны завершиться в

имость изделий, что является важным фактором

третьем квартале текущего года, после чего нач-

в условиях импортозамещения и жёсткой конку-

нётся процесс регистрации в Росздравнадзоре. Расширенные

ренции на рынке медицинского оборудования.

функциональные

возмож-

Более двухсот санаториев, профилакториев,

ности аппарата по сравнению с комплексом

госпиталей и реабилитационных центров Рос-

«Мультимаг», более низкая цена, в том числе

сии, Беларуси, Казахстана, Азербайджана, Литвы

по сравнению с конкурентными аналогами, по-

и Кипра используют в своей работе уникальный

зволят новинке занять свободную нишу, которая

магнитотерапевтический

«Мульти-

составит 50% рынка. Два изделия «РелаксМаг»

маг». Метод лечения основан на оздоровитель-

можно будет приобрести по цене одного ком-

ном воздействии на организм низкоинтенсив-

плекса «Мультимаг», а это увеличит пациентопо-

ного магнитного поля специальной структуры.

ток в медицинском учреждении.

комплекс

Оба изделия можно назвать уникальными,

В числе показаний к применению – сосудистые, бронхо-лёгочные

заболевания,

заболевания

опорно-двигательного аппарата. Например, эф-

их стопроцентных аналогов в России не суще-

Кресло «РелаксМаг»

ствует.

впервые представлено на

фективность лечения артериальной гипертонии,

– Задача диверсификации производства

Международной выставке

заболеваний суставов, позвоночника и сосудов

поставлена перед предприятиями, подобными

«Здравоохранение-2019»

головного мозга превышает 85%. «Мультимаг» используют и в спортивной медицине: с его помощью снимают утомление у спортсменов после тренировок и соревнований, проводят профилактику и лечение травм. В настоящее время Касимовский приборный завод готовит к выпуску новинку – магнитотерапевтическое кресло «РелаксМаг». Изделие разработано с целью модернизации комплекса «Мультимаг», усовершенствования

конструк-

ции, расширения функциональных возможностей, повышения надёжности работы аппарата, обеспечения компактности и удобства, а также снижения стоимости изготовления и эксплуатационных расходов.

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

27

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

ГРПЗ, на самом высоком уровне. Какая работа в этом направлении проводится?

В существующих сегодня экономических условиях для разработки новых образцов про-

– Диверсификация производства – задача

дукции в рамках диверсификации считаем целе-

не из простых. Главное – оптимально выстроить

сообразным привлекать сторонние организации.

производственно-технологическую и финансо-

Такие партнёры у нас уже есть, например вузы,

вую модель управления предприятием, при ко-

малые инновационные предприятия при них.

торой мы сможем обеспечивать выпуск передо-

АО «ГРПЗ» имеет тесные взаимоотношения с

вых образцов авионики в рамках госзаказа и на

Рязанским государственным радиотехническим

экспорт, а также развивать новые направления

университетом имени В.Ф. Уткина, с МГТУ имени

деятельности. Очень сложно найти те образцы

Н.Э. Баумана. Есть совместные проекты с меди-

новой высокотехнологичной конкурентоспособ-

цинскими вузами. Например, с Российским на-

ной продукции, которые можно было бы запу-

циональным исследовательским медицинским

стить в серию, а затем успешно реализовать на

университетом имени Н.И. Пирогова в Москве и

рынках и получить прибыль. Учитывая богатый

Рязанским государственным медицинским уни-

производственный опыт, кадровый потенциал и

верситетом им. академика И.П. Павлова.

технологические возможности завода, для на-

С последним вузом мы в апреле заключили

шего предприятия было бы оптимальным осво-

договор о сотрудничестве в области разработки

ение инновационной продукции в области

изделий медицинской тематики и дальнейшего

радиоэлектроники. Нам нужны большие, мас-

изготовления этих изделий на производствен-

штабные проекты, которые позволят выпускать

ных мощностях АО «ГРПЗ». Подобный договор

высококонкурентные изделия не только на рос-

уже действует с РГРТУ, а в ближайшее вре-

сийский, но и мировой рынок.

мя будет подписан и с Рязанским государст-

Для этого на нашем заводе специально создан отдел диверсификации, в числе главных задач ко-

венным агротехнологическим университетом им. П.А. Костычева.

– Имеет ли завод в разработке абсолютно

торого – поиск на рынке источников средств и продуктов, которые предприятие могло бы вы-

новые проекты?

– Да, сейчас мы вплотную занимаемся под-

пускать на своих производственных площадках, подготовка проектов с технико-экономическими

готовкой ряда очень интересных продуктов. Совместно с МГТУ им. Н.Э. Баумана работа-

расчётами по освоению новых изделий с прогнозированием размера последующей прибыли.

ем над созданием изделия на основе плазмен-

Медицинский аппарат «Заря»

28

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Экспериментальный базовый образец «Заря-УФИ-1200» обеспечивает возможность изменения параметров излучения в широком диапазоне

но-оптических технологий – прибора «Заря».

смартфон, планшет, персональный компьютер,

Это инициативная разработка АО «ГРПЗ», она

Raispberry Pi и т.д., – которая использует для

финансируется за счёт собственных средств

связи с ценниками на прилавках Bluetooth v.5.0.

предприятия. Объём инвестиций составляет

Радиус действия базы в торговом зале – 40 ме-

12 миллионов рублей.

тров, она может охватывать 65 тысяч ценников.

Новинка имеет высокий потенциал импортозамещения и хорошие экспортные возмож-

Для связи базы с головной организацией используются стандартные каналы связи. По сравнению с аналогами, имеющими-

ности. Планируем провести её сертификацию

ся на рынке, система электронных ценников

в 2021 году. Технологии, применяемые в изделии «Заря»,

АО «ГРПЗ» дешевле, она имеет дополнительный

высокоинтен-

функционал, а батарея ценника работает доль-

сивного импульсного оптического излучения

ше. Система интегрирована с 1С. Она не тре-

и способны решать широкий спектр задач по

бует дополнительной инфраструктуры и может

обеззараживанию ран, воды, помещений, зерна

управляться со смартфона. База позволяет под-

и многого другого. Их можно использовать в ме-

ключать датчики пожарной и охранной сигнали-

дицине, агропромышленном комплексе и пище-

зации, системы видеонаблюдения, музыкальное

вой промышленности. В данный момент в МГТУ

сопровождение работы торгового зала.

основаны

на

использовании

им. Н.Э. Баумана разработан опытный образец

Применение системы электронных ценни-

изделия, работающий в полевых условиях и

ков поможет торговой организации значительно

условиях Арктики.

снизить операционные расходы, повысить уро-

Ещё один новый проект – система электрон-

вень обслуживания клиентов.

ных графических ценников, которая может за-

В завершение отмечу, что Государственный

менить в организациях торговли классические

Рязанский приборный завод открыт к взаимо-

бумажные.

выгодному сотрудничеству с организациями,

Дисплей электронного ценника отображает

имеющими конкурентоспособные высокотехно-

информацию о стоимости и характеристиках то-

логичные разработки. Диверсифицировать про-

вара. Изменение информации осуществляется

изводство очень непросто, но даже проблемы и

дистанционно по команде удалённой головной

трудности, которые неизменно есть на нашем

организации.

пути, могут стать новой отправной точкой раз-

Принцип работы системы прост: в торговом зале устанавливается база – это может быть

4/2020

вития, главное – вовремя увидеть возможности и грамотно воспользоваться ими.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

29

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Технология автоматизированной диагностики радиоэлектронной аппаратуры А ЛЕКСЕЙ К УЛИКОВ,

На сегодняшний день в связи с активным

Автоматизация процессов контроля по-

инженер-программист

развитием радиолокационных технологий и

зволяет существенно сократить время техно-

увеличением

разрабаты-

логических операций настройки, калибровки

ваемых комплексов индивидуальной защиты

и испытаний, что во много раз повышает точ-

I категории АО «НИИ «Экран»

функциональности

летательных аппаратов, ростом числа стандар-

ность и достоверность получаемых результатов,

ЮРИЙ ЕРЕН Д ЕЕВ,

тов и протоколов связи, реализуемых в одном

а также снижает требования к квалификации

советник главного технолога

комплексе, требований к радиоизмерительным

операторов.

системам становится всё больше. Возрастает ко-

Одной из разработок АО «НИИ «Экран»

личество контролируемых параметров, соответ-

для контроля средств индивидуальной за-

В Л А Д ИМИР

ственно увеличивается время, необходимое для

щиты летательных аппаратов различного назначения является высокотехнологичный мо-

АО «НИИ «Экран»

М А К Л А ШОВ,

проведения испытаний. Новое более высокое

заместитель главного

качество и точность тестирования потребовали

дульный малогабаритный радиотехнический

конструктора

более квалифицированных специалистов для

комплекс нового поколения с функциями ра-

АО «НИИ «Экран»

выполнения измерений. Суммируя широкий

диотехнической разведки и радиоэлектронно-

перечень важных требований к измерительной

го подавления.

Рис. 1. Приёмопередающий антенный модуль

системе, используемой в процессе производст-

Концепция построения модульного ком-

ва комплексов защиты самолётов и вертолётов,

плекса предполагает наличие в его составе

их элементов, можно свести их к требованиям

блока обработки и управления, пеленгацион-

её высокой производительности, функциональ-

ного модуля и приёмо-передающего антенного

ности и технологичности.

модуля (ППАМ). В свою очередь, в состав комплекса входят десятки приёмных и передающих модулей, что увеличивает время настройки и испытаний пропорционально количеству установленных модулей (рисунок 1). В связи с этим для решения задач настройки, калибровки, испытаний составляющих элементов с минимальной трудоёмкостью и высоким качеством и в целом для обеспечения максимальной эффективности работ при производстве комплекса в АО «НИИ «Экран» создано специализированное автоматизированное рабочее место (АРМ) (рисунок 2). Архитектура АРМ настройки и контроля СВЧ-изделий и широкополосных антенн разделена по функциональному назначению на три составные части (рисунок 3): ♦♦

передвижная стойка с набором типовых приборов для настройки и контроля СВЧизделий;

♦♦

30

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

антенный измерительный комплекс;

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

♦♦

станция периферийного сканирования JTAG для программирования и контроля цифровых и аналоговых СВЧ-изделий. В АРМ настройки и контроля СВЧ-изде-

лий применены технологии высокопроизводительных модульных радиоизмерительных платформ PXI/PXI Express, включающие в себя многослотовое шасси, контроллер на базе многоядерного процессора, а также широкий спектр модульных приборов разнообразного назначения. В данных платформах реализован принцип модульного построения системы, что позволяет расширять и масштабировать функциональность измерительной системы в процессе эксплуатации. Программно-определяемая функциональность измерительной системы позволяет оптимизировать процедуру контроля изделий, учитывая специфику режимов и условий тестирования.

Рис. 2. АРМ

В качестве основного прибора для опре-

настройки и контроля

деления радиочастотных характеристик СВЧ-

сверхвысокочастотных

изделий используется векторный анализатор

(СВЧ) изделий

цепей (ВАЦ), который обеспечивает измерение таких параметров, как амплитудно-ча-

19" стойку, что позволяет дополнительно обес-

стотные, фазово-частотные характеристики,

печить мобильность АРМ.

коэффициент стоячей волны (КСВ), полной

Ключевой особенностью функционирова-

матрицы S-параметров, интермодуляционных

ния АРМ является технология периферийного

искажений, точки сжатия на 1 дБ по входу и

сканирования JTAG (рисунок 4) на этапе сборки

выходу, коэффициент шума, входной и выход-

цифроаналоговых СВЧ-модулей, содержащих в

ной мощности и др.

своём составе JTAG-компоненты.

Наличие опции анализатора спектра расши-

Периферийное сканирование – это вид

ряет возможности ВАЦ и позволяет проводить

структурного электрического тестирования, при

измерения побочных внеполосовых состав-

котором подключение к тестируемому устрой-

ляющих. Входящий в состав АРМ ВАЦ имеет

ству (печатному узлу) осуществляется через вы-

двухканальную архитектуру. Многоканальные

веденные на периферию изделия соединители,

измерения на входе и выходе СВЧ-модулей

соответствующие международному интерфейсу

осуществляются с помощью набора модульных

IEEE 1149.x и обеспечивающие передачу тесто-

ВЧ-коммутаторов, выполненных в форм-факто-

вых сигналов от тестового оборудования (обо-

ре PXI и установленных в шасси PXI/PXIe.

рудования периферийного сканирования) к те-

Измерительная система управляется по ин-

стируемым компонентам устройства. В качестве

терфейсу Ethernet с помощью встраиваемого

тестируемых компонентов выступают цифровые

системного контроллера, установленного в мно-

компоненты, поддерживающие интерфейс IEEE

гослотовое шасси на базе платформы PXI. Сюда

1149.x и имеющие помимо стандартной логики

же устанавливаются другие модульные прибо-

ядра дополнительных элементов в виде сдвиго-

ры: осциллограф, мультиметр, генератор произ-

вых регистров, связанных со всеми выводами

вольных сигналов, программируемые источники

компонентов. Такие компоненты называются

питания, модули цифрового ввода/вывода, мо-

JTAG-компонентами. Также тестированию под-

дули низкочастотной и высокочастотной комму-

лежат другие цифровые (не поддерживающие

тации. Приборы и устройства смонтированы в

IEEE 1149.x) и аналоговые компоненты, находя-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

31

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Рис. 3. Структурная схема АРМ настройки и контроля СВЧ-изделий и широкополосных антенн

щиеся в одних цепях с JTAG-компонентами. Ито-

динатах), коэффициент усиления, коэффициент

конкретного изделия.

стоячей волны, разность фаз между элементами

Периферийное

сканирование

на

этапе

антенной решётки. Для проведения многока-

цифроаналоговых СВЧ-модулей, со-

нальных измерений используются ВЧ-коммута-

держащих в своём составе JTAG-компоненты,

торы, установленные в шасси PXI и управляе-

сборки

32

граммы направленности (в том числе в 3D-коор-

говое тестовое покрытие зависит от топологии

позволяет выявить следующие ошибки произ-

мые с помощью встроенного контроллера АРМ

водства: короткое замыкание, обрыв цепи, пе-

по оптоволоконному кабелю на расстоянии до

ревёрнутый компонент, неверный компонент,

30 метров. Кроме того, антенный измеритель-

отсутствующий компонент, бракованный компо-

ный комплекс позволяет осуществлять имита-

нент, неисправный компонент, дефекты провод-

ционное моделирование ситуаций, в условиях

ников в слоях печатной платы, функциональную

которых предполагается работа изделия в штат-

неисправность.

ном режиме.

При наличии в приёмном или передающем

Для управления процессом тестирования

модуле флэш-памяти и ПЛИС можно произвести

разработан программный комплекс, который

их внутрисхемное программирование.

в автоматизированном режиме устанавливает

Калибровка и испытания пеленгационного

необходимые режимы работы модулей ППАМ и

модуля и ППАМ проводятся с помощью опор-

подаёт с ВАЦ тестовый сигнал в соответствии с

но-поворотного устройства (рисунок 5). Для

заданными параметрами. После окончания те-

измерения их характеристик применён метод

стирования формируется и выводится на печать

измерения в дальней зоне с возможностью

протокол испытаний. Если проводятся испыта-

расширения измерений в ближней зоне. Среди

ния модулей на соответствие техническим усло-

радиотехнических характеристик антенн и ан-

виям, то протокол формируется в соответствии

тенных решёток, измеряемых с помощью АРМ,

с ГОСТ РВ 15.307-2002 «Система разработки

можно выделить такие, как амплитудные диа-

и постановки продукции на производство. Во-

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

енная техника. Испытание и приёмка серийных изделий». Тестовые последовательности для приёмных и передающих модулей разрабатываются с помощью языков программирования С/С++, Python, средствами графической разработки NI LabVIEW и среды для организации автоматизированного тестирования NI TestStand. Управление измерительными приборами осуществляется с помощью языка команд SCPI, драйверов IVI-COM и динамических библиотек. Разработанное программное обеспечение проходит метрологическую экспертизу в отделе метрологии и испытаний на предприятии. В заключение перечислим решающие преимущества, которые предоставляет АРМ для настройки и испытаний средств защиты ЛА, созданное специалистами АО «НИИ «Экран»: 1. Блочно-модульный принцип построения

ния, а также их систематизация для статистиче-

Рис. 4. Станция

ской обработки.

периферийного

АРМ обеспечивает взаимозаменяемость одно-

4. Комплексное решение, достигнутое в ре-

типных функциональных устройств и блоков

зультате построения АРМ, позволяет проводить

(модулей) в условиях эксплуатации без длитель-

тестирование как отдельных элементов ком-

ной остановки работы системы.

плекса защиты ЛА, так и его в целом от этапа

2. Использование типовых решений даёт

производства до этапа испытаний.

5. Повышение

возможность динамической переналадки АРМ под различные типы выпускаемых изделий (в том числе перспективные).

3. Удобное представление и документирование результатов каждого из этапов тестирова-

сканирования JTAG

производительности тру-

да при производстве комплекса, в том числе исключение человеческого фактора за счёт ошибочных действий оператора (автоматизация всех процессов, измерений, переключений). Рис. 5. Опорноповоротные устройства из состава антенного измерительного комплекса

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

33

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Сверхширокополосные усилительные тракты наземных станций РЭБ СЕРГ ЕЙ ПЕ Т У ХОВ,

Настоящая статья является продолжением

требования в отношении ширины диапазона ра-

ведущий инженер,

публикации «Особенности построения сверх-

бочих частот (ДРЧ), мгновенной полосы обзора,

Акционерное общество

широкополосных трактов наземных станций ра-

вида и параметров разведываемых и воспроиз-

«Всероссийский научно-

диоэлектронного подавления», размещённой в

водимых радиосигналов, чувствительности, ди-

исследовательский

журнале «Радиоэлектронные технологии» № 1

намического диапазона, точностей определения

институт «Градиент»

за 2019 год. В ней были рассмотрены общие

их частотно-временных параметров (ЧВП).

(АО «ВНИИ «Градиент»)

вопросы построения систем определения па-

Поскольку одновременная реализация этих

раметров и воспроизведения радиосигналов

требований в одноступенчатом устройстве не-

Г ЕНН А Д ИЙ ПЕЧЕРЕЙ,

(СОПВР) современных станций радиоэлектрон-

возможна, необходимый ДРЧ разбивается на

ведущий инженер,

ной борьбы (РЭБ). При этом отмечено, что важ-

ряд сравнительно узких частотных участков

ной особенностью СОПВР наземных станций

(каналов), которые преобразуются в единый

РЭБ является раздельная во времени работа

диапазон промежуточных частот (ДПЧ). А в нём

ВИК ТОР ПОЕ Л У ЕВ,

приёмной и воспроизводящей частей системы,

применяются сравнительно низкочастотные и

ведущий научный

что позволяет существенно уменьшить массу и

узкополосные беспоисковые по частоте высо-

габариты аппаратуры. В статье приведена струк-

кочувствительные приёмники (многоканальные,

АО «ВНИИ «Градиент»

сотрудник,

турная схема СОПВР и детально представлено

дисперсионные и цифровые), позволяющие по-

кандидат

построение важной составной части усилитель-

лучать требуемые точностные характеристики.

технических наук

но-преобразующего тракта первой ступени –

В связи с этим СОПВР выполняется в виде ком-

АО «ВНИИ «Градиент»,

частотно-преобразующего

бинированного двухступенчатого устройства с

устройства (МЧПУ). Одновременно обращено

преобразованием частоты. Такие технические

многоканального

внимание на то, что «требуемые высокая чув-

характеристики СОПВР, как точность определе-

ствительность и динамический диапазон СОПВР

ния ЧВП, вид помехи и ширина её спектра, обес-

реализуются в установленном перед МЧПУ уси-

печиваются в основном во второй ступени на

лителе-делителе мощности (УДМ), работающем

промежуточных частотах. Реальная чувствитель-

поочередно в режимах усиления принятых сиг-

ность и динамический диапазон СОПВР в нема-

налов и сформированных помеховых сигналов».

лой степени зависят от построения усилительно-

Целью нынешней публикации является под-

преобразующего тракта в первой ступени.

робное рассмотрение особенностей построения

В связи с этим к усилительно-преобразую-

УДМ с учётом того, что в его составе установлены

щим трактам СОПВР предъявляются требова-

элементы системы контроля работоспособности

ния обеспечения низкого коэффициента шума,

как самого УДМ, так и других частей изделия.

малой величины частотной неравномерности

Следует отметить, что важным моментом при

коэффициента

проектировании сверхширокополосных много-

тяжённости линейного участка амплитудной ха-

канальных усилительно-преобразующих трактов

рактеристики.

Как отмечалось в предыдущей статье, к мо-

34

достаточной

про-

На рисунке 1 приведена схема СОПВР, на

является организация контроля их работоспособности, желательно в автоматическом режиме.

передачи,

которой первая ступень представлена в виде, позволяющем лучше пояснить особенности её

ноимпульсным СОПВР перспективных наземных

построения и устройство УДМ с системой конт-

станций РЭБ предъявляются достаточно высокие

роля работоспособности изделий.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Рис. 1. Структурная схема СОПВР АФС – антеннофидерная система; ПС – передающая система; УДМ – усилительделитель мощности; УСУ – устройство связи и управления; УУДМ – устройство усиления и деления мощности;

Как следует из предыдущей статьи, МЧПУ

смотрены подрежимы, позволяющие осуществ-

МЧПУ – многоканальное

может содержать до пяти (N = 5) частотно-раз-

лять как автоматический контроль работоспо-

частотно-преобразующее

несённых многоканальных частотных преобра-

собности составных частей изделия и самого

устройство;

зователей (МЧП) с числом каналов n = 4, 6 или

изделия, так и ручной контроль СОПВР путём по-

РЧ – радиочастота;

8. Таким образом, общее число выходов МЧПУ

дачи сигнала с выхода УДМ «Выход АК» к входу

ПЧ – промежуточная

может составлять N х n.

УДМ «Вход» путём их соединения с помощью

частота;

СОПВР с учётом операций контроля работо-

кабеля с аттенюатором. С выхода «Выход АК»

АК – автоконтроль;

способности изделия работает в трёх основных

можно через внешнюю антенну проконтроли-

N – число частотных

режимах: «Определение ЧВП», «Воспроизведе-

ровать исправность АФС изделия. Отметим, что

каналов в УДМ;

ние помехи» и «Контроль».

наличие системы воспроизведения помехового

n – число каналов

В режиме «Определение ЧВП» поступаю-

сигнала позволяет в значительной мере повы-

в многоканальном

щий от АФС на вход СОПВР сигнал усиливается

сить достоверность результатов контроля и его

частотном

в УДМ и через соединители «Выход/Вход 1» …

оперативность, поскольку можно сформировать

преобразователе МЧПУ

«Выход/Вход N», объединяющие приёмный и

контрольный сигнал на любой частоте в преде-

воспроизводящий усилительные тракты, посту-

лах рабочего диапазона частот изделия.

пает на соединители «Вход РЧ/Выход РЧ 1» …

Рассмотрим устройство и работу УДМ.

«Вход РЧ/Выход РЧ N» МЧПУ. В МЧПУ сигнал

Усилитель-делитель мощности (далее – УДМ)

попадает в один из частотно-преобразующих

предназначен для усиления, деления принятых

каналов, где его частота преобразуется в еди-

сигналов на N выходов, суммирования воспро-

ный для всех каналов ДПЧ. Преобразованный

изведённых второй ступенью сигналов с N вхо-

сигнал через соответствующий соединитель

дов на один выход и формирования сигналов

«Выход ПЧ/Вход ПЧ» выдаётся на соединитель

контроля и автоконтроля.

«Вход ПЧ/Выход ПЧ» второй ступени, в которой

Функционально УДМ (рисунок 1) состоит из

определяются ЧВП поступившего сигнала или

устройства связи и управления (УСУ), а также

производится его запоминание.

устройства усиления и деления мощности (УУДМ). УСУ выполняет следующие функции:

При включении режима работы «Воспроизведение помехи» сформированный помеховый

♦♦

сигнал с выхода второй ступени (соединитель

схемы: переключателями, аттенюатором и

«Вход ПЧ/Выход ПЧ») совершает обратный путь через тот же частотно-преобразующий канал

источниками питания; ♦♦

МЧПУ и УДМ до его соединителя «Выход ПС» и

родинов; ♦♦

товность изделия к работе и осуществляется автоматический контроль функционирования

обеспечивает хранение исходных загрузочных данных;

♦♦

изделия и его составных частей. В нём преду-

4/2020

проводит загрузку управляющих кодов и контроль работы синтезаторов частот гете-

далее на передающую систему станции. В режиме «Контроль» определяется го-

формирует сигналы управления элементами

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

формирует опорный тактовый сигнал с частотой 100 МГц;

ТЕХНОЛОГИИ

35

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Последний предназначен для проверки трактов УДМ и изделия в целом. При работе УДМ в режиме «Определение ЧВП» сигналы поступают на соединитель «ВХОД» УУДМ и далее через направленный ответвитель Но1, необходимый для ввода в тракт сигналов автоконтроля, попадает на вход высокодинамичного усилителя А2, компенсирующего потери мощности сигнала в высокочастотном коаксиальном тракте. С выхода усилителя У2 сигналы проходят через направленный ответвитель Но2 и поступают на управляемый цифровой аттенюатор Ат, служащий для компенсации изменений коэффициента передачи тракта при Рис. 2. Структурная схема

♦♦

устройства усиления и деления мощности

♦♦

Дт – детектор; САК – система

Но – направленный

ливаются и с помощью делителя мощности Дм3 разветвляются на N каналов. Для определённости примем N = 5. На выходах делителя мощно-

сигналы и распределяет их на N каналов, сум-

сти установлены усилители У10-У14, где сигнал

мирует сигналы от N входов в один общий

усиливается и через открытые каналы переклю-

тракт, формирует сигналы контроля и автокон-

чателей П7-П11 поступает на соответствующие

троля.

соединители «ВХ/ВЫХ 1» – «ВХ/ВЫХ 5». Соединитель «ВХ/ВЫХ 1» соответствует бо-

УДМ имеет следующие технические харак-

автоматического контроля; См – смеситель;

Далее сигналы поступают на усилитель У9, уси-

осуществляет контроль температурного режима работы микросборки УУДМ.

Г – гетеродин;

П – переключатель;

изменениях температуры окружающей среды.

элементов схем;

Микросборка УУДМ усиливает входные

Ат – аттенюатор; Дм – делитель мощности;

формирует вторичные напряжения питания

лее низкому по частоте каналу, а соединитель

теристики: ♦♦

ответвитель; У – усилитель; Ф – фильтр

диапазон рабочих частот на разъёме ВХОД

«ВХ/ВЫХ5» – более высокочастотному. Усили-

от fн до fв, где fн, fв – соответственно ниж-

тели У9, У10-У14 обеспечивают компенсацию

няя и верхняя границы рабочего диапазона

потерь уровней сигналов на аттенюаторе Ат и

частот изделия;

делителе мощности Дм3. При работе УДМ в режиме «Воспроизведе-

♦♦

коэффициент шума не более 5,5 дБ;

♦♦

коэффициент передачи в режиме «Опреде-

ние помехи» сигнал помехи со второй ступени

ление ЧВП» от разъёма ВХОД до каждого из

через МЧПУ поступает на один из соединителей

разъёмов «ВХ/ВЫХ 1» – «ВХ/ВЫХ N» в соот-

«ВХ/ВЫХ1» … «ВХ/ВЫХ5» и далее через откры-

♦♦

♦♦

ветствующих полосах частот не менее 15 дБ;

тый канал переключателей П7-П11 попадает на

коэффициент передачи в режимах «Воспро-

соответствующий вход сумматора Дм2. С выхо-

изведение помехи» и «Контроль» от разъё-

да сумматора через усилитель У6 сигнал посту-

мов «ВХ/ВЫХ 1» – «ВХ/ВЫХ N» до разъёмов

пает на вход переключателя П5, с нижнего по

«ВЫХОД ПС» и «ВЫХОД АК» в соответствую-

схеме выхода которого попадает на вход широ-

щей полосе частот 15±2 дБ;

кополосного усилителя У4, а с его выхода – на

неравномерность коэффициента передачи

вход переключателя П2 и далее – на соедини-

трактов «ВХОД» – «ВХ/ВЫХ 1» … «ВХОД» –

тель «Выход ПС» или соединитель «Выход АК»

«ВХ/ВЫХ N» в соответствующих диапазо-

УДМ в режиме «Контроль». При работе в режиме «Контроль» формиру-

нах частот в полосе частот 500 МГц не бо-

емый второй ступенью импульсный или непре-

лее 1,5 дБ; КСВН на разъёмах ВХОД и «ВХ/ВЫХ 1» …

рывный сигнал (импульсный используется для

«ВХ/ВЫХ N», «ВЫХОД ПС» «ВЫХОД АК» не

проверки УДМ, непрерывный – для проверки

более 2,5 и 2 соответственно.

частотно-преобразующих каналов МЧПУ) посту-

УДМ работает в режимах «Определение

пает на соединитель «ВХ/ВЫХ 1» и далее через

ЧВП», «Воспроизведение помехи» и «Контроль».

переключатель П7 приходит на делитель мощ-

♦♦

36

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

ности Дм2, выполненный аналогично делителю

При подключении сигнала гетеродина от

мощности Дм3. С выхода делителя мощности

синтезатора Г2 к смесителю См2 (осуществляет

Дм2 сигнал приходит на широкополосный уси-

перенос частоты сверху вниз) через переключа-

литель У6, усиливается и далее следует на пе-

тель П6, усилитель У8, полосовой фильтр Ф3, пе-

реключатель П5, предназначенный для выбора

реключатель П3 получим контрольные сигналы,

режима проверки изделия (каналы преобразо-

которые могут быть обработаны преобразовате-

вания частоты МЧПУ) или УДМ.

лями ПЧМ3 и ПЧМ5.

При проверке УДМ импульсный сигнал с

Чтобы проверить работоспособность пре-

нижнего по схеме выхода переключателя П5

образователя МПЧ2 (МПЧ3, МПЧ4, МПЧ5) на

поступает на вход усилителя У4, усиливается и,

соединитель «ВХ/ВЫХ 2» («ВХ/ВЫХ 3» – «ВХ/

пройдя через переключатель П2, с нижнего по

ВЫХ 5»), необходимо подать непрерывный сиг-

схеме выхода поступает на соединитель «ВЫ-

нал на одной из частот его диапазона аналогич-

ХОД АК» УДМ.

но проверке МПЧ1, а используя гетеродинный

Сопрягая кабелем соединители «ВЫХОД

сигнал от синтезатора Г1 или Г2, соответственно

АК» и «ВХОД» через фиксированный аттеню-

верхнее или нижнее преобразование, получить

атор 25 дБ, можно проверить входной тракт

контрольный сигнал на любом из свободных со-

УУДМ. Сигнал с соединителя «ВЫХОД АК» че-

единителей «ВХ/ВЫХ».

рез фиксированный аттенюатор и соединитель

Таким образом, включая любой МПЧ и по-

«ВХОД» подаётся на направленный ответви-

давая формируемую им частоту сигнала, мож-

тель Но1, усиливается усилителем У2 и через

но обеспечить проверку каналов всех МПЧ на

ответвлённый выход ответвителя Но2 посту-

любой частоте любым сложным сигналом, кото-

пает на усилители У5 и У7, развязанные поло-

рый в состоянии сформировать вторая ступень

совым фильтром Ф2, а затем на детекторное

СОПВР. Так, например, если сформировать частоту

устройство Дт, с выхода которого направляется в систему автоконтроля, где и фиксируется его

fВ – 5,55 ГГц в МПЧ4 и подключить сигнал ге-

наличие. В случае неисправности какого-либо

теродина от синтезатора Г1 к смесителю См2,

из элементов проверяемых трактов автокон-

то на ответвитель Но1 поступит сигнал частотой

троль соответственно не осуществляется.

fН + 450 МГц, который будет проконтролирован

При проверке работоспособности нижнего

с помощью детектора Дт и зафиксирован систе-

по частоте частотно-преобразующего канала

мой автоконтроля. Таким способом можно про-

МЧПУ непрерывный сигнал с верхнего по схеме

верить его работоспособность. Этот способ яв-

выхода переключателя П5 через переключатель

ляется альтернативным при проверке входного

П4, смеситель См1, переключатель П1, усили-

тракта без использования кабеля, соединяюще-

тель У1, направленный ответвитель Но1 попада-

го разъёмы «ВЫХОД АК» и «ВХОД» УДМ.

ет на усилитель У2, затем на цифровой аттенюа-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

тор Ат, усилитель У9 и через делитель мощности Дм3, в зависимости от частоты гетеродина и

В наземных станциях РЭБ используются

выбранного нижнего или верхнего преобра-

сверхширокополосные малошумящие высоко-

зования, попадает на усилитель и переключа-

динамичные усилительно-преобразующие трак-

тель в цепи соответствующего соединителя

ты, особенностью построения которых является

«ВХ/ВЫХ 2» – «ВХ/ВЫХ 5».

возможность поочерёдного использования ряда

При подключении сигнала гетеродина от

устройств и элементов в режимах последова-

синтезатора Г1 через переключатель П6, усили-

тельно во времени проводимых операций раз-

тель У8, полосовой фильтр Ф3, переключатель

ведки и подавления. Это позволяет снизить мас-

П3 к смесителю См1 (осуществляет перенос ча-

су и габариты систем определения параметров

стоты снизу вверх) или к смесителю См2 (осу-

и воспроизведения радиосигналов. Важной со-

ществляет перенос частоты сверху вниз) полу-

ставной частью таких трактов являются элемен-

чим контрольные сигналы, которые могут быть

ты контроля работоспособности самой системы

обработаны преобразователями МПЧ2 и МПЧ4.

и других систем изделия.

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

37

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Современные процедуры испытаний военной техники Современная военная авиационная техника

нологиях производства. В зависимости от типа

представляет собой сложную систему, включаю-

и уровня внешних и внутренних воздействий

главный конструктор по

щую множество взаимодействующих компонен-

скрытые дефекты могут в течение установлен-

серии, АО «Ульяновское

тов бортового радиоэлектронного оборудова-

ного срока эксплуатации приводить к неустра-

ния (БРЭО).

нимым и периодическим отказам или к непра-

А ЛЕКС А Н Д Р КОМИСС А Р ОВ,

конструкторское бюро

вильной работе техники.

приборостроения»

Применение БРЭО носит циклический характер. Это в первую очередь большая интен-

Выбор параметров создаваемых предель-

А ЛЕКС А Н Д Р

сивность полётов на выполнение различных

ных режимов – одна из сложных задач испыта-

ВИНОГ РА ДОВ,

задач, резко изменяющиеся режимы и условия

телей, для выполнения которой требуется найти

главный конструктор

эксплуатации. Например, ежесуточное боевое

оптимальное решение, позволяющее обеспе-

направления,

напряжение в авиационной группе в опера-

чивать максимальную эффективность оборудо-

АО «Ульяновское

циях в Сирии нередко приближалось к боево-

вания при минимальной стоимости всего жиз-

му напряжению истребительной и штурмовой

ненного цикла. Нередко это выражают в виде

конструкторское бюро

авиации во время Курской битвы и Белорус-

обобщённого критерия как максимума отно-

кандидат технических

ской стратегической наступательной операции

шения эффективности к стоимости жизненного

наук, доцент

«Багратион» в Великой Отечественной войне.

цикла изделия.

приборостроения»,

Безотказность техники и БРЭО в её составе

Даже большие истребители-бомбардировщики Су-34 выполняли по три-четыре боевых вылета,

является одним из параметров, учитываемых

в основном в светлое время с суммарным суточ-

при определении боевой эффективности при-

ным налётом каждого из них около 10 часов.

менения авиационного вооружения. Наиболь-

В наиболее тяжёлых условиях военная

38

ший поток отказов аппаратуры регистрируется

техника применяется и эксплуатируется в пе-

на начальном этапе эксплуатации первых выпу-

риоды интенсивных полётов во время боевых

скаемых серий. Его необходимо уменьшить до

действий. С учётом указанного фактора ко всем

минимально возможного. Это будет условием,

технологиям разработки и производства компо-

что в дальнейших периодах использования тех-

нентов и оборудования предъявляются самые

ники частота отказов будет стабильно малой с

жёсткие требования. В целях их реализации при

некоторым нарастанием в конце установленно-

проектировании и в производстве проводится

го срока эксплуатации.

ряд мероприятий в соответствии с принципа-

Выявление скрытых дефектов, ведущих к

ми управления качеством, предусмотренными

отказам, позволяет осуществлять постоянный

документами ИСО 9000. Из них важнейшими

контроль качества 100% выпускаемой продук-

можно считать контрольные процедуры отбра-

ции и гарантировать её надёжность, высокую

ковочных испытаний.

работоспособность и боеготовность. Кроме того,

Сущность отбраковочных испытаний заклю-

исправность техники – это важный экономиче-

чается в создании предельных режимов работы

ский фактор, который в военном планировании

оборудования, при которых начнут проявляться

учитывается в формуле расчёта боевой эффек-

отказы БРЭО. Часть отказов обусловлена скры-

тивности.

тыми дефектами конструкции и элементно-

Цель отбраковочных испытаний с модели-

компонентной базы, другая часть – ошибками

рованием форсированных эксплуатационных

в конструкции и в разработанных технологиях

нагрузок – формирование обоснованных пер-

изготовления. Кроме того, по различным при-

воначальных предположений о возможности

чинам могут быть допущены нарушения в тех-

ранних отказов по причинам скрытых недостат-

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

ков и неисправностей компонентов БРЭО, которые могут возникать ввиду несоблюдения допусков и технологий при изготовлении элементов и сборке, а также ввиду ошибок взаимодействия аппаратной части и встроенного программного обеспечения БРЭО. Использование форсированных эксплуатационных нагрузок представлено концепцией процедур стресс-скрининга ESS (Environmental Stress Screening), нашедшей отражение в методах проведения отбраковочных испытаний в соответствии с РД В 319.02.24-99 «Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы проведения отбраковочных испытаний». Этим руководящим документом установлены правила, виды внешних воздействующих факторов и нормы проведения отбраковочных испытаний радиоэлектронной аппаратуры военного назначения, её составных частей и сборочных единиц (далее – аппарату-

водственными дефектами и нестабильностью

Рис. 1. Развитие

ры) на этапе изготовления опытных и серийных

технологического процесса.

нормативно-технической

При проведении современных процедур

образцов в соответствии с требованиями ГОСТ РВ 20.39.301 и ГОСТ РВ 20.39.302.

стресс-скрининга отсутствует имитация рабочих

Руководящий документ предназначен для

условий эксплуатации, изделие испытывается в

использования разработчиками и изготовите-

максимально возможных приложенных внеш-

лями аппаратуры при обосновании программ и

них климатических режимах работы, за счёт

методик проведения отбраковочных испытаний,

чего и происходит интенсификация отказного

специалистами НИО МО и военных предста-

состояния. Обычно в качестве внешних воздей-

вительств при задании требований и контроле

ствующих факторов выбираются температура и

правильности проведения отбраковочных ис-

её изменения в цикле, а также широкополосная

пытаний.

случайная вибрация (ШСВ).

Процедуры стресс-скрининга предполагают

На рисунке 1 изображён процесс разви-

превышение (форсирование) уровней внешних

тия в нормативно-технической документации

воздействующих факторов (ВВФ), приводящих к

МО США таких подходов. На первом этапе был

более раннему проявлению отказов за короткие

выпущен стандарт ВМФ США NAVMAT Р-9492,

периоды времени. Отказы, выявляемые в ходе

регламентирующий порядок проведения та-

ESS, условно можно разделить на три основные

ких испытаний, с накоплением статистической

группы: возникающие вследствие схемно-кон-

информации

структорских ошибок, дефектов электронной

эксплуатации,

и

экспериментального

компонентной базы (ЭКБ) и вызванных произ-

были выпущены стандарты MIL-STD-2164 и

прошедшей

Требования по температуре

Требования по вибрации

Бытовая

От 0 до +40°С

Отсутствует

Транспортная

От -40 до +75°С

1-2 Grms, 0-200 Гц

Военная

От -40 до +60°С

Отсутствует

Авиационная

От -40 до +75°С

1-2 Grms, 0-500 Гц

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

ESS-процедур

опыта

ESS-процедуры,

Тип применения

4/2020

базы МО США в части

Таблица 1. Уровни воздействия ВВФ в ESS-процедурах

39

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

Температура, С

Тип применения

Таблица 2. Уровни ВВФ при процедурах HALT для различных видов аппаратуры

ШСВ, Grms

Раб Tlim (–)

Разр Tlim (–)

Раб Tlim (+)

Разр Tlim (+)

Раб Tlim (+)

Разр Tlim (+)

Бытовая

-62

-80

92

118

46

52

Транспортная

-69

-78

116

123

121

124

Военная

-66

-81

106

124

66

69

Авиационная

-60

-90

110

128

18

29

КРЭТ первым из российских холдингов

DOD-HDBK-344, применяемые в комплексе с MIL-STD-810 (методы 514.3 и 502.2). Однако в

ввёл в эксплуатацию оборудование на базе

настоящее время наблюдается широкое разви-

контрольно-испытательного центра АО УКБП

тие тенденций к комплексному подходу в части

для проведения высокофорсированных отбра-

внешних воздействий в процессе проведения

ковочных испытаний по процедурам HALT/HASS.

процедур, например, процедуры высокофорси-

Процедуры HALT состоят из нескольких отдель-

рованных отбраковочных испытаний.

ных этапов, описанных в исследовании. Однако

Компания Commercial Aviation Electronics

стоит отметить, что процедуры HALT определяют

(США) определила следующие требования к

режимы отказа, но не их зависимость возникно-

ВВФ в зависимости от типов применения элек-

вения от времени.

тронной аппаратуры (таблица 1). По

обобщённым

Environmental

данным

Sciences

стресс-скрининга

Institute

of

(США),

внедрение

авиационными

компания-

ми позволило сократить количество отказов при приёмо-сдаточных испытаниях на 50%, а при лётных испытаниях и в эксплуатации – на 20–90%. Средняя наработка на отказ увеличилась на 50–200%. Современное применение процедур стрессскрининга в авиационной промышленности, таких

как

HALT/HASS

(HighAcceleratedLife

(Limited) Tests/High Accelerated Screening Tests), отличается от методов, используемых в настоя-

Рис. 2. Установка термопар и акселерометров

щее время в отечественных компаниях. Рис. 3. Испытания на

В таблице 2 приведены предельные значе-

Важной особенностью отбраковочных испы-

циклическое изменение

ния для высокофорсированных испытаний HALT

таний по процедурам HALT/HASS является воз-

для различных типов аппаратуры.

можность комбинированного воспроизведения

температуры ЦГИ-1-1

воздействия температуры и широкополосной случайной вибрации по каждой из осей (X, Y, Z) БРЭО одновременно. Такое воздействие, включающее в себя высокую скорость изменения температуры (до 600С в минуту), предоставляет возможность форсировать процессы накопления усталости вследствие ползучести, усиленное релаксацией напряжений в паянных соединениях и материалах, а также приводить к изгибу печатных плат с поверхностным монтажом за счёт высоких динамических тепловых градиентов. Объём проверок определяется количеством скрытых дефектов, которые необходимо

40

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

К Р Э Т. З а д а ч и и п е р с п е к т и в ы

выявить. Если изделие имеет относительно небольшое количество дефектов, то достаточно провести одну отбраковку на самом низшем уровне сборки. Для изделий с малой надёжностью, имеющих технологические дефекты, необходимо проводить отбраковку на нескольких уровнях сборки. Для их апробирования был выбран цифровой графический индикатор ЦГИ-1-1 (три образца), предназначенный для работы в составе системы топографического ориентирования для отображения цветной графической и сим-

гом повышения 10 Grms. Время воздействия на

Рис. 4. Испытания

вольной информации в боевой технике. Перед

каждом этапе составляло 15 минут при посто-

широкополосной

началом испытаний была проведена проверка

янной температуре 25°С (рисунок 4). Отказов

случайной трёхосной

работоспособности ЦГИ-1-1 на соответствие

ЦГИ-1-1 не выявлено.

вибрацией

техническим условиям. После подтверждения

Проведены испытания на комбинирован-

соответствия заявленным функциональным тре-

ное воздействие пяти циклов температуры

бованиям в блоки были установлены термопары

в диапазоне от минус 75°С до плюс 100°С и

и акселерометры (рисунок 2). В ходе испытаний

вибрации с уровнем спектральной плотности

проверка функционирования проводилась в ре-

ускорения 10 Grms с последующим повышени-

жиме эксплуатации.

ем на 10 Grms перед каждым следующим ци-

Испытания на воздействие пониженной

клом (рисунок 5). Во время комбинированных

температуры проводились с отметки 20°С с ша-

испытаний у двух образцов треснуло защитное

гом в 20°С. Время воздействия и стабилизации

стекло, не оказав влияния на работоспособ-

на каждом этапе составляло 15 минут, нижний

ность изделия.

температурный предел работоспособности со-

В испытаниях по процедурам HALT для

ставил минус 75°C. Нижний предел разрушения

ЦГИ-1-1 подтверждено соответствие требо-

в ходе испытаний не выявлен: при минус 90°C

ваниям технических условий и технологическо-

экран индикатора замерзает и перестаёт реаги-

го процесса производства при режимах, много-

ровать на команды управления. При возврате к

кратно превышающих условия эксплуатации,

нормальным условиям блок продолжает функ-

чем обеспечен запас прочности и полное исклю-

Рис. 5. Комбинированные

ционировать в штатном режиме.

чение отказов индикатора в 2018-2019 годах

воздействия температуры

на несколько порядков.

и ШСВ

Испытания на воздействие повышенной температуры проводились с отметки 20°С с шагом повышения в 20°С. Время воздействия на каждом этапе также составляло 15 минут с верхним пределом работоспособности 100°C. Верхний предел разрушения в ходе испытаний не выявлен: при 105°C появляется «синий экран», при возвращении к нормальным условиям блок продолжает функционировать в штатном режиме. Испытания на циклическое изменение температуры проводились в объёме пяти циклов со скоростью изменения температуры 60°С в минуту в диапазоне от минус 75°С до 100°С, отказов в ходе испытаний не выявлено (рисунок 3). Испытания на вибрацию выполнялись с уровня спектральной плотности 10 Grms и с ша-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

41

ОПК и Вооружённые Силы России

Панорама событий ВОЗМОЖНОСТИ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ВОЕННЫХ УГРОЗ

которые рассматривают РФ в качестве потенциального противника и обладают ядерным ору-

Указом Президента РФ от 2 июня 2020 года

жием и (или) другими видами оружия массового

№ 355 утверждены «Основы государственной

поражения либо значительным боевым потен-

политики Российской Федерации в области

циалом сил общего назначения. Российская Федерация оставляет за собой

ядерного сдерживания». Согласно документу, основными военными

право применить ядерное оружие в ответ на

опасностями, которые в зависимости от изме-

применение против неё и (или) её союзников

нения военно-политической и стратегической

ядерного оружия и других видов оружия мас-

обстановки могут перерасти в военные угрозы

сового поражения, а также в случае агрессии

Российской Федерации (угрозы агрессии) и для

против Российской Федерации с применением

нейтрализации которых осуществляется ядер-

обычного оружия, когда под угрозу поставлено

ное сдерживание, являются:

само существование государства.

а) наращивание потенциальным противни-

Президент Российской Федерации может при

ком на сопредельных с Российской Федерацией

необходимости проинформировать военно-поли-

и её союзников территориях и в прилегающих

тическое руководство других государств и (или)

морских акваториях группировок сил общего

международные организации о готовности Рос-

назначения, в составе которых находятся сред-

сийской Федерации применить ядерное оружие

ства доставки ядерного оружия;

или о принятом решении о применении ядерного

б) развёртывание государствами, которые

оружия, а также о факте его применения.

рассматривают Российскую Федерацию в ка-

Официальный сайт Президента РФ,

честве потенциального противника, систем

2 июня 2020 г.

и средств противоракетной обороны, крыла-

В РОССИИ ОДНОВРЕМЕННО ЗАЛОЖЕНЫ ШЕСТЬ БОЕВЫХ КОРАБЛЕЙ

тых и баллистических ракет средней и меньшей дальности, высокоточного неядерного и гиперзвукового оружия, ударных беспилот-

Два новейших универсальных десантных

ных летательных аппаратов, оружия направ-

корабля-вертолётоносца заложили впервые в

ленной энергии;

России на судостроительном заводе «Залив» в

в) создание и размещение в космосе средств противоракетной обороны и ударных систем; г) наличие у государств ядерного оружия

Керчи. На торжественной церемонии закладки кораблей Президент России Владимир Путин установил закладную доску первого из них.

и (или) других видов оружия массового пора-

«Сегодня на трёх ведущих верфях России

жения, которые могут быть применены против

одновременно закладываются шесть новых ко-

Российской Федерации и (или) её союзников, а

раблей дальней морской зоны. Здесь, в Керчи, –

также средств доставки этих видов оружия;

это два универсальных десантных корабля, в

д)

неконтролируемое

распространение

Санкт-Петербурге на заводе «Северная верфь» –

ядерного оружия, средств его доставки, техно-

два фрегата, а в Северодвинске на «Севмаш-

логий и оборудования для их изготовления;

предприятии» – два атомных подводных крей-

е) размещение на территориях неядерных

сера», – сказал Президент РФ.

государств ядерного оружия и средств его доставки. Российская Федерация осуществляет ядер-

42

Как уточнил В.В. Путин, универсальные десантные корабли получат имена «Иван Рогов» и «Митрофан Москаленко».

ное сдерживание в отношении отдельных го-

«По традиции универсальные десантные ко-

сударств и военных коалиций (блоков, союзов),

рабли и фрегаты нового поколения будут носить

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

ОПК и Вооружённые Силы России

Модель универсального десантного корабля

имена прославленных наших военачальников

ОПК, которая реализуется уже много лет. «Надо

и флотоводцев, которые многое сделали для

сказать, что вовремя это учредили, потому что

укрепления Военно-морского флота. Это «Иван

в значительной степени переоснастили произ-

Рогов» и «Митрофан Москаленко», «Адмирал

водственную базу», – заметил глава государства. Он обратил внимание на то, что «если госу-

Юмашев» и «Адмирал Спиридонов», – сообщил

дарство вкладывает какие-то средства в част-

Владимир Путин. Россия планирует продолжать строительство

ные предприятия, то, естественно, государство

универсальных десантных кораблей-вертолёто-

тогда ждёт, чтобы частник передал часть акций

носцев, но решение об этом будет приниматься

своего предприятия. Кого-то это устраивает, кто-

на основании практики их применения, заявил

то на это идёт для того, чтобы поднять уровень

Владимир Путин в ходе общения с рабочими

своего предприятия, в некоторых случаях даже

завода «Залив».

идут на утрату контрольного пакета». Владимир

Минобороны России заключило контракт

Путин добавил, что есть и другой инструмент

на строительство двух вертолётоносцев стоимо-

поддержки – по линии Фонда развития про-

стью около 100 млрд рублей. Предполагается,

мышленности, который выдаёт займы под очень

что водоизмещение корабля составит 25 тыс. т,

низкий процент. ТАСС, 20 июля 2020 г.

длина – около 220 м. Один корабль сможет нести более 20 тяжёлых вертолётов и перевозить до 900 морских пехотинцев. Ранее в СССР и России корабли подобного класса не строились.

СОЗДАЁТСЯ КОРПОРАЦИЯ МОРСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

По словам Путина, оборонные предприятия

В целях совершенствования системы управ-

Крыма будут загружаться заказами со стороны

ления организациями морского приборострое-

государства. Президент отметил, что заказы по

ния, сохранения и развития их научно-произ-

линии ОПК в целом по полуострову достаточно

водственного потенциала Президент РФ принял

большие. «Конечно, мы всё время думаем о том,

предложение Правительства РФ

что ещё дополнительно делать. Но загружать

Указ от 1 апреля 2020 г. № 235 об учреждении

и подписал

предприятия Крыма будем точно», – сказал Вла-

Российской Федерацией акционерного обще-

димир Путин, отвечая на вопрос о перспекти-

ства «Корпорация морского приборостроения»,

вах дальнейшего получения заказов частными

100% акций которого находится в федеральной

предприятиями оборонно-промышленного ком-

собственности.

плекса в Крыму.

В качестве вклада Российской Федерации

Президент напомнил о мерах поддержки

в уставный капитал Корпорации морского при-

этой сферы по линии госпрограммы развития

боростроения внесены акции двадцати акцио-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

43

ОПК и Вооружённые Силы России

нерных обществ. В частности, 100% минус одна

По словам источника РИА «Новости» в

акция концернов: «Моринформсистема – Агат»,

оборонном комплексе, первый штатный носи-

«Научно-производственное объединение «Ав-

тель «Посейдонов», атомную подлодку проекта

рора», «Океанприбор», Центральный научно-

098531 «Хабаровск», планируется спустить на

исследовательский институт «Электроприбор»;

воду в ближайшие месяцы, а испытания про-

по одной акции этих обществ переданы новой

длятся не менее двух лет.

Корпорации в доверительное управление и от

Тактико-технические характеристики этой

0,00002% до 2,52954% акций остальных 16

АПЛ не разглашаются. Однако, по сведениям

предприятий.

из открытых источников, её водоизмещение со-

Официальный интернет-портал правовой информации, 1 апреля 2020 г.

ставляет около 10 000 тонн, скорость 30-32 узла, глубина погружения до 500 м, автономность до 120 суток, экипаж не менее 100 человек.

КОГДА СОСТОИТСЯ ПЕРВЫЙ ПУСК « ПОСЕЙДОНА »

О разработке «Посейдона» Президент РФ Владимир Путин впервые объявил в послании

Первый пуск беспилотного подводного ап-

Федеральному собранию в 2018 году. По его

парата «Посейдон» запланирован на нынеш-

словам, такие беспилотники могут быть оснаще-

нюю осень, рассказал РИА «Новости» источник

ны обычными и ядерными боеприпасами для

в оборонно-промышленном комплексе. Пуск, по

поражения самых разных целей, авианосных

его словам, состоится с борта атомной подвод-

группировок, береговых укреплений и инфра-

ной лодки (АПЛ) «Белгород» – первого опытного

структуры. РИА «Новости», 26 мая 2020 г.

носителя этих беспилотников. «Посейдона» в собранном виде пока нет, испытываются отдель-

« ЦИРКОН » ПЛАНИРУЮТ ПРИНЯТЬ НА ВООРУЖЕНИЕ В 2022 ГОДУ

ные узлы и агрегаты», — добавил собеседник. Как заявлял гендиректор «Севмаша» Михаил Будниченко, «Белгород» планируется передать ВМФ в сентябре. Многоцелевая АПЛ «Белгород» проекта 949А «Антей» (аналог «Курска») специально мо-

Как сообщил источник в оборонно-промышленном комплексе, испытания ракеты с головного фрегата проекта 22350 «Адмирал Горшков» завершатся в 2020 году

дернизирована по проекту 09852 для системы «Посейдон».

Новейшую российскую гиперзвуковую ракету «Циркон» планируется принять на воору-

Беспилотный подводный аппарат «Посейдон» с ядерной энергоустановкой

44

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

ОПК и Вооружённые Силы России

Компьютерное изображение гиперзвуковой ракеты «Циркон»

жение в 2022 году. «По плану корабельный ком-

аппаратов (КА). Она обеспечит глобальный

плекс с ракетой «Циркон» должен быть принят

контроль поверхности земного шара.

на вооружение в 2022 году», – сказал собеседник агентства.

В сентябре должны завершиться испытания космического комплекса связи с КА «Благо-

Корабль будет поражать гиперзвуковой

вест» на геостационарной орбите. В 2022 году

ракетой как береговые мишени, так и морские

предусмотрено начать развёртывание перспек-

щиты, имитирующие корабли противника.

тивной Единой системы спутниковой связи тре-

В 2021 году, отметил собеседник, состоятся

тьего этапа Вооружённых сил РФ, а с 2023 года –

испытательные стрельбы «Цирконом» с бор-

развёртывание высокоорбитальной космиче-

та головной многоцелевой подлодки проекта

ской системы разведки.

885 (шифр «Ясень») «Северодвинск». «Первый

В интересах ВКС создаётся унифицирован-

запуск ракеты с подлодки планируется выпол-

ная командно-измерительная система «Топаз»,

нить из надводного положения, второй – из-под

которая позволит управлять космическими ап-

воды», – добавил собеседник.

паратами на всех типах орбит.

В Военно-промышленной корпорации «На-

Наземный эшелон СПРН в составе 10 РЛС

учно-производственное объединение машино-

образует сплошное периферийное радиоло-

строения» (входит в корпорацию «Тактическое

кационное поле. В целях развития наземно-

ракетное вооружение»), где, по данным СМИ,

го эшелона СПРН осуществляется создание

разработана ракета «Циркон», отказались ком-

сплошного двухдиапазонного периферийного

ментировать ТАСС предоставленную источни-

радиолокационного поля за счёт развёрты-

ком информацию.

вания на территории Российской Федерации

Для запуска ракет «Циркон» использует-

РЛС высокой заводской готовности (РЛС ВЗГ).

ся универсальный корабельный стрельбовый

Создаётся двухдиапазонный радиолокацион-

комплекс (УКСК) 3С-14. Такими пусковыми уста-

ный комплекс (ДРЛК) ВЗГ в районе Воркуты и

новками, в частности, оснащены фрегаты проек-

высокопотенциальной РЛС ВЗГ дециметрового

та 22350, корветы проекта 20380, в варианте

диапазона в районе Мурманска со сроками за-

для подлодок – многоцелевые субмарины типа

вершения в 2021 и 2022 годах соответственно.

«Ясень».

Ввод в состав СПРН этих станций обеспечит ТАСС, 11 апреля 2020 г.

завершение перевооружения СПРН на РЛС нового поколения.

КОСМИЧЕСКИЙ ЭШЕЛОН ОБОРОНЫ В рамках создания Единой космической

Учитывая актуальность развёртывания РЛС на юго-западном ракетоопасном направлении, принято решение о создании РЛС ВЗГ метрового

системы (ЕКС) к 2024 году предусмотрено раз-

диапазона в Севастополе со сроком завершения

вернуть орбитальную группировку космических

в 2024 году.

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

45

ОПК и Вооружённые Силы России

В перспективе до 2030 года развитие СПРН предусматривает модернизацию ряда

ВКС. Он выразил уверенность, что аналогов этой системы не существует в принципе.

РЛС ВЗГ, несущих боевое дежурство в Красно-

С-500 «Прометей» (ОКР «Триумфатор-М»)

дарском крае, Иркутской области, и создание

относится к новому поколению зенитно-ракет-

в Ленинградской области и Дальневосточном

ных систем класса «земля-воздух». Это универ-

федеральном округе новых средств, обладаю-

сальный комплекс дальнего действия и высот-

щих повышенными характеристиками и помехо-

ного перехвата с повышенным потенциалом ПРО. Он способен уничтожать не только балли-

устойчивостью. «Красная звезда», 3 июля 2020 г.

« ПРОМЕТЕЙ » СМОЖЕТ УНИЧТОЖАТЬ ГИПЕРЗВУКОВОЕ ОРУЖИЕ В КОСМОСЕ

стические, но и аэродинамические цели (самолёты, вертолёты), а также крылатые ракеты. РИА «Новости», 3 июля 2020 г.

НА SSJ100 НАЧАЛИСЬ ИСПЫТАНИЯ РОССИЙСКОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Зенитный ракетный комплекс С-500 «Прометей» будет обладать способностью уничтожать гиперзвуковое оружие в околоземном пространстве, заявил главнокомандующий ВКС Сергей

Филиал ПАО «Корпорация «Иркут» «Реги-

Суровикин. Ранее о том, что С-500 сможет пере-

ональные самолёты» приступил к проведению

хватывать цели за сотни километров от Земли,

лётных испытаний бесплатформенной инерци-

говорил генеральный конструктор концерна-раз-

альной навигационной системы БИНС-2015 на

работчика «Алмаз – Антей» Павел Созинов.

опытном самолёте SSJ100.

По словам Суровикина, технические харак-

Система БИНС-2015 разработана ПАО «Мо-

Бортовая инерциальная

теристики С-500 позволяют отнести этот ком-

сковский институт электромеханики и авто-

навигационная

плекс к первому поколению систем противокос-

матики» (входит в АО «КРЭТ» ГК «Ростех»). Её

мической обороны. «Заложенные в ЗРС С-500

планируется устанавливать на обновлённую

характеристики позволяют уничтожать, помимо

версию самолёта Superjet (проект SSJ-NEW).

система БИНС-2015 разработки ПАО

аэродинамических и баллистических целей, ги-

В настоящее время на серийных самолётах

электромеханики

перзвуковое оружие всех модификаций, в том

SSJ100 устанавливаются системы зарубежного

и автоматики»

числе в ближнем космосе», – отметил главком

производства.

«Московский институт

Навигационная

система

предназначена

для точного определения местоположения самолёта и параметров его движения. Основная особенность инерциальных систем – полная автономность, то есть независимость от наземных и космических источников сигналов. Высокие характеристики БИНС-2015 обеспечиваются применением лазерных гироскопов и прецизионных акселерометров. «Инерциальная навигационная система – это одна из важнейших бортовых систем. Она информирует о пространственном положении самолёта, его курсе и векторе фактической путевой скорости. Сегодня КРЭТ обладает компетенциями по производству инерциальных систем, которые по архитектурным, точностным и массогабаритным характеристикам позволяют заменить системы зарубежных поставщиков. В ходе испытаний БИНС-2015 подтвердила заявленные функциональные характеристики и соответствие точностных параметров установленной в насто-

46

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

ОПК и Вооружённые Силы России

В свою очередь информированный источ-

ящее время на борту RRJ-95 системе Laseref V. В настоящее время система проходит проверки

ник «Интерфакса» сообщил, что инициатива

в воздухе», – пояснил Владимир Зверев, первый

создания такой компании уже одобрена руко-

заместитель генерального директора АО «КРЭТ».

водством страны. По данным системы «СПАРК-Интерфакс», в

Департамент PR Корпорации «Иркут», 8 июля 2020 г.

декабре 2019 года «Ростех» стал владельцем 51% в ООО «Национальная авиационно-сервис-

СЕВЕРНЫЙ ФЛОТ СТАНЕТ ПЯТОЙ ВОЕННО -АДМИНИСТРАТИВНОЙ ЕДИНИЦЕЙ С 1 января 2021 года Северный флот ста-

ная компания» (НАК). Местонахождение фирмы – город Рязань, основной вид деятельности – «ремонт электронного и оптического оборудования». Среди контрагентов – специализирую-

нет самостоятельной военно-административной

щиеся на ремонте военной авиатехники заводы

единицей России. Соответствующий Указ Пре-

«514 АРЗ», «20 АРЗ» и «322 АРЗ». В феврале

зидента РФ Владимира Путина опубликован на

2020 года Ростех консолидировал 100% в НАК,

официальном портале правовой информации.

а сама компания была реорганизована в акцио-

«Установить с 1 января 2021 года следую-

нерное общество. «Интерфакс», 26 мая 2020 г.

щее военно-административное деление России... Северный флот – в административных

ДИВЕРСИФИКАЦИЯ – ОДНА ИЗ ВАЖНЕЙШИХ ЗАДАЧ ОПК

границах Республики Коми, Архангельской и Мурманской областей, Ненецкого автономного округа», – говорится в документе. Ранее данные территории входили в состав Западного военного округа.

Символом заседания Коллегии Военно-промышленной комиссии, которое прошло в Национальном центре управления обороной страны

Границы Южного, Центрального и Восточного военных округов остаются без изменений. «ТВ-Новости», 6 июня 2020 г.

под руководством вице-премьера РФ Юрия Борисова, вполне могла послужить скульптура Вучетича «Перекуём мечи на орала», установленная у здания ООН в Нью-Йорке. А всё потому,

В РОСТЕХЕ СОЗДАЮТ КОМПАНИЮ ДЛЯ СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭКСПОРТИРУЕМОЙ АВИАТЕХНИКИ

что орган, отвечающий за перевооружение армии, собрался, чтобы обсудить проблемы мирные – выпуск оборонкой гражданской продук-

В структуре Ростеха создают компанию для

ции. Корреспондент «МК» услышал, чем готовы

сервисного обслуживания поставляемой на экс-

порадовать страну ведущие предприятия обо-

порт авиатехники, сообщили «Интерфаксу» в

ронно-промышленного комплекса… Тема выпуска оборонными предприятиями

госкорпорации. Сейчас

единственным

спецэкспортёром

гражданской продукции возникла не случай-

российской военной техники является Рос-

но. Армию за десять лет практически перево-

оборонэкспорт (в составе Ростеха), а послепро-

оружили, объём оборонного заказа снижается.

дажным обслуживанием занимаются управляю-

Не закрывать же за ненадобностью предпри-

щие компании предприятий-производителей –

ятия, выпускающие ракеты и танки. На них

ОАК, «Вертолёты России», ОДК, КРЭТ (все они

трудятся сотни тысяч человек. Многие заводы

также входят в Ростех). «Создаваемая компа-

являются градообразующими. Властям соци-

ния объединит весь комплекс сервисных услуг,

альная напряжённость ни к чему. И без того

предоставляемых сегодня производителями са-

забот хватает. Потому-то Президент РФ и обозначил обо-

молётов, вертолётов, авионики, двигателей, различных агрегатов и бортовых систем», – заявили

ронке вехи. Кровь из носа надо обеспечить

в «Ростехе». Там подчеркнули, что эта инициа-

достижение доли производства высокотехно-

тива «направлена на совершенствование сер-

логичной гражданской продукции в общем объ-

висного обслуживания авиационной техники,

ёме производства предприятий ОПК до 30% к

поставляемой на экспорт».

2025 году и до 50% – к 2030-му.

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

47

ОПК и Вооружённые Силы России

Есть такие среди оборонщиков. Например, в Москве, Екатеринбурге, Коврове. Причём проявили они себя в самых неожиданных областях экономики. Вот о какой конверсии может мечтать разработчик стратегических ракет «Тополь-М», «Ярс» и «Булава» – Московский институт теплотехники? Генконструктор МИТа стал одним из первых в стране Героев Труда за разработку ракетноядерного щита Родины. Но и на мирном поприще МИТ отличился. Созданные при его участии станции озоносорбции обеспечивают сегодня более 60% потребностей Москвы в чистой воде. С чистой водой в стране беда. Юрий Соломонов привёл данные, согласно которым 40% населения страны использует воду, не отвечающую требованиям. Каждый год на 11 тыс. увеличивается смертность и на 3 млн в год растёт количество заболевших из-за плохой воды. Евгений Вучетич. «Перекуём мечи на орала»

Екатеринбургский

Что сейчас? Как сказал Юрий Борисов на заседании коллегии ВПК, по итогам 2019 года

завод имени М.И. Калинина, специализирую-

этот показатель – на уровне 24%. Пока, конста-

щийся на выпуске средств ПВО, освоил выпуск

тирует вице-премьер, «потенциал предприятий

коммунальных машин с полным комплектом

оборонки остаётся нереализованным в доста-

оборудования для зимы и лета. Готовы поставлять сотнями в год, но пока наши муниципалите-

точной мере». Если на мировом рынке оружия позиции на-

ты не настолько богаты. Ковровский

шей оборонки достаточно прочны (второе место

электромеханический

завод

после США по экспорту оружия), то в области

совместно с холдингом «Высокоточные ком-

гражданской продукции российские предприя-

плексы» поставил на поток производство со-

тия ОПК конкурировать не научились. В резуль-

временных тракторов. За основу взят импорт-

тате страна даже при реализации национальных

ный продукт, но постепенно уровень локализа-

проектов львиную часть бюджетных трат вынуж-

ции производства комплектующих будет расти.

дена отдавать иностранным производителям.

Тракторы уже трудятся на крымских виноград-

По данным казначейства, доля отечествен-

никах «Массандры». Самое интересное в этом

ной продукции в цене заключённых контрак-

проекте, пожалуй, то, что холдинг «Высокоточ-

тов в рамках нацпроектов за первое полугодие

ные комплексы» – это разработчик и произво-

2020 года составила 22%, или 169 млрд рублей.

дитель грозного оружия – ракетных комплексов

При этом техники и оборудования отечествен-

«Искандер» и зенитных ракетно-пушечных уста-

ного производства закуплено лишь на 42,6

новок «Панцирь-С1». Дальнейшее обсуждение проблем диверси-

млрд рублей. «Коллеги, – обратился Юрий Борисов к

фикации оборонки шло без журналистов. По-

участникам заседания, – нам с вами следует

скольку гражданская продукция грифа секрет-

работать более динамично. Уверяю, спрос бу-

ности не имеет, надо полагать, участвовавшим

дет самый жёсткий, потому что диверсификация

в онлайн-обсуждении проблем руководителям

ОПК – это задача, которую поставил перед нами

предприятий сказали что-то не предназначен-

Президент и которая требует безусловного вы-

ное для журналистских ушей. Возможно, объяс-

полнения».

нили, что их ждёт, если выполнение президент-

На заседании Коллегии ВПК дали слово

ской задачи будет сорвано.

передовикам «гражданского производства».

48

машиностроительный

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

«Московский комсомолец», 8 июля 2020 г.

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

проблемы и решения

Магнитное управление плазменной струёй электрореактивного магнитоплазмодинамического двигателя Учёные из Уханьского университета Дэн Е

ственной премии СССР, доктора физико-мате-

В Л А Д ИМИР ЧЕРНИК

(Dan Ye), Чжун Ли (Jun Li) и Джау Тан (Jau Tang)

матических наук, профессора Юрия Кубарева

старший научный

в начале мая с.г. опубликовали в журнале AIP

проведены большие исследования физических

сотрудник Научно-

Advances Американского

физики

процессов в МПДД и вопросы его применения

исследовательского

(American Institute of Physics) статью о создании

для решения широкого спектра задач в косми-

института ядерной

ими прототипа электрореактивного двигателя

ческой технике: управление движением косми-

физики имени

(ЭРД), в котором в качестве рабочего тела ис-

ческого аппарата; создание генераторов плаз-

Д.В. Скобельцына

института

мы для активного воздействия на верхние слои

Московского

Первый в мире плазменный электрореак-

атмосферы, ионосферу и магнитосферу Земли;

государственного

тивный двигатель изобрели и испытали в 1929–

нейтрализация электростатического заряда КА;

университета имени

1933 годах в СССР. С конца 50-х годов, с началом

управление вектором тяги ЭРД; создание радио-

М.В. Ломоносова

космической эры, возрос интерес к разработке

помех.

пользована воздушная смесь.

различных схем ЭРД на основе плазменных

В варианте ускорителя плазмы эти устрой-

устройств. Этот интерес в значительной мере

ства используются в промышленности для мо-

связан с именем выдающегося советского кон-

дификации поверхности материалов и работы с

структора Сергея Павловича Королёва и идеей

тугоплавкими металлами.

миссии на Марс. Успехи в технической реализа-

Юрию Кубареву принадлежит приоритет в

ции проектов позволили в СССР уже в 1964 году

изобретении магнитного управления вектором

осуществить первый полёт космического аппа-

тяги ЭРД путём магнитного отклонения плазменной струи. Способ вывода заряженных ча-

рата (КА) с ЭРД. Одним из перспективных ЭРД плазменно-

стиц из потока ионизированного газа защищён

го типа является магнитоплазмодинамический

авторским свидетельством СССР № 166368

двигатель (МПДД). Он предложен и исследован

от 4 февраля 1963 года. Экспериментальные

в СССР Юрием Кубаревым в 1958 году и защи-

исследования

плаз-

щён авторским свидетельством СССР № 166974

менной струи потребовали разработки ори-

от 4 февраля 1963 года. За рубежом работы по

гинальных

МПДД проводились с начала 60-х годов.

диагностики плазменной струи были защи-

методов

диагностики.

Способы

За прошедшие десятилетия в СССР и Рос-

щены рядом авторских свидетельств СССР, в

сийской Федерации коллективом под руковод-

том числе № 673118 от 6 января 1977 года и

ством вице-президента Общероссийской обще-

№ 755171 от 3 апреля 1978 года (авторы –

ственной организации «Академия инженерных

Юрий Кубарев, Станислав Коршаковский и Ми-

наук имени А.М. Прохорова», лауреата Государ-

хаил Красненков).

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

49

проблемы и решения

Испытание в вакуумной

Схема МПДД достаточно проста. Внутри

На основе этого закона развиты представления об оптимизации конструкции и режимов

камере действующей модели

профилированного анода в форме сопла рас-

магнитоплазмодинамического

положен катод-эмиттер электронов. Система

работы МПДД. В последующих работах было

двигателя мощностью более

электродов окружена катушкой соленоида,

проведено детальное теоретическое иссле-

создающей

дование движения плазмы в соленоидальном

1 кВт, рабочее тело – азот. В дальнейших экспериментах достигнута мощность 10 кВт

профилированное

магнитное

поле. Несмотря на простоту схемы МПДД, в

магнитном поле с учётом самосогласованных

основе его работы лежат сложные физиче-

поляризационных электрических полей и то-

ские механизмы, связанные со взаимодейст-

ков в плазме. Для решения задач плазменной нейтра-

вием плазменного образования с магнитным

лизации разработана оригинальная систе-

полем.

50

В процессе исследований МПДД Юрий

ма, основанная на использовании в качестве

Кубарев обнаружил и объяснил ряд новых яв-

источника низкотемпературной плазмы мало-

лений, которые в совокупности представляют

мощного МПДД, содержащая дополнительные

собой новый закон физики плазмы – законо-

устройства – управляющие магнитные сис-

мерность возникновения электростатической

темы (УМС). Это позволило реализовать ней-

неустойчивости плазмы, движущейся в неодно-

трализацию электрических зарядов КА путём

родных электрических и магнитных полях. Это

инжекции достаточно протяжённого плазмен-

научное открытие зарегистрировано под № 14

ного образования в затенённые области ди-

с приоритетом 2 октября 1962 года и 4 декабря

электрических и электропроводных поверх-

1963 года. Суть явлений в том, что характери-

ностей КА. Особенности процессов в МПДД

стики плазмы определяются соотношением от-

позволяют также осуществить осесимметрич-

носительных градиентов индукции магнитного

ное рассеяние струи плазмы с помощью витка

поля, концентрации заряженных и нейтральных

(короткого соленоида) с током.

частиц вдоль потока. При их равенстве харак-

Патентные исследования и мониторинг со-

теристики потока достигают экстремальных зна-

стояния плазменной нейтрализации на основе

чений.

проведённого обзора показал, что к настояще-

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

проблемы и решения

му времени в мире пока не создана эффективная и надёжная система борьбы с электризацией поверхностей космических аппаратов, что и обуславливает актуальность использования МПДД с УМС на борту КА. Для решения ряда навигационных задач, связанных с эксплуатацией КА, интерес в космической технике представляет управление вектором тяги МПД-двигателя с помощью внешних магнитных полей. В изобретении Юрия Кубарева «Устройство управления полётами ракет с двигателями плазменного типа» (авторское свидетельство СССР № 183989 от 4 февраля 1963 года) были предложены варианты устройств магнитного отклонения плазменной струи. В дальнейшем проблема управления траекторией струи внешним магнитным полем была теоретически и экспериментально исследована в работах кандидата технических наук, доцента Станислава Коршаковского. Задачей этих исследований являлось многоцелевое использование заложенных в рассматриваемом методе физических принципов, а реализация связана с исследованиями физических процессов в плазменной струе. В основе механизмов ускорения низкотемпературной плазмы МПДД лежит воздействие магнитного и электрического полей на заряженные компоненты плазмы и влияние на них относительных градиентов индукции магнитного поля, давления и концентрации нейтральных и заряженных частиц. Изменение конфигурации и величины индукции профилированного магнитного поля даёт широкие возможности и варианты управления струёй плазмы с помощью внешней УМС. Её элементами являются постоянные магниты или электромагниты, которые размещаются за срезом двигателя ниже по потоку плазмы – в зоне, где основное магнитное поле уже ослаблено. УМС практически не влияет на процессы внутри двигателя. По этой же причи-

электрических полей и токов в плазме было

Плазменная струя МПДД,

не энергетические затраты на создание управ-

показано, что вдоль МСЛ такого поля могут

отклонённая под действием

ляющего поля много меньше, чем на создание

проходить плазменные сгустки с высокой

управляющей магнитной

основного поля.

плотностью.

системы, выполненной в

При детальном теоретическом исследова-

Инжектируемая двигателем плазма дви-

нии с помощью дрейфовой модели движения

жется вдоль силовых линий результирующего

электромагнитов,

плазмы в несимметричном магнитном поле с

магнитного поля, созданного магнитной систе-

размещённых на кольцевом

учётом самосогласованных поляризационных

мой МПДД и его отклоняющей системой. Экс-

магнитопроводе

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

виде двух цилиндрических

51

проблемы и решения

периментальные исследования проводились в

величины тепловой скорости электронов в

МПДД мощностью 0,1–10 кВт с характерными

плазме. При этом величина градиента индук-

параметрами струи:

ции магнитного поля может изменяться в ши-

♦♦

направленная скорость, v ~104-105 м/с;

♦♦

концентрация

заряженных

роких пределах: от ~ 0 до 0,1 Тл/м. Магнитогидродинамическое

частиц,

n ~ (10 -10 ) м ;

позволяет учесть те процессы, которые не рас-

температура электронов, Те ~(1–10) эВ;

сматривались в дрейфовой модели. Существен-

♦♦

индукция магнитного поля (на срезе анода),

ную роль играют процессы столкновения частиц,

В ~ (0,005 -0,2) Тл;

при этом:

давление в вакуумной камере, р <10-2 Па.

♦♦

♦♦

20

-3

плазма

рассматривается

как

невязкая

Можно выделить два основных механизма

сплошная среда с постоянной температурой

отклонения плазменного потока в искривлён-

электронов и ионов, причём электронная

ном магнитном поле:

температура многократно превосходит ион-

♦♦

ную;

электростатический, когда захват плазмы магнитным полем происходит благодаря

♦♦

наведённые магнитные поля малы;

кулоновскому взаимодействию заряженных

♦♦

предполагается

частиц; ♦♦

магнитный,

стационарное

истечение

плазменной струи в вакуум; обусловленный

диамагнетиз-

♦♦

плазма считается квазинейтральной, состоя-

мом плазмы.

щей из электронов и ионов одного вида.

В МПДД существенную роль играет элек-

Движение плазмы описывается системой

тростатическое взаимодействие электронного

уравнения магнитной гидродинамики. Для од-

и ионного компонентов, обусловленное тем, что

номерного случая система уравнений разделя-

электроны в плазме замагничены, а ионы – нет.

ется на газодинамическую и электромагнитную.

Двигаясь вдоль МСЛ результирующего поля

Первая система даёт возможность по заданной

двигателя и отклоняющей системы, электроны

конфигурации магнитного поля вычислить про-

увлекают за собой ионы, создающие попереч-

дольный и поперечный импульсы при внешнем

ный импульс. При этом струя плазмы в целом

воздействии на плазму управляющего магнит-

отклоняется, создавая эффект поворота вектора

ного поля. Вторая даёт возможность исследовать

тяги ЭРД при включении УМС.

электродинамические параметры в струе. Такие

Для описания движения плазмы в магнит-

расчёты для МПДД с УМС были проведены, их

ном поле рассматриваются две модели, которые

результаты согласуются с анализом дрейфового

уточняют механизм управления плазменным

приближения.

потоком: дрейфовая модель и магнитогидроди-

***

намическое приближение.

52

приближение

♦♦

17

Рассмотренные

механизмы

взаимодей-

В двигателе условия дрейфового представ-

ствия плазменных образований с внешним

ления легко реализуются для электронного ком-

магнитным полем МПДД и УМС позволяют на-

понента, для которого характерны центробеж-

глядно представить физические процессы, про-

ный, градиентный и электрический дрейф.

исходящие в струе плазмы в области действия

Ионы не замагничены, и их движение не

управляющего поля. Наиболее существенную

подчиняется дрейфовой теории. Как показали

роль в этих механизмах играют возникающие

расчёты, величина скорости центробежного

поляризационные электрические поля, гради-

дрейфа в рабочей зоне на несколько поряд-

енты магнитных полей, плотности и давления,

ков меньше скорости градиентного дрейфа.

электропроводные свойства среды, связанные

Так, например, при электронной температуре

с концентрацией электрических зарядов и тем-

10 эВ, скорости струи 104 м/с, радиусе струи

пературой электронного компонента плазмы.

0,03 м, индукции магнитного поля 0,02 Тл

Полученные результаты исследований полезны

величина скорости центробежного дрейфа

для построения структурной и функциональ-

равна 0,6х103 м/с, а скорость градиентного

ной схем управления плазменным потоком

дрейфа – 500x103 м/с, то есть имеет порядок

МПД-двигателя.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

проблемы и решения

Оптические ректенны аэрокосмических энергетических комплексов Результаты активных исследований альтернативных источников энергии, ведущихся в Европейском союзе, Японии, США, Великобрита-

СОЛНЕЧНЫЕ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ БАТАРЕИ

нии, Канаде, Израиле, Китае, Индии и в странах

Ключевым элементом во всех проектах кос-

Юго-Восточной Азии, уже сегодня позволяют

мических солнечных электростанций являются

А ЛЕКС А Н Д Р СИГ ОВ, президент «МИРЭА-Российский технологический университет» («РТУ МИРЭА»)

проектировать космические солнечные энерге-

ректенны – солнечные фотопреобразователь-

В Л А Д ИМИР М АТ ЮХ ИН,

тические комплексы (рисунок 1).

ные батареи, выполняющие функцию приёмных

директор Научно-

уни-

антенн и детекторов излучений. Они проекти-

исследовательского центра

верситет» предложил вариант аэрокосмической

«МИРЭА-Российский

технологический

руются в виде панелей, состоящих из решёток

«РТУ МИРЭА»

солнечной электростанции в составе многомо-

сенсоров ректенн (Rectified Antennas – выпрям-

дульного космического сегмента (рисунок 1B), ат-

ляющие антенны). В ряде случаев они могут ра-

ИГ ОРЬ А БА ШКОВ,

мосферных промежуточных платформ на высотах

ботать совместно с плёночными концентратора-

ведущий специалист

20-30 км над Землёй и наземных пунктов приёма

ми солнечной энергии.

по международным

энергии. Каждый модуль может аккумулировать и

Большой опыт эксплуатации космических

техническим проблемам

преобразовывать в лазерное излучение от 100 до

солнечных батарей на основе AlGaAs/GaAs,

солнечной аэрокосмической

300 МВт солнечной энергии, которое направляет

AlGaInP/GaAs/Ge и других гетероструктур на ос-

электростанции

на одну из приёмных стратосферных платформ.

нове соединений А3В5 показал их повышенный Рис. 1. Проекты космических солнечных электростанций: A – ALPHA. США; B – Модульный принцип построения аэрокосмической солнечной электростанции MIREA – Russian Technological University; C – Sun Tower, Япония; D – Space-Based-SolarPower

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

53

проблемы и решения

таксиальных слоев полупроводников путём совместного пиролиза, взаимодействия различных комбинаций металлоорганических соединений и гидридов (МОС-гидридной эпитаксии), а также современных планарных технологий. Квантовые фотоэлектронные преобразователи с КПД более 40% планируется создать за счёт формирования многослойных (десятки слоёв) гетероструктур, использования нелинейных характеристик метаматериалов и концентрации солнечного излучения до уровня «100-1000 Солнц». Альтернативное направление в создании оптических ректенн для солнечных космических электростанций – наноантенные технологии использования волнового взаимодействия солнечного электромагнитного излучения с наноструктурированными средами. В отличие от ректенн с Рис. 2. Распределение

КПД, более высокие значения удельного энерго-

полупроводниковыми фотопреобразователями,

интенсивности солнечной

съёма и радиационной стойкости по сравнению

наноректенны основаны на волновых принци-

энергии по спектру

с кремниевыми батареями. Трёхпереходные

пах приёма и преобразования солнечного элек-

каскадные фотоэлектронные преобразователи

тромагнитного излучения в электрический ток.

солнечных батарей на основе трёх последова-

Они содержат в качестве детекторов барьерные

тельно соединённых p-n переходов в материа-

приборы с контактом типа «металл-изолятор-

лах с различной шириной запрещённой зоны в

металл» (МИМ) или им подобные.

условиях околоземного космоса обеспечивают

НАНОАНТЕННЫЕ РЕКТЕННЫ

существенный КПД более 30%. Спектральное распределение солнечного из-

Наноректенны будут особенно эффективны-

Рис. 3. Наноантенные

лучения за пределами земной атмосферы обозна-

ми в инфракрасном и терагерцовом диапазонах

ректенны:

чается АМ0, а на поверхности Земли при условии,

при повышенных температурах окружающей

a – тип «бабочка»,

что Солнце находится в зените, – АМ1 (рисунок 2).

среды, где неэффективны фотопреобразователи,

b – спиральный

Дальнейшие перспективы увеличения КПД

основанные на квантовых принципах.

наноантенный элемент

связаны с разработкой 4 и 5 переходных ка-

ректенны из графена

скадных фотоэлектронных преобразователей.

могут быть сформированы на основе плёноч-

на диэлектрической

Для их получения необходимо применение

ных нелинейных устройств, интегрированных

высокопроизводительных прецизионных тех-

в наноантенные ячейки. Для создания детекти-

нологических установок

рующих элементов наноректенн перспективны

подложке, c – антенная матрица наноректенн

a

54

выращивания

эпи-

Детектирующие

элементы

b

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

наноректенн

c

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

проблемы и решения

Рис. 4. Наноректенна Georgia Research Tech Institute (Atlanta, USA)

моноатомные слои графена, обладающего вы-

и рассматривается как поток электромагнитной

сокой проводимостью, необходимыми нелиней-

энергии в диэлектрике и осцилляция электро-

ными свойствами в конфигурации геометриче-

нов по поверхности металла. Surface plasmon

ского диода и способного выдерживать высокие

polaritons отражаются от нанограниц поверхно-

плотности тока (рисунок 3). В Georgia Research

сти, вдоль которой распространяются. При неко-

Technology Institute (Atlanta, USA) созданы нано-

торой длине волны возникает резонанс Surface

ректенны, КПД преобразования световой энергии

plasmon polaritons. Отношение длины волны

которых достиг 15%. В перспективе прогнози-

plasmon в графене к длине волны света в сво-

руется эффективность наноректенн до 70-80%.

бодном пространстве выражается уравнением

Для изготовления оптических ректенн ис-

,

пользуются наноструктуры с конечными разме-

где λO – длина волны света в свободном

рами. Электроны в металле быстро реагируют на электромагнитное поле солнечного излучения,

пространстве, α ≈ 1/137 – константа тонкострук-

создавая осциллирующий ток или напряжение

турного слоя, ε – диэлектрическая постоянная,

между контактами антенны. Ориентируя антен-

EF – уровень Ферми графена, ħω – энергия фо-

ну необходимого размера на Солнце, можно со-

тона света, поступающего на графен (ħω ≈ 0,117

здать условия для резонанса электромагнитных

эв. для ИК длины волны 10,6 мкм), ε ≈ 1 в возду-

волн солнечного излучения и усиления сигнала.

хе, λПП /λО ≈ 2/137.

Под его воздействием в наноантенне создаются

При этом соотношение длины волны плаз-

сильные локальные осцилляции электрическо-

мона к конкретной длине волны излучения

го поля, воздействующие на электромагнитные

должно быть L ≈ n/2 х λO/68.

волны, проходящие вдоль границы раздела

MULTI - WALLED CARBON NANOTUBES

металл-диэлектрик, которые являются Surface plasmon polaritons. Их движение ограничено в

Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT)

направлении, перпендикулярном к поверхности,

оптической ректенны служат электродом тун-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

55

проблемы и решения

Рис. 5. a – вертикально совмещённый слой MWCNT; b – поперечное сечение границы раздела слоя Au/MWCNT толщиной 200 нм c трубками над «лесом»; c – структура «леса», обработанного плазмой

a

b

c

нельного диода с высокой работой выхода элек-

щине нанотрубок внутри матрицы c 10 млрд на-

тронов и одновременно являются оптической

нотрубок не превышает 1 нм. Такой же размер

антенной, принимающей солнечное электро-

должны иметь наночастицы катализатора. Изготавливать оптические ректенны плани-

магнитное излучение фиксированной частоты. Для изготовления оптических ректенн на базе

руется по технологии создания тонких и сверх-

MWCNT (рисунок 4) на кремниевые пластины

тонких слоёв металлов и диэлектриков. Сним-

n-типа с удельным сопротивлением 0,001–0,005

ки сканирующей электронной микроскопии

ом методом электронно-лучевого испарения на-

MWCNT представлены на рисунке 5. Несмотря на высокую точность изготов-

носятся слои катализатора Ti, Al и Fe толщиной 150, 10 и 3 нм. Ti образует адгезивный слой, со-

ления графеновых нанотрубок, сверхтонких

единяющий матрицу с кремниевой подложкой.

слоёв диэлектриков и металлов оптических

Слой Al удерживает и абсорбирует наночастицы

ректенн, конусное электрическое поле на на-

Fe на подложке, образуя наноостровки для роста

нотрубках диаметром 10 нм и 1,0-1,5 нм с

углеродных нанотрубок. Перед нанесением слоёв

многослойными диэлектриками MWCNT-Al2O3-

катализатора половина образца покрывалась сло-

ZrO2-Al2O3-ZrO2-Ag и MWCNT-Al2O3-HfO2-Al2O3-

ем SiO2 толщиной 200 нм для отделения участка

HfO2-Ag с разной величиной электронного

зондирования от активной области диода.

сродства создаст в ректеннах волнообразное

Вертикально совмещённые MWCNT выра-

электрическое поле. Это, а также необходи-

щиваются методом химического осаждения

мость учёта пондермоторной силы, действую-

паров при низком давлении с использованием

щей на тела в неоднородном осциллирующем

катализатора – Fe, Cu, Co (или других неназыва-

электромагнитном поле, способной привести

емых металлов), контролируемого Raman-спек-

к новым физическим эффектам, существенно

троскопией. Точность выдерживания диаметра

усложняет расчёт эффективности оптических

8-10 нм нанотрубок +/- 0,3 нм. Разброс по тол-

ректенн в квантовом режиме.

Рис. 6. Слева – гексагональная решётка графена, справа – Brillouin zone (области значений волнового вектора k, при которых энергия электронов изменяется непрерывно, претерпевая разрыв на границах)

56

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

проблемы и решения

Рис. 7. Слева – зонная структура одного гексагонального кольца, справа – фокусировка в центре структуры зоны, где совпадают (в идеальном графене) точка электрической нейтральности и Dirac points

ДИОДЫ И РЕКТЕННЫ НА ГРАФЕНАХ

мости. В графене скорость электронов и дырок

Графен – двумерный (2D) материал из ато-

чрезвычайно большая, но в 300 раз меньше

мов углерода в гексагональной решётке. У каж-

скорости перемещения фотонов.

дого атома три сильных σ-связи с ближайшими

Подвижность

электронов

в

графене

соседними атомами углерода и одна π-связь,

при температуре ниже 200º К составляет

ориентированная

плоскости

200 000 см2/в-1*сек-1. При температурах свы-

Решётка графена состоит из двух треуголь-

40 000 см2/в-1*сек-1 из-за рассеяния электронов

ных структур, формируемых векторами a1 и a2.

термически созданными поверхностными фо-

Она представляется переплетением двух треу-

нонами на подложке SiO2.

за

пределы

2D-решётки.

ше 200ºК подвижность электронов падает до

гольников в кристаллической решётке (рисунок 6). Зону проводимости графена создаёт π-зона.

Рост изготавливаемых туннельных диодов и оптических ректенн происходит при давле-

Для установления электронной структу-

нии 1 кРа, температуре 850оС и контролирует-

ры зон или соотношения энергия-импульс ис-

ся методом Raman-спектроскопии. Источником

пользуется модель прочных связей, в которой

углерода является газ C2H2. Al2O3. Базовый слой

электроны прочно связаны со своими атомами,

Ti удерживает частицы Fe внизу на подложке.

ограниченно взаимодействуют с соседними и

Легирование, примеси, дефекты графена

следующими ближайшими соседними атомами

создают центры рассеяния, нарушают симме-

углерода. Подразумевается, что вклад в про-

трию пары электрон-дырка, сильно меняя его

водимость даёт один электрон. Остальные три

кристаллическую решётку. В нём снижается

электрона, образующие σ-зону, вклада в про-

подвижность электронов, а длина свободного

водимость не вносят. «Скачок» π-электронов

пробега электронов уменьшается до нескольких

происходит на ближайший атом или на сле-

десятков нанометров, что увеличивает ширину

дующий ближайший атом. В графене верхняя

запрещённой зоны. Свойства подложки влияют

π-зона – это зона проводимости электронов,

на электрофизические характеристики графена,

нижняя π-зона – валентная зона проводимости

который в настоящее время выращивается из

дырок. Параметры «скачка» t1 и t2 характеризу-

газовой фазы на пластинах меди и других под-

ют возможности электронов переместиться на

ложках.

ближайший соседний атом (в графене t1 ≈ 2,8эв

Разработка и изготовление оптических рек-

и t2 ≈ 0,1 эв). Зонная структура одного гексаго-

тенн по технологии создания тонких и сверхтон-

нального кольца изображена на рисунке 7.

ких слоёв металлов и диэлектриков с исполь-

В нейтральном состоянии уровень Ферми

зованием туннельных МДМ диодов позволяет

нелегированного и свободного от дефектов

перейти к созданию ректенн с использованием

идеального графена располагается точно на

лазерных диодов для преобразования солнеч-

пересечении валентной зоны и зоны проводи-

ной энергии в лазерное излучение.

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

57

проблемы и решения

Проблемы транспортировки энергии на пространственно распределённые объекты ВА Д ИМ ВЕ Д МИ ДСК ИЙ,

Основой технологического

Одна из серьёзных проблем развития эко-

перехода

к

ведущий инженер,

номики России – распределённость центров

безэмиссионной энергетике представляется

АО «Московский

энергообеспечения и центров потребления на

широкое распространение современных стан-

радиотехнический институт

больших, зачастую изолированных друг от дру-

ций, в первую очередь солнечной и ветровой

РАН» (МРТИ РАН),

га территориях с крайне разными климатиче-

энергетики. В проекте «Энергетической страте-

скими условиями и рельефом. Для её решения

гии России до 2035 года», разработанном во

прикладываются большие усилия по созданию

исполнение поручения Президента Российской

А ЛЕКС А Н Д Р К ЛЮЧНИК,

избыточной установленной мощности центра-

Федерации от 6.07.2013 г. № Пр-1471 и одоб-

заведующий лабораторией,

лизованной энергосистемы. В 2018 году она

ренном Правительством Российской Федера-

составляла 250,4 ГВт, тогда как, по данным Мин-

ции 2 апреля 2020 года, констатируется, что

кандидат технических наук

Объединённый институт

энерго России, максимальная нагрузка на сети в

государственная поддержка ВИЭ на оптовом

РАН (ОИВТ РАН),

том же году не превысила 153,6 ГВт. Невостре-

рынке электрической энергии и мощности

кандидат физико-

бованность значительных энергетических мощ-

России повышает их инвестиционную при-

математических наук

ностей в стране – один из серьёзных негатив-

влекательность в производстве высокотехно-

ных факторов пространственного дисбаланса

логичного инновационного оборудования и

высоких температур

А ЛЕКС А Н Д Р

производства и потребления энергии, который

на рынке инжиниринговых услуг по созданию

СВИРИ ДОНОВ,

требует постоянных значительных затрат на

объектов солнечной и ветроэнергетики различ-

начальник отдела

развитие и поддержание инфраструктуры тран-

ной мощности и сложности.

АО «МРТИ РАН», доктор

спортировки беспрецедентно больших объёмов

Сегодня электроэнергию научились полу-

физико-математических

топлива и разветвлённых мощных линий элек-

чать при рассеянном свете и крайне низких и

наук

тропередачи. В частности, на Дальнем Востоке

высоких температурах. Разработаны россий-

для дальнейшего развития магистрально-энер-

ские технологии и налажено высокотехнологич-

ВИК ТОР Т Ю ЛЬП А КОВ,

гетической сети предусматривается до 2024

ное производство гетероструктурных фотоэлек-

ведущий инженер,

года построить 4,8 тысячи километров линий

трических модулей с коэффициентом полезного

руководитель проекта, ОИВТ РАН, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

58

электропередачи и почти три тысячи мегавольт-

действия (КПД) более 23%. С 2017 года осу-

ампер (МВА) трансформаторной мощности.

ществляются их экспортные поставки, а также

Мировой опыт даёт пример решения указанной проблемы – дополнительное обеспечение

оказываются инжиниринговые услуги в области солнечной энергетики.

потребителей во многих регионах, подключён-

Новые технологии могут позволить начать

ных к крупным энергоузлам, с распределённых

в ближайшее десятилетие решение проблем

возобновляемых источников энергии (ВИЭ), та-

повышения доступности, упрощения техниче-

ких как солнечные и ветровые электростанции

ского присоединения к энергетической инфра-

(СЭС, ВЭС). При относительно малой мощности

структуре России и обеспечения энергией труд-

они высокоадаптивны для работы в сетях со

нодоступных и высокоширотных районов без

значительными перепадами нагрузок. Кроме

прокладки наземных линий электропередачи

того, созданы энергосберегающие технологии,

большой протяжённости, о чём министр энер-

позволяющие использовать до 85% рассеивае-

гетики Александр Новак доложил на заседаниях

мого тепла на первичных источниках для обо-

Совета Федерации РФ в марте и Правительства

грева производственных и жилых помещений.

РФ – в апреле с.г.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

проблемы и решения

нии, Китае, Индии. К 2030 году в Японии плани-

Рис. 1. Размещение

способности СЭС со станциями на иных техноло-

руется вырабатывать 7% электричества на СЭС.

солнечной приёмо-

гиях производства пока не устранена. В России

По некоторым оценкам, инновационные и

современная возобновляемая энергетика, по

технологические прорывы ожидаются в при-

и модулей солнечных

оценке аналитического центра Climate Action

менении электричества для автомобильного,

панелей на объекте

Tracker (CAT), в повестку дня не входит. Так, в

грузового транспорта, производства цемен-

Но проблема недостаточной конкуренто-

проекте «Энергетическая стратегия России до

та, бумаги, металлов и пластиков с особыми

2035 года» планировалось к настоящему време-

свойствами,

ни на объектах ВИЭ производить 2,5% от общей

(Renewable) энергии – электролиза водорода

выработки электричества в стране с увеличени-

по перспективной схеме энергия-газ (Power-to-

в

технологии

возобновляемой

ем к 2035 году в 10-14 раз. В реальности сектор

gas). Его относительно просто аккумулировать

ВИЭ не превысил 1%. В 2018 году установлен-

в сжатом или сжиженном виде и хранить пра-

ная мощность возобновляемой энергетики (без

ктически в неограниченных объёмах в течение

гидроэнергетики) в ЕЭС России достигла 1,018

долгого времени. Это позволит осуществлять

ГВт, из них СЭС – 0,834 ГВт. Но коэффициент

работу ВИЭ в стационарных режимах нагрузки

использования установленной мощности СЭС в

с одновременным обеспечением готовности к

2018 году уменьшился до 14,65% по отноше-

энергообеспечению в пиковой обстановке. Одним из путей повышения экономической

нию к 2017-му. Считается, что достаточным условием для

эффективности систем распределённой энерге-

широкого перехода к использованию ВИЭ

тики рассматриваются энергоузлы автономных

явится реальная потребность в ней жилых, об-

солнечных, дизельных и теплоэлектростанций

щественных,

мощностью до 15 МВт, работающих от местных

коммерческих

зданий,

малых

производств, которые достаточно просто адап-

природных ресурсов, с накопителями, инвер-

тируются к новым источникам без серьёзного

торами, беспроводными СВЧ-каналами подачи

технологического переоснащения и нового

энергии потребителям. Для таких комплексов,

энергетического сервиса. Например, в Герма-

располагаемых в непосредственной близости

нии – энергетический переход (Energiewende):

(до десятка километров) от малых городских по-

при развитой электросетевой инфраструктуре

селений (10 тысяч человек) и других объектов,

возможна значительно более дешёвая дополни-

вполне доступна существующая инфраструктура

тельная электроэнергетическая система, состоя-

энергообеспечения при подсоединении к ней

щая на 70% из современных ВИЭ, в которой не

по СВЧ-беспроводным линиям.

применяются аккумуляторы. Здесь к 2050 году

АО «МРТИ РАН», как ведущей организацией,

планируется завершить переход к 100%-ному

выполнен цикл исследований по оптимизации

использованию ВИЭ для указанных целей по-

систем беспроводной передачи электроэнергии

требления. Подобные подходы приняты в Япо-

(СБПЭ) с помощью СВЧ-излучения, определению

4/2020

преобразующей станции

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

59

проблемы и решения

Рис. 2. Мощный клистрон (АО «НПП «Торий» и АО «МРТИ РАН»)

и отработке основной её элементной базы для

зации на энергогенерирующих модулях немец-

слабо освоенных районов Сибири, Дальнего Вос-

кого производства, работающих на различных

тока и для передачи в промышленные районы

видах газового топлива.

страны. В кооперации предприятий совместно с

Ключевыми элементами СВЧ-каналов пере-

Исследовательским центром имени М.В. Келдыша

дачи являются мощные клистроны с направля-

в 1992–1995 годах исследованы и обоснованы

ющей антенной для генерации СВЧ-энергии в

принципы построения и определены параметры

диапазоне частот 2,45-10 ГГц.

систем энергоснабжения Земли из космоса. Раз-

В России в начале 90-х годов созданы до-

витие подобных проектов глобального характера

статочно эргономичные клистроны непрерыв-

в будущем может осуществляться в рамках меж-

ного действия мощностью 100 кВт (рисунок 2),

дународного сотрудничества.

и в настоящее время поддерживается их серий-

Обосновано, что в структуре КПД СБПЭ, ха-

ное производство в требуемом количестве.

рактеризующего эффективность и технико-эко-

Приёмная часть канала беспроводной тран-

номическую целесообразность его создания,

спортировки представляет собой приёмо-преобра-

КПД СВЧ-каналов транспортировки должен

зующую ректенну. Топология её элемента представ-

иметь уровень не ниже 30-50% по всей линии,

лена на рисунке 3, а структурная схема с общей для

начиная от первичного источника.

СВЧ-канала и СЭС системой преобразования, нако-

Возникающие побочные тепловые излуче-

пления и питания потребителя – на рисунке 4.

ния могут целесообразно использоваться для

Одним из дальнейших необходимых шагов в

собственных нужд генерирующих объектов и

интересах повышения эффективности техноло-

других незначительно удалённых от станций по-

гий ВИЭ представляется разработка технологии

требителей. Есть примеры их успешной реали-

создания приёмо-преобразующих элементов гибридного типа, реализующих в едином конструк-

Рис. 3. Сегмент ректенны

тиве преобразование принимаемого солнечного

(АО «МРТИ РАН»)

излучения в энергию излучения СВЧ-диапазона и его последующую фокусировку на ректенну. В гибридном элементе интегрируются следующие функции: ♦♦

преобразование

солнечными

батареями

принимаемого излучения Солнца в постоянный электрический ток; ♦♦

последовательно-параллельный сбор электроэнергии от солнечных панелей;

♦♦

передача вырабатываемой энергии в накопитель;

♦♦

подача постоянного электрического тока для его преобразования в энергию СВЧ-излучения;

60

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

проблемы и решения

Рис. 4. Структурная схема приёмо-преобразующей части канала транспортировки

♦♦

подстройка излучающих элементов и вывод

в излучение СВЧ-диапазона (ректенна). Подобная

СВЧ-излучения в заданном направлении на

технология позволит обеспечить бесперебойное

ректенну, расположенную на объекте потре-

снабжение потребителей в отсутствие соляриза-

бителя.

ции районов расположения их объектов.

Наиболее подходящей по критериям мини-

В настоящее время проводятся исследова-

мальной стоимости, максимального срока служ-

ния и разрабатываются широкоспектральные

бы и минимальных эксплуатационных расходов

приёмо-преобразующие панели (ППМ), охваты-

является твердотельная планарная технология

вающие диапазон солнечного спектра от УФ, оп-

Рис. 5. Элемент

изготовления основных элементов – панели

тического, инфракрасного до узкоспектрального

модуля приёма

солнечных батарей, усилителей СВЧ, линий сбо-

СВЧ-диапазона на частотах 2,45-10 ГГц.

солнечного излучения,

ра постоянного тока, фазовращателей и излучающих элементов. В качестве примера на рисунке 5 представ-

В интересах создания гибридных ППМ на

преобразования

первом этапе проведены исследования влияния

и излучения в

СВЧ-излучения с плотностями мощности, харак-

радиочастотном диапазоне

лен элемент модуля приёма излучения Солнца, преобразования в радиочастотный диапазон и излучения. Модуль выполнен в виде трёхслойной структуры: ♦♦

верхний слой – солнечная батарея с линиями сбора постоянного тока;

♦♦

ниже расположен слой с усилителями на кремниевых транзисторах, фазовращателями, микросхемами блока контроля и управления модулем;

♦♦

в самом нижнем слое помещены микрополосковые излучатели с линиями питания. Накопитель может выполняться в виде от-

дельного блока и подключаться к панели с помощью разъёмов. Представляет интерес разработка технологии создания приёмо-преобразующих элементов гибридного типа в едином конструктиве, преобразующих солнечное излучение (солнечная батарея)

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

61

проблемы и решения

использования общей топологии элементов преобразования солнечной и СВЧ-энергии и её каналирования для дальнейшего потребления. Следующим необходимым шагом в интересах развития СБПЭ представляется создание нового поколения приёмо-преобразующих СВЧ-модулей на диодах Шоттки с требуемыми частотными и энергетическими характеристиками, разработка топологии их гибридизации с фотоэлектронными преобразователями в едином конструктиве на основе планарных и 3DMS-технологий. Гибридные ППМ перспективны для применения в ряде специфических приложений, в том числе обеспечивающих длительное функционирование автономных объектов в сложных климатических условиях (Северный морской путь, АрктиРис. 6. Схема эксперимента

терными для приёмо-преобразующих ректенн,

ка, Антарктика, горные районы), для обеспечения

по комплексированию

на работоспособность типовой солнечной па-

функционирования космических объектов в усло-

приёма солнечного и СВЧ-излучения

нели при вариации солнечной освещённости

виях дистанционного обслуживания бортовых

(рисунок 6).

энергетических систем и экстренных ситуаций.

и преобразования

В качестве объекта исследования использо-

в постоянный ток

валась солнечная батарея SM 12-15P со следу-

энергоснабжения

высокоширотных

предназначаться система энергоснабжения на

ющими характеристиками: номинальное напряжение – 12 В;

основе низкоорбитальной солнечной космиче-

номинальная мощность – 15 Вт;

ской электростанции (СКЭС). При высоте орбиты

тип элементов – поликристаллические;

СКЭС в перигее 0,5…1 тыс. км её стоимость уже

класс качества – Grade A;

приемлема для инвестирования и реализации

количество элементов в модуле – 36 шт.

в настоящее время, так как все основные тех-

В состав аппаратуры также входили ими-

нологии и эскизные конструкционные решения

татор солнечного излучения и измерительная

её элементов имеются. СКЭС может при прохо-

аппаратура. Для облучения использован гене-

де над заданной областью поверхности Земли

ратор непрерывного режима работы на частоте

сбрасывать на наземные и космические рек-

2,45 ГГц. В качестве антенны использован пира-

тенны накопленную энергию. При мощности

мидальный рупор.

10…100 МВт площадь приёмо-преобразующей исследований

системы СКЭС составит 104…105 м2. Создание,

показали, что при значениях плотности потока

как сегодня кажется, футуристической системы

энергии:

энергоснабжения возможно на основе упоми-

Результаты

♦♦

♦♦

62

Для

объектов (небольшие города, посёлки) может

проведённых

менее 10 мВт/см2 – заметного влияния СВЧ-

навшейся выше гибридной технологии, объеди-

излучения на работу солнечной батареи не

няющей в одном модуле функции преобразо-

зафиксировано;

вания солнечной энергии в СВЧ-излучения и

примерно 200 мВт/см – зафиксировано не-

функции её транспортировки в заданные точки

большое (1,3%) плавное снижение выходно-

на поверхности Земли или в космосе.

2

го напряжения и тока, которое происходит

Новые технологии распределённой малой

не скачком, а постепенно, приводя к предпо-

и микрогенерации электроэнергии, агрегирова-

ложению, что оно является результатом на-

ния ресурсов, управляемого потребления созда-

грева тонкого поверхностного слоя батареи.

ют реальную базу для привлечения инвестиций

Таким образом, существует принципиаль-

в использование ВИЭ и существенного сдержи-

ная возможность совмещения оптически про-

вания роста цен на розничных (локальных) рын-

зрачных ректенн с солнечными модулями и

ках электроснабжения.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

решение научно-практических задач

Управляемые авиационные бомбы для беспилотных летательных аппаратов Применение комплексов беспилотных лета-

качестве вооружения БЛА предусматривается

А ЛЕКСЕЙ КОЗЫРЕВ,

тельных аппаратов (БЛА) для нанесения ударов

разработка УАБ малого калибра (УАБ МК), в их

главный конструктор

впервые предложено в 1975 году в программе

числе планирующих УАБ (УПАБ): Small Bomb

по направлению

долгосрочных исследований и планирования

System (SBS), Small Smart Bomb (SSB) и Small

авиационных средств

развития (Long-Range Research and Development

Diameter Bomb (SDB) массой до 125 кг, 68 кг

поражения

Planning Program – LRRDPP) США. Первый воору-

и даже до 45 кг. При повышенной точности

АО «Государственное

жённый тактический БЛА RQ-1/MQ-1 Predator

ударов УАБ МК их боевая часть (БЧ) неболь-

научно-производственное

(фирма General Atomics Aeronautical Systems Inc. –

шой мощности достаточна для эффективного

предприятие «Регион»

GA-ASI) применялся с 2001 до 2018 года в Аф-

воздействия почти на 85% типов прочных объ-

(ГНПП «Регион»),

ганистане, Ираке, Ливии, Мали, Сирии, Сомали,

ектов, на которые назначались бетонобойные

кандидат технических

Йемене. В 2007 году в ВВС США поступил БЛА

бомбы BLU-109 (таблица 1).

наук

Боевые свойства УАБ МК нового поколения:

MQ-9 Reaper. Он нёс управляемые ракеты (УР): 14хAGM-114 Hellfire или 4хAGM-114 Hellfire и

повышенная точность ударов, обеспеченная

СЕРГ ЕЙ СЕМЁНОВ,

2хУАБ GBU-12 Paweway II (GBU-38 JDAM с GPS)

инерциально-спутниковой системой управ-

руководитель

калибра 500 фунтов каждая.

ления (ИСУ), системой конечного наведения

группы анализа и

(СКН), что сокращает применение УАБ круп-

перспективного

ных калибров с соответствующим уменьше-

проектирования

нием нежелательного ущерба объектам;

АО ГНПП «Регион»,

улучшенная управляемость, увеличенная

кандидат технических

дальность планирования (относа) после

наук

♦♦

КОНЦЕПЦИЯ СОЗДАНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ АВИАЦИОННЫХ БОМБ В концепции ВВС США (1995 год) созда-

♦♦

ния управляемых авиационных бомб (УАБ) в

ВЯЧЕС Л А В НОВИКОВ,

Таблица 1. Общая классификация управляемых авиационных бомб Класс, калибр, кг

Тип БЧ

ведущий инженерОбъекты поражения

конструктор

14000 9000 5000

Ударно-фугасная, К удлинения ≤ 5–6, К наполнения = 0,2–0,3

Подземные цели на большой глубине, защищённые от ядерного взрыва ж/б подушкой и цели по п. 2

АО ГНПП «Регион»,

2. Сверхтяжёлая, сверхкрупная

3000

Бетонобойная, К удлинения ≤ 4–5, К наполнения = 0,25–0,35

Ж/б гидротехнические сооружения, электростанции, шлюзы, военные корабли большого водоизмещения

доцент

3. Очень тяжёлая, крупногабаритная

1500

Фугасная, К удлинения ≤ 6–8, К наполнения = 0,2–0,25

Заглублённые объекты: армейские КП, склады ядерного оружия

4. Тяжёлая, среднегабаритная

500

Фугасная, К удлинения ≤ 4–5, К наполнения = 0,40–0,45

Наземные и малозаглублённые объекты общего назначения, склады, заводские сооружения, шоссе, ж/д пути

5. Средняя, среднегабаритная

250

Осколочно-фугасная, К наполнения = 0,25–0,35

Наземные объекты, поражаемые осколочно-фугасным действием

100

Осколочная, осколочно-фугасная, К наполнения = 0,25–0,35

50

Осколочная, осколочно-фугасная БЧ, К наполнения = 0,25–0,35

1, Супертяжёлая, суперкрупная

6. Лёгкая, малогабаритная

кандидат военных наук,

Наземные подвижные, стационарные цели: танки, БТР, полевая артиллерия, самолёты на стоянке, РЛС, склады ГСМ, корабли типа корвет

С учётом проникающих УАБ Massive Ordonnance Penetrator граница супертяжёлых УАБ расширена до 14 000 кг.

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

63

решение научно-практических задач

сброса с носителя за счёт крыльевых моду-

(до 110 км) – с рубежа вне досягаемости ог-

лей и раскрывающегося оперения; ♦♦

невых средств сильной ПВО;

повышенное могущество, комплексное фу-

♦♦

унификация модулей, блоков наведения и

♦♦

низкая радиолокационная, инфракрасная

гасное, осколочное, зажигательное и про-

управления;

никающее поражающее воздействие БЧ по целям средней прочности; ♦♦

возможность

заметность.

одновременных

Основные

групповых

ударов БЛА с ближних дистанций по целям

теристики

с ослабленной ПВО и с большой дистанции

в таблице 2.

тактико-технические

(ТТХ)

УАБ

МК

харак-

представлены

Таблица 2. ТТХ зарубежных УАБ малого и сверхмалого калибров (2015 год) Носители

Тип/Компания-разработчик

Наведение

Вес/тип БЧ

Д СБРОСА

США Самолёты, вертолёты; БЛА RQ-7 Shadow, ScanEagle. До 24 УАБ Hatchet Ударные БЛА Ударный БЛА RQ-7A Shadow -200 Самолёты, вертолёты; БЛА RQ-7 Shadow, ScanEagle.

UAS Cobra, RQ-1 Predator, MQ-9 Reaper (6–8 бомб) Самолёты, вертолёты, Ударный БЛА MQ-1 Predator Самолёты AC-27J Stinger, AC-130U Spooky. Ударные БЛА: MQ-5 Hunter; MQ-1 Predator; MQ-1C Warrior; MQ-8 Fire Scout; MH-6 Little Bird Лёгкие самолёты, ударные БЛА

Мини-УАБ Hatchet/ Alliant Techsistems (ATK)

INS/GPS + ЛГСН (Elbit Systems, Израиль)

1,81 кг/ОФ

–

УПАБ SABER/MBDA

INS/GPS + ЛГСН (ТВ/ТП ГСН с ЛПД) INS/GPS + ЛГСН

4,5; 13,6 кг /ОФ, КМ 5 кг /–

– –

INS/GPS + ЛГСН

5,4 кг /ОФ

–

ЛГСН + ТП ГСН, РЛ ГСН

15,9 кг /-

18,5 км

INS/GPS + ЛГСН c ЛПД

19 кг /КМ

10 км Н≥3 км

УПАБ Shadow Hawk/ Lockheed Martin УПАБ STM Phase II/ Raytheon УПАБ Scorpion/ Lockheed Martin УПАБ GBU-44/B Viper Strike/ Northrop Grumman

УАБ G-CLAW/ INS/GPS 26 кг /ОФ 15 км Textron Defence Sytstems (TDS) Н≥3 км Самолёты, ударные БЛА УАБ SCALPEL//Lockheed Martin ЛГСН флюгерная 45 кг /ОФ – F-22, F-35, ударные БЛА УПАБ SDB-1 (GBU-39/B, INS/GPS 113 кг /Пр 100 км GBU-40/41/42/B)/Boeing F-15E, F-22, F-35B, F-35C, УПАБ SDB-2 (GBU-53/B)/ INS/GPS + ЛГСН, ТП ГСН, 130 кг /Пр 100 км ударные БЛА Raytheon РЛ ГСН+ЛПД Великобритания Самолёты Defender, AT-6 УПАБ FF-LMM/Thales UK INS/GPS + ЛГСН 6 кг /2 4 км H≥3км F-35 БП SPEAR/MBDA INS/GPS 100 кг /– 120 км Китай Самолёты, ударные БЛА УАБ FT-10/CASC INS/GPS 25 кг /– – Ударные БЛА УАБ LS-6/50/LOEC INS/GPS + ЛГСН 50 кг /– 24 км Самолёты УАБ FT-9-1/CASC INS/GPS 50 кг /ОФ 20 км Самолёты, ударные БЛА УАБ FT-9-2/CASC INS/GPS+Л, ТВ, ТП ГСН 50 кг /ОФ 5 км Самолёт J-10A УАБ GB50/NORINCO INS/GPS + ЛГСН 50 кг /– – Ударные БЛА УАБ LS-6/100/LOEC INS/GPS + ЛГСН 100 кг /– 24 км Самолёты JH-7A, J-10, FC-1 (JF-17) УПАБ СS/BBM2/NORINCO INS/GPS 100 кг /– – Ударные БЛА УАБ TG100/ NORINCO INS/GPS + ЛГСН 130 кг /– 30 км Ударные БЛА УПАБ FT-7/CASC INS/GPS 130 кг /– 90 км Самолёты, ударные БЛА УПАБ CM-506KG/ CASIC INS/GPS+ТВ/ТП ГСН 150 кг /ОФ 130 км Израиль F-15, F-16 (Израиль) УПАБ SPICE-250/Rafale (Изр.)

INS/GPS 113 кг /– – Франция Mirage 2000 (Франция) УАБ AASM-125/SAGEM (Фр.) ЛГСН 125 кг /– 25 км Сокращения: УАБ – управляемая авиационная бомба; УПАБ – управляемая планирующая авиационная бомба; Тип БЧ: ОФ – осколочно-фугасная, Пр – проникающая, КМ – кумулятивная; Тип ГСН (головка самонаведения): Л – лазерная, ТВ – телевизионная, ТП – тепловизионная, РЛ – радиолокационная; Тип СУ: INS/GPS – инерциальная/спутниковая; ЛПД – линия передачи данных.

64

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

решение научно-практических задач

Рис. 1. Разведывательноударный БЛА Wing Loong II (Китай) на Airshow China 2016 Таблица 3. Основные ТТХ зарубежных ударных БЛА Страна

Франция

Великобритания

США

Китай

Фирма

Dassault, SAAB

General Atomics

Boeing

Northrop Grumman

BAE Systems –

Тип

NeurOn

Reaper MQ-9A

Х-45C

Х-47В

Х-47A

Taranis

Wing Loong – 2 (Pterodaktyl II)

D, км

5925

5925

2400

9750

6500

1000

–

GВЗЛЁТ/БЧ

6,3/- т

4,76/1,7 т

16,6/2,04 т

20,9/2,05 т

2,5/- т

≈ 8,0/- т

4,2/0,48 т

TПОЛЁТА

15-30 час.

15-30 час.

7 час.

>

–

–

20 час.

VКРЕЙСЕР, М

828 км/ч

828 км/ч

0,85 М

до 890 км/ч

М<1

М<1

370 км/ч

HПРАКТИЧ.

15000

15000 м

12200 м

12200 м

9100 м –

9000 м

Вооружение

GBU-12

4-10х AGM-114C; 2хGBU-12; 2хGBU-38

12хGBU-39; 2хGBU-32

2хGBU-38; 8хGBU-39

–

1) 2хПТУР, АБ YZ-100, 2хУАБ LS-6/50, УАБ YZ-200 (ЛГСН) 2) 12хУР, УПАБ F-9/50 TL-10 GB3 (ЛГСН)

–

Рис. 2. Управляемые авиационные бомбы малого калибра США

В настоящее время БЛА разрабатываются более чем в 80 странах. По оценке компании Orbis Research (США), к 2027 году объём рынка БЛА достигнет $15,2 млрд. В наибольшей степени прирастут продажи ударных БЛА большой продолжительности полёта – на 42,5%. Значительное место на рынке ударных БЛА – у Китая с Wing Loong I, ID, II (рисунок 1), CH-4, CH-5, Cloud Shadow.

УАБ SCALPEL

УПАБ SDB-2

УПАБ STM Phase II

УПАБ SABER

ТТХ ударных БЛА представлены в таблице 3. Внешний вид некоторых типов УАБ МК тактической авиации и ударных БЛА представлен на рисунке 2. Варианты конструктивного решения крыльевого аэродинамического модуля представлены в таблице 4.

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

65

решение научно-практических задач

Таблица 4. Конструктивные решения крыльевого аэродинамического модуля УПАБ Образец

Внешний облик

1. УАБ SGM (США)

Поворотное крыло на корпусе бомбы

2. УАБ SDB-2 (США)

Раскрывающееся крыло

3. Система увеличения дальности действия боеприпаса, запускаемого с воздушного средства (Великобритания). Патент № 2268455

Навесной крыльевой модуль на корпусе бомбы

4. Раскрывающееся крыло пластинчатого типа (Великобритания). Заявка № 2159930

Крыло из отдельных пластин с веерообразным раскрытием на корпусе бомбы

5. УПАБ СМ-506КG (Китай)

Ромбовидное раскрывающееся крыло

6. УР с убирающимися крыльями. Заявка № 2011019424 A2 (WO)

Крылья в средней части корпуса бомбы

УПРАВЛЯЕМЫЕ АВИАЦИОННЫЕ БОМБЫ МАЛОГО КАЛИБРА ДЛЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ БЛА В 1982 году НПО «ГНПП «Регион», НИИ «Ку-

66

Краткая характеристика

ции о целях для наведения УАБ, фото- и видеоизображений для операторов БЛА.

2. Радиоэлектронная разведка системы ПВО для выбора оптимальных направлений атак.

лон» выполнили НИР и определили комплекс

3. Обеспечение разработки данных целеука-

задач, выполняемых с БЛА в интересах приме-

зания, навигационных данных экипажам само-

нения УАБ:

лётов-носителей.

1. Оптико-электронная разведка, получение

4. Разведка погоды, условий освещённости,

изображений объектов, местности для выявле-

выявление естественной и искусственной поме-

ния целей, определения координат, привязки к

ховой обстановки (пожаров, визуальной и опти-

ориентирам и разработки эталонной информа-

ческой видимости).

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

решение научно-практических задач

Таблица 5. Предложения в классификацию УАБ Калибр, кг 50-120 25-50 10-25 1-10

Объекты поражения Наземные стационарные, подвижные цели: артиллерия, танки, БТР на позициях и на марше, самолёты на стоянке, РЛС, железобетонные укрытия, склады ГСМ, корабли класса корвет, суда, катера Автомобили, живая сила

Боевая часть

Класс

Фугасная, проникающая, осколочная и осколочно-фугасная

Лёгкая, малогабаритная

Фугасная, проникающая, кумулятивная, осколочная, осколочно-фугасная

Весьма лёгкая, весьма малогабаритная

Фугасная, проникающая, кумулятивная, осколочная, осколочно-фугасная

Очень лёгкая, очень малогабаритная

Осколочно-фугасная, кумулятивная

Сверхлёгкая, сверхмалая

Первый. Формирование типов УАБ МК

5. Маркирование объектов местности радиомаяками, лазерный подсвет целей.

6. Ретрансляция связи для доведения эталонной информации на борт УАБ.

7. Контрольная разведка объектов ударов и

на основе базовых образцов конструктивно совместимых

модулей

БЧ,

ИСУ,

типовых

систем наведения, информационного обмена и ракетных ускорителей. Разработанные по этому методу образцы высокоточных модуль-

обстановки. В 2005 году продолжились исследования,

ных УАБ МК AASM (Франция) трёх калибров,

конструкторские, технологические, эксперимен-

унифицированные для внутрифюзеляжной и

тальные работы по формированию техническо-

внешней подвески на различных держателях,

го облика и концепции применения УАБ малого

с максимальной дальностью сброса 55 км,

калибра (УАБ МК) 50 и 100 кг в составе разве-

возможностью нанесения залповых ударов,

дывательно-ударных, ударных БЛА, вертолёт-

выбора траекторий и углов подхода к под-

ных комплексов, систем наведения, управления,

вижной цели над пересечённой местностью в

линий связи. Предложена классификация отече-

широком секторе от направления на носитель

ственных УАБ малого и сверхмалого калибров

с одним типом системы наведения и управле-

(таблица 5).

ния, показаны на рисунке 3.

Проектирование семейства УАБ МК калибра

Второй. Конвертирование – изменение од-

50 и 100 кг осуществляется методами модуль-

ного или нескольких модулей для формирова-

ного аппаратурного построения.

ния вариантов УАБ МК. По этому методу прора-

Рис. 3. УАБ модульной конструкции AASM калибров 125, 250, 500, 1000 кг

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

67

решение научно-практических задач

ние (ПЗ) УАБ может корректироваться после

ботана УАБ-100ТВ с воздушно-динамическим

сброса;

рулевым приводом и крыльевым аэродинамическим модулем. Предполагается создание УАБ

♦♦

автономный, реализуемый в соответствии

МК калибра 50 кг на основе модулей систем

с ПЗ и предполагаемой возможностью его

наведения и управления БЧ.

изменения. ПЗ БЛА и УАБ формируется и

Третий. Изменение одного из линейных

вводится операторами боевого расчёта НПУ

размеров, например длины, при сохранении

в бортовую систему БЛА перед стартом или

поперечного сечения. К конструированию мо-

в воздухе по радиоканалу. При наличии ПЗ

жет быть принят проект УПАБ калибра 100 кг

вмешательство оператора, как правило, не

(УАБ-100-У) самолётного типа с раскрывающим-

требуется.

ся крылом и ракетным двигателем на твёрдом топливе.

ПЗ содержит цифровую карту местности района цели, координаты цели и района, в котором необходимо вести поиск цели, навигаци-

КОНСТРУКТИВНО -АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ОБЛИК УАБ МК ДЛЯ БЛА

Рис. 4. Расположение УАБ в отсеках БЛА:

онные данные, маршрут, профиль полёта БЛА к цели, возвращение в район посадки, эталонные

В АО «ГНПП «Регион» проведены проработ-

изображения целей для ГСН управляемого ору-

ки и принят ряд модульных решений для созда-

жия, данные для управления взрывательным

ния УАБ МК и УПАБ калибром 50 и 100 кг:

устройством.

1) конструктивно-компоновочные и аэроди-

Наводить УАБ с автоматической СКН можно

намические схемы «бесхвостка», «утка», «при-

по данным целеуказания, осуществляемого раз-

соединённое крыло», с крыльевым поворотным

личными способами:

модулем большого удлинения, повышающие

1) экипажем ЛА по визуально обнаружен-

дальности относа (полёта) и позволяющие при-

ной цели или расчётом НПУ комплекса БЛА – по

менять их по подвижным целям при дальностях

цели, вскрытой на текущем фото- или видео-

сброса 10-50 км, в перспективе – до 100 км.

изображении, принимаемых с борта БЛА. В этом

Примеры размещения УАБ в отсеках БЛА при

случае оператору необходим канал связи для

разных конструктивно-компоновочных решени-

передачи данных целеуказания на УАБ или на

ях показаны на рисунках 4а, 4б;

борт ЛА с НПУ;

2) отечественные ИСУ, унифицированной

2) навигационным по целям с точно указан-

без требований

электромеханической связи и информационно-

ными координатами без постоянной связи БЛА

по внутреннему

го обмена с носителем для поражения целей;

с оператором на НПУ (рисунок 5);

а) УАБ, спроектированная

б) УАБ, спроектированная

3) коррекция по информации ГЛОНАСС/

3) типовые способы управления УАБ МК и

размещению в отсеках;

NAVSTAR до обнаружения и захвата цели бор-

ударными БЛА: дистанци-

товой СКН и переход к корреляционно-экстре-

размещению в отсеках

онный: наземный пункт управления (НПУ)

мальному наведению по эталонному изобра-

(складывание оперения,

комплекса БЛА позволяет управлять и об-

жению цели и характерного объекта местности

уменьшенная длина для

мениваться информацией одновременно с

(рисунок 6).

тандемной и шахматной

2-3 группами БЛА в составе не менее 3-4

Технологические возможности, отечествен-

БЛА в каждой. В этом случае полётное зада-

ная элементная база малогабаритных бортовых

с учётом требований по

подвески)

♦♦

программно-радиокомандный

а)

68

б)

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

решение научно-практических задач

Рис. 5. Навигационное бомбометание

систем управления, наведения позволяют сфор-

увеличение дальности применения, в том чи-

мировать типовой ряд УАБ МК калибров 20-30,

сле на малых высотах, а также для повышения

50-60 с диаметром корпуса 0,1-0,14 м, калибра

проникающей способности при поражении

100-110 кг с осколочно-фугасными БЧ, кали-

объекта поражения. В таблице 6 представлены

бра 130…140 кг с фугасно-проникающими БЧ

прогнозные значения ТТХ и основные свойства

с диаметром корпуса 0,19-0,22 м.

УАБ МК калибров 25, 50 и 100 кг.

В типоряд УАБ МК калибра 100 кг может

Для наведения УАБ-100, УАБ-100-У на

быть включена УАБ-100У с ракетным двигате-

первом этапе предлагается ТВ ГСН, на конеч-

лем на твёрдом топливе, что придаёт ей уни-

ном участке в дневное время – по эталону, в

версальность по типам носителей (самолёты,

дальнейшем – ТП ГСН. Для использования

БЛА, вертолёты) и по режимам применения –

ЛГСН УАБ МК калибра 25 и 50 кг необходим Рис. 6. Бомбометание с наведением по эталону

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

69

решение научно-практических задач

Таблица 6. Свойства и ТТХ проектируемых УАБ МК (формирование концепции) Наименование

Класс БЛА (тип)

Объекты поражения

УАБ-25

УАБ-50

Лёгкие БЛА от 250 до 1000 кг («Орион»)

Средние БЛА от 1000 до 5000 кг («Альтаир»)

БТР, БМП, автомобили в движении и на стоянке, самолёты на стоянке, РЛС, склады ГСМ, боеприпасов, РЛС, склады ГСМ, бункеры, ПУ для УР, артиллерия на позициях орудий, укрытия, ДЗОТ, небольшие корабли, суда, катера

Масса, кг

25…30

Наведение Наличие ЛПД

Многоцелевые самолёты, тяжёлые БЛА (5000-10 000 кг и более) «Альтаир», «Охотник» БТР, БМП, автомобили в движении и на стоянке, самолёты на стоянке, РЛС, склады ГСМ, боеприпасов, РЛС, ЖБУ, корабли типа корвет, суда

50…60

140

ИСУ + ТВ, ЛГСН

ИСУ + ТВ, ТП ГСН

Нет

Да

Тип БЧ

Осколочно-фугасная

Масса БЧ/ВВ, кг

6/4

Взрыв. устр-во

10/6

80/30

Контактное

Контактное, неконтактное

Упр. ВУ с БЛА

Да

качественный подсвет и матрицы фотоприём-

сти 3-5 км и обеспечивающей для калибра

ника ЛГСН диапазона 1,06 мкм. Для точного

до 50 кг с полуактивной Л, ТВ или ТП ГСН

наведения требуется круговое вероятное от-

с ЕКВО ≤ 2-3 м, для калибра 100 кг с дально-

клонение (EКВО) не более 2-3 м, поэтому на первом этапе разработки УАБ калибра 25 и

стью полёта (относа) 90-100 км – ЕКВО ≤ 9; ♦♦

выбор ТТХ, конструктивно-аэродинамиче-

50 кг предлагается ИСУ с работой по высоко-

ского облика УАБ МК осуществлять с учётом

точному коду (с ошибкой по координатам не

типов прицельно-навигационной аппарату-

более 1 м).

ры, систем вооружения, условий размеще***

ния и сопряжения УАБ с бортовым обору-

Исследования, выполненные в ГНПП «Ре-

дованием носителей разного типа, условий

гион», позволяют сформулировать ряд общих

безопасного отделения в зависимости от

принципов разработки УАБ МК:

высоты, скорости и перегрузки;

♦♦

целями ударных БЛА определить эффектив-

♦♦

исходя из алгоритма управления и наведе-

и наведении бомбами осколочно-фугасного

ния, обеспечивающего заданные углы, ско-

действия калибром до 100 кг: слабозащи-

рости встречи боеприпаса с целью, конфи-

щённые РЛС, пусковые установки, ракетные

гурацию и размер нормативных площадей

комплексы, командные пункты, узлы связи,

поражения целей, а также их параметров и

лёты на стоянках и в лёгких укрытиях, жи♦♦

принимать типы и могущество БЧ УАБ МК,

но поражаемые при точном прицеливании

склады ГСМ, БТР, БМП, автомашины, само-

70

УАБ-100

характера работы рулевого привода; ♦♦

развивать модульный подход и унифика-

вую силу, корабли;

цию конструкции УАБ МК для внутрифюзе-

оснащать УАБ и УПАБ единой модульной

ляжной и внешней подвески, оснащённой

информационно-вычислительной системой,

типовыми модулями БЧ, ИСУ, ГСН, инфор-

интегрирующей данные измерений и обра-

мационного обмена и ракетных ускорите-

ботки сигналов от всех датчиков, исполни-

лей, обеспечивающих возможность нане-

тельных механизмов, ИСУ и ГСН конечного

сения залповых ударов с максимальных

наведения и распознавания цели с дально-

дальностей сброса.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Конфликт «Высокоточное оружие versus-цель», особенности, виды, столкновение интересов. Часть 1 Началом столкновения бывает правдоподобие, его пищей – упрямство, концом – гнев. А. Оксеншерна, шведский руководитель внешней и внутренней политики (1583-1654)

Г ЕОРГ ИЙ А НЦ ЕВ, генеральный директор – генеральный конструктор АО «НПП «Радар ммс»

Истина, что военная техника применяется в

предполагаемые другой стороной, что вызывает

ВА ЛЕН Т ИН С А РЫЧЕВ,

условиях непримиримого конфликта, одновре-

необходимость обоюдного привлечения техно-

заместитель генерального

менного в различных сферах, банальна во всех

логий искусственного интеллекта.

конструктора

отношениях. Но анализ и описание конфликта во

Задача настоящей статьи – выявить возмож-

всей его сложности и «непрограммируемости»

ность «наведения порядка» в применяемой при

ошибок сторон, дающих шансы перехвата ини-

рассмотрении конфликта его онтологии. Для

циативы и успеха, не входят в сферу системоло-

этого выбрана элементарная ситуация, где одна

гических технологий. Многочисленные работы по

сложная система (в конфликте «умных» против-

конфликтологии, раскрывающие идеи конфликта,

ников простые системы недееспособны) – высо-

за что дают даже Нобелевскую премию, остави-

коточное оружие (ВТО) с единственной миссией

ли трудности, начиная с понятий, формирующих

«избирательного поражения заданной цели»

взгляды «той и другой» стороны и фактически

противопоставляется другой сложной системе –

удваивающих используемую онтологию. А ког-

цели (поражаемому объекту), также с единствен-

да стороны с подготовленной «неконфликтной»

ной миссией – «избежать поражения».

логики ситуаций переходят на импульсивную ре-

Избирательное поражение – это свойство

акцию на шаги противника, то неоднозначность

системы ВТО выбирать условия, способы, харак-

терминов и определений ещё более усложняют

теристики воздействий для нанесения задан-

представление и анализ конфликта.

ного ущерба цели, при которых исключаются

При рассмотрении ситуации её обычно идеализируют. Допускается, что стороны полностью

поражение мирного населения, инфраструктуры, техногенные и экологические последствия. Сложность цели как системы, противостоя-

оценивают текущие ситуации, выбирают оптимальные действия в соответствии, например, с

щей ВТО, усиливается допущением, что она есть

популярной моделью конфликта Осипова – Лан-

часть всей системы её защиты, исключающей

честера. Другие основополагающие допуще-

её поражение. Со стороны ВТО такой сложной

ния – предположения об идеальности разведки,

управляющей системой выступает весь ком-

управления, связи также сказываются на рафи-

плекс ВТО. Другими словами, формула «комплекс ВТО

нированной онтологии конфликта. Логика в конфликте (боевых действиях) с огневым и радиоэлектронным противоборством

versus (vs) система защиты целей» (от лат. versus – «против») рассматривает участников конфликта

предполагает сценарии сторон с определённо

в качестве сложных систем, которые управляют

прописанными действиями в ожидаемых кон-

собой и исполняют возложенные на них миссии. По системологической классификации слож-

кретных ситуациях. Но суть конфликта состоит в том, что ситуации, предусмотренные одной сто-

ность систем связана с формированием и ис-

роной, как правило, не подпадают под сценарии,

пользованием прагматической и семантической

4/2020

АО «НПП «Радар ммс»

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

71

информация к размышлению

информации. Тиражирование не предусмотренных сценариями конфликтных ситуаций есть

добить аддитивным технологиям, позволяю-

источник появления и привлечения семантиче-

щим вводить в описание и анализ системы че-

ской и прагматической информации о конфликте.

ловеческий фактор и учитывать когнитивность

Система ВТО включает два основных груп-

сторон. С помощью моделирования необхо-

повых объекта с пространственно-временной

димо описать возможное поведение системы,

сетевой структурой: автономные средства по-

воспроизводя в пределе все прогнозируемые

ражения и разведывательно-ударный комплекс

ситуации для поиска закономерностей, свойст-

(РУК), управляющий оружием. Системы защиты

венных системе. По сути, моделирование ста-

целей также будут иметь пространственно-вре-

новится технологией (инструментом) иденти-

менную структуру, одна из функций которой –

фикации конфликта и его протекания, которое

сохранение целостности объектов в конфликтах.

может происходить в офлайн-сегменте плат-

Такая упрощённая схема охвата сторон в

формы комплекса ВТО и в реальном времени

конфликте позволяет учитывать варианты его

– в онлайн-сегменте.

протекания в виде сложной информационной

Моделирование предполагает, что в него с

ситуации избирательного поражения ВТО за-

объектом моделирования включаются объекты

данных целей в конкретных боевых ситуациях.

внешней среды, влияющие на ход и результа-

В схему включены и системы защиты целей с их

ты избирательного поражения и образующие

ресурсами, создающие неопределённость усло-

информационную структуру, называемую радио-

вий, в которых ВТО нейтрализуется и обеспечи-

локационным каналом (РЛК) как аналогом ин-

вается непоражение.

формационного канала в системах связи. Назваситуа-

ние канала указывает на то, что при нынешнем

ций исключает формирование однородного

состоянии ВТО основным информационным

«пространства элементарных событий», как в

сенсором и комплекса ВТО, и системы защиты

классических (стохастических) способах опи-

целей явится РЛК. Оптико-электронные средст-

сания и оценки неопределённости. Сегодня

ва пока можно считать функционирующими в

Индивидуальность порождаемых

такие ситуации, которые в совокупности опи-

рамках соответствующего РЛК, развёртываемо-

сывают сценарий действий противоположной

го в оптическом диапазоне.

стороны конфликта, считают неким кластером,

Радиолокационный приоритет в выборе на-

понимая под этим множество, онтология кото-

звания для канала не запрещает включать в его

рого определяется только на уровне семанти-

структуру ассистивные нерадиолокационные

ки и прагматики.

сенсоры. При полном описании РЛК от его объ-

Воспроизводить и исследовать конфликт-

72

созданию и эксплуатации системы можно упо-

ектов будет требоваться знание их координат-

ные ситуации как объекты кластеров, не впи-

ных (связанных с динамикой), некоординатных

сывающиеся в сценарии, можно только при

характеристик (сущность, намерения, то есть

имитационном моделировании с «цифровыми

семантика и прагматика) и характеристик взаи-

двойниками» комплекса ВТО и системы защиты

мосвязей, в том числе с внешним миром.

целей как проекциями сложной обусловленной

По нашему мнению, суть непримиримого

реальной ситуации в её образ. В структуре РУК

конфликта довольно чётко выявляет математи-

и систем самонаведения должны использовать-

ческая теория функторов и категорий, активно

ся компетенции имитационного моделирования

привлекаемая к исследованию сложных ин-

по воспроизведению и анализу «несценарных»

формационных систем. В ней рассматриваются

ситуаций в условиях данного поражения.

преобразования (морфизмы, далее – М), со-

При моделировании применяются техноло-

вершаемые над объектами, причём свойства и

гии, позволяющие воспроизводить поведение

структура объектов выводятся из характеристик

ещё не существующих систем с включением

и особенностей М. При анализе системы всег-

в модель доступных сведений о структуре си-

да «морфизмы первичны, а объекты вторичны».

стемы, её аналогах, результатах их испытаний

Предполагается, что морфизмы и объекты кате-

и боевого функционирования. Такой подход к

гории удовлетворяют «естественным» для инже-

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

нера представлениям, особенно для сигнальных и функциональных процедур (преобразований). М в теории категорий призван схватывать всё существенное и важное, что есть в той или

{тот факт, что характеристики комплекса ВТО такие-то} ˟

{комплекс ВТО результативный или нет} +

{цель поражена или нет},

иной конкретной процедуре его реализации. Единый М для совершаемых конкретных про-

с которыми можно оперировать по канонам математической логики.

цедур с единой сигнатурой задаёт свой объект

Представление комплекса ВТО начинается

категории, структуру (приоритеты) элементов в

с тривиального М, которому теорией категорий,

нём и фиксирует в категории множество кон-

где «морфизмы – впереди», предписано фор-

кретных способов (сценариев, воплощений)

мировать свои объекты категории – на входе и

реализации допустимых преобразований. Тог-

выходе морфизма:

да отдельный представитель объекта категории

{цель} → {факт избирательного поражения}.

становится сам по себе идентификатором (как

Эти объекты полностью элементарно выяв-

бы меткой) конкретной реализации М. Отсюда

ляются и обозначаются сигнатурами:

магистральный путь к наделению М соответ-

{цель} = <поражаемая цель, непоражаемая цель>

ствующими

сигнатурами

(наименованиями),

и {факт избирательного поражения} =

чтобы при рассмотрении и анализе конфликта

<поражённая цель, непоражённая цель>. Соответственно, М уточняется, расщепляясь

учитывались только суть и результат, а не детали стоящих за М действий.

на четыре возможные реализации: <поражаемая цель> → <поражённая цель>,

Математически такой подход считается системным. Применительно к ВТО анализ комплекса

<непоражаемая цель> → <непоражённая цель>,

ВТО и системы защиты цели при таком подходе

<непоражаемая цель> → <поражённая цель>,

идёт от их миссий, а не от аппаратного (вещест-

<поражаемая цель> → <непоражённая цель>.

венного) исполнения. Это позволяет применять

Первые два парциальных М (реализации

в качестве объектов категории не подробные

морфизма) истинны «по определению» изби-

описания и представления, а их модели (в смы-

рательного поражения. Последняя реализация

сле математической теории моделей), соответст-

морфизма признаётся ложной (не истинной)

вующие сигнатурам объектов и морфизмов для

и исключается, поскольку не соответствует се-

сопоставляемой системы категорий. Категории и функторы отображают с помо-

мантике понятия «поражение» (или дополнена оценкой исполнения).

щью стрелочных диаграмм, где стрелки соответ-

Третья реализация М соответствует, напри-

ствуют М, а направления стрелок фиксируют на-

мер, правилу: «какая бы цель ни появилась, её

чальные и конечные объекты преобразований

нужно поражать», и неплохо, если бы она дейст-

(морфизмов). За стрелкой может стоять множе-

вовала в каких-то случаях.

ство процедур, в совокупности представляющих

Если значения входных и выходных объектов

отображаемый стрелкой единственный М. Фик-

рассматриваемого М наделить логической струк-

сация сущностей категории или функторов и их

турой истинности, то он становится импликацией,

индивидуальность отмечаются соответствующи-

что фиксируется соответствующей записью:

ми сигнатурами, в качестве которых выступают названия (имена) в том или ином «сокращён-

, (1)

ном» исполнении. Для перевода представленных объектов

где

– знак отрицания,

– характеристи-

категории с сигнатурного (словесного) описа-

ка (в данном случае некоординатная, соответ-

ния на язык координатных и некоординатных

ствующая сигнатуре {поражаемая цель}) цели,

характеристик применяется логический преди-

– наблюдаемая после избирательного пора-

катный оператор идентификации вида {тот факт,

жения оценка характеристик цели (здесь – {по-

что…} для получения утверждений типа:

ражённая цель}).

{тот факт, что характеристики цели такие-то}

4/2020

Уточнение характеристики по типу {поражаемая цель с такими-то координатными харак-

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

73

информация к размышлению

теристиками} не выводит её из класса неко-

которые в совокупности задают на множестве

ординатных характеристик. Данный М в форме

целей и состояний комплекса ВТО структуры,

импликации не допускает только ситуации, ког-

свойственные конкретике реализуемых дейст-

да считающаяся для комплекса ВТО поражае-

вий. Одно из них способствует избирательному

мой цель окажется непоражённой.

поражению, другое препятствует. Каждое из со-

Импликация (1) – это логическая (сигнатурная) запись «процедурного» М.

отношений (конкретной реализации М) наделяет указанные множества целей соответствующи-

Несмотря на кажущуюся примитивность

ми сигнатурами.

такого М, он при добавлении для своего пред-

Для планирования и совершения избира-

ставления характеристик неопределённости и

тельного поражения такое представление не-

критериев устанавливаемого приоритета ле-

достаточно и неконструктивно «с точки зрения»

жит в основе логики Неймана-Пирсона, широ-

и комплекса ВТО, и цели. На самом деле, как

ко применяемой в радиолокации при анализе

участники конфликта перед началом избира-

процедур, связанных с обнаружением целей.

тельного поражения и в его ходе могут знать о

Далее в соответствии с последовательным (ка-

поражаемости цели?

скадным) выполнением процедур, совершае-

Кроме того, в ходе избирательного пора-

мых в комплексе ВТО, этот единственный мор-

жения может встретиться вполне реальная си-

физм может быть расщеплён на композицию

туация, когда комплекс ВТО «промажет», хотя

парциальных М.

такая ситуация исключается жёсткой логикой

Импликация (1) определяет «точку зрения» комплекса ВТО, но не представляет «точку зре-

(семантикой) исходных понятий, не признающей нечёткости и неясностей.

ния» цели, уходящей от поражения комплексом

Те же соображения можно высказать в отно-

ВТО. Она не должна допускать ситуации, когда

шении системы защиты цели, которая согласно

цель, не поражаемая по априорной оценке,

(2) не допускает ситуации, когда защищённая

окажется поражённой, что соответствует им-

этой системой цель окажется поражённой.

пликации:

Это действительно доминанты поведения. Для устранения возникшего парадокса, где комплекс ВТО и цель всегда безошибочно ис-

(2)

полняют свои «обязанности» вкупе с «приятныкоторая исключает ситуацию, когда обес-

ми сюрпризами», касающимися внесценарных

печиваемая системой защиты цели непора-

ситуаций осуществления избирательного пора-

жаемость может не сработать, и цель будет

жения, нужно усложнить категорию избиратель-

поражена. Но зато возможна ситуация, когда

ного поражения, чтобы убрать чисто логическую

система защиты цели переоценила поражае-

категоричность. Комплекс ВТО имеет дело не с самими це-

мость цели – та всё-таки сумела избежать из-

лями непосредственно, а с оценками (образа-

бирательного поражения. М, задаваемый импликацией (1), определя-

ми, проекциями) их реальных, фиксируемых

ет идеально функционирующий комплекс ВТО,

им характеристик. Потому морфизм (1) по

у которого всё «задумываемое» свершается, а

канонам теории категорий должен быть пре-

импликация (2) – цель-артефакт, то есть прин-

образован в композицию парциальных мор-

ципиально не поражаемую данным конкретным

физмов:

комплексом в конкретных условиях цель. Эти импликации представляют соответствующие до-

, (3)

минанты для функционирования комплекса ВТО и системы защиты целей. Сбой функционирова-

где

ния происходит не по их «воле», а из-за дейст-

ма

вий другой стороны конфликта.

физма

Соотношения (1) – (2) есть конкретные реализации М избирательного поражения

74

,

– и конечный объект нового морфиз-

, и начальный объект другого нового мор .

Этот новый объект категории

соответст-

вует определённому сигнатурой {поражаемая

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Структура морфизма избирательного поражения

цель} множеству получаемых комплексом ВТО

Такой способ конкретизации «промежу-

оценок для координатных и некоординатных

точного» объекта категории

характеристик цели, принимаемых во внимание

«деятельности» морфизма

при планировании и совершении избирательно-

приоритет теории категорий – морфизм вво-

есть результат . Опять действует

го поражения. Тогда вновь введённый морфизм

дит в рассмотрение «свои» объекты категории,

преобразований

, соответствующий мони-

в данном случае для изменённого «исходного»

торинговой деятельности комплекса ВТО, есть,

объекта категории Х и для множества оценок

прежде всего, «перевод» объекта категории

характеристик цели .

Х = {поражаемая цель} на язык отобранных и ис-

Благодаря (3) исходный М (1) может быть

пользуемых в ходе избирательного поражения

представлен в привычной инженеру функцио-

координатных и некоординатных характери-

нальной (операторной) форме

стик цели. После такого перевода комплекс ВТО будет

, (4)

иметь дело с оценками двух множеств характеристик для одной и той же модели цели, сфор-

соответствующей композиции морфизмов,

мированных на базовом множестве теории:

также записанных в функциональной (опера-

одно из них соответствует сигнатуре поражае-

торной) форме:

Согласно правилам вывода (3), считается,

и

.

Тут композиция морфизмов FT выступает

мых целей, а другое – непоражаемых.

как описание собственно избирательного пора-

что собственно избирательное поражение со-

жения, формирующего свою модель на базовом

вершается в соответствии с морфизмом (опера-

множестве характеристик цели, соответствую-

тором)

реализации на основании добытых

щей сигнатуре {поражённая цель}. При соблюде-

комплексом ВТО данных (оценок) о текущих ха-

нии гарантии совершения «правильного» изби-

рактеристиках цели. Соответственно морфизм

рательного поражения композиция морфизмов

преобразований

определяет, как распреде-

FT равна единичному морфизму I. В этом случае

лена сигнатура поражаемости по характеристи-

X =γX, то есть какие цели планировались ком-

кам цели, и учитывает реалии, происходящие

плексом ВТО для избирательного поражения, те

при определении этих характеристик, которые

и оказались поражёнными. Такая ситуация соот-

сопровождаются возникновением соответству-

ветствует комплексу ВТО, который «не признаёт

ющих неопределённостей (погрешностей, оши-

чудес» с поражением целей, объявленных ког-

бок) при их оценке.

да-то непоражаемыми. Отход от тождественно-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

75

информация к размышлению

сти для композиции морфизмов FT становится

Ситуация, выявленная в ходе структурирования,

механизмом представления реальных ситуаций

отмечается соответствующей сигнатурой со

с непоражением поражаемых целей или, напро-

своим скриптом, определённой на объекте ка-

тив, с поражением непоражаемых.

тегории

Сформировалась категория для сценария миссии избирательного поражения, состоящая

. В этом

смысле при рассмотрении категории избира-

из двух морфизмов и двух сигнатур цели, изо-

тельного поражения морфизм реализации

бражённая на рисунке.

считается единственным (фиксированным) – это

То есть миссия, как некий М, определённый

узаконенный сценарий избирательного пора-

на сигнатурном множестве «истинных» характе-

жения, сводящийся к правилу: «после того, как

ристик цели Х, для каждого конкретного огнево-

обнаружил и идентифицировал цель, то есть

го удара со своим набором сопутствующих ко-

определил её характеристики и оценил по ним

ординатных и некоординатных характеристик

семантику и прагматику, выбирай и выполняй

воплощается в конкретный свой сценарий.

для возникшей ситуации установленную сце-

Сценариев для исполнения миссии может

нарием процедуру управления ракетой в ходе

предлагаться много. Но в совокупности все они

совершения ею избирательного поражения».

соответствуют только «своему» сигнатурно вы-

Поскольку он узаконен, то в принципе он может

деленному морфизму категории, соответствую-

расщепиться на совокупность установленных

щей «самой» миссии избирательного пораже-

определённых действий (сценариев), которые

ния.

в совокупности теория категорий считает «как

Введение дополнительного М (морфизма реализации)

указывает, что комплекс ВТО

один», что соответствует отмеченному только что правилу: «выбирай и выполняй». Морфизм преобразования

осуществляет избирательное поражение на

описывает

основе своих представлений о реальной, воз-

процесс сбора информации об объектах радио-

никшей сейчас фактической обстановке в зоне

локационного канала (а значит, обо всём радио-

свой ответственности, запечатлённых в объекте

локационном канале) с учётом принимаемых во

. Новый М влияет и на структуру

внимание факторов и реалий, а также особен-

объекта категории, и на его семантику. Други-

ностей её «размещения» в платформе комплек-

ми словами, комплекс ВТО при избирательном

са ВТО.

(сигнатуре)

поражении оценивает сложившуюся обстанов-

Итак, логика построения промежуточного

ку вплоть до измерения характеристик объек-

объекта категории , имеющего структуру моде-

тов РЛК, а не только используя сигнатуру цели.

ли, есть сигнатура оценки поражаемости цели +

Именно оценки этих характеристик комплекс

соответствующие сигнатуре координатные и

ВТО учитывает при выборе тактики (сценария)

некоординатные характеристики цели и других

избирательного поражения, которая на языке

объектов радиолокационного канала. Сигнатура

категорий рассматривается как конкретизация

отбирает и собирает характеристики объектов

морфизма

категории. Более того, теперь этот

радиолокационного канала, прежде всего цели,

М получается дифференцированным (конкрети-

в множества, которые соответствуют значениям

зированным) по ситуациям тщательнее, чем это

истинности логической переменной {поражае-

получалось ранее на сигнатурных объектах (1)-

мая цель}. Очевидно, что для морфизма (оператора)

(2), то есть для каждой ситуации, маркируемой своим набором характеристик цели и других

преобразования

объектов зоны ответственности комплекса ВТО.

его интерпретация для выявленной текущей

Теперь морфизм реализации

76

, то есть такое представление проце-

дур фиксируется объектом категории

рассма-

уже нельзя полагать, что

ситуации будет единственной, как в случае

тривается, как это дозволяет теория категорий,

морфизма реализации

в виде множества индивидуальных процедур

единственное действие. Морфизм реализации

избирательного поражения, зависящих от кон-

всегда жёстко определён, поскольку соот-

кретной ситуации, выделяемой набором ко-

ветствующие ему преобразования совершаются

ординатных и некоординатных характеристик.

в платформах комплекса ВТО, находящихся под

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

, где постулируется

4/2020

информация к размышлению

его полным контролем. Морфизм преобразова-

той или иной степени неизвестен (поскольку в

ния, становящийся при своём конкретном пред-

принципе допускает множество своих реали-

ставлении оператором для реальных характе-

заций), тогда как морфизм реализации

ристик объектов радиолокационного канала,

правило, напротив, всегда определён, причём

определяет

компетенцию

даже жёстко (детерминистически), – это одна

миссии избирательного поражения. Все некон-

выбранная текущая реализация процедуры

информационную

, как

тролируемые комплексом ВТО ошибки «портят»

избирательного поражения. Таким образом, не-

(искажают) морфизм преобразования

, точ-

определённость, присущая осуществлению из-

нее, его реализации, и такие ошибки непосред-

бирательного поражения и приводящая к сбой-

ственно проявляются в ситуациях, в которых

ным ситуациям, заключена только в морфизме

, из-за чего поражаемая цель окажется

. По традиционной для функционального

непоражённой или комплекс ВТО поразит не ту

анализа методике учёта неопределённостей

цель. Другими словами, расщепление исходного

у функций и операторов можно полагать, что

М избирательного поражения по композицион-

неопределённость морфизма

ному правилу (3) позволяет после фактической

рована во множестве Z неизвестных условий

смены базового множества для оператора ре-

действия морфизма:

ализации

сконцентри-

приблизиться к реальным ситуа-

= Т (Х,Z),

циям, возникающим в ходе избирательного по-

(5)

ражения. Здесь замена исходного морфизма на где Z, следовательно, функционально опре-

другой (на композицию парциальных) привела к усложнению моделей всех объектов соответ-

деляет

ствующей категории, что проявляется в сигнату-

морфизма между объектами категории Х и , в

рах для сбойных ситуаций. Морфизм преобразования

множество

конкретных

реализаций

результате чего на множестве реализаций моиз-за отме-

гут формироваться приоритеты в соответствии

ченных только что ошибок становится размы-

с наблюдаемыми реалиями в процедуре оцен-

тым – в одной и той же конкретной ситуации

ки текущей ситуации и последующим за такой

сопоставляется множество возможных реали-

оценкой выбором конкретного управления для

заций морфизма, каждая из которых вызвана

процедуры совершения избирательного по-

идентификацией текущей ситуации избиратель-

ражения. Отмеченная неопределённость мо-

ного поражения. Другими словами, повторение

жет быть зафиксирована хорошей сентенцией,

одних и тех же процедур комплексом ВТО всег-

услышанной от военных: «Если применение

да в реальности даже с единственным принима-

своего оружия поддаётся управлению, то усло-

емым текущим решением приводит к различиям

вия среды можно только учитывать, а действия

в их исполнении, тем более что изначально са-

противника – предугадывать». Соответственно, между объектами категории

мой сигнатуре {поражаемая цель} сопоставляется большое количество комбинаций (вариантов)

и

существует единственный текущий мор-

оценённых характеристик цели и условий её на-

физм реализации, записанный по тому же пра-

блюдения. Каждая из таких комбинаций есть до-

вилу (5), что:

пустимая реализация объекта

категории из-

бирательного поражения, а значит, и морфизма преобразования

,

(6)

. Априорная неизвестность где

характеристик цели и текущей ситуации её на-

– совокупность конкретных ха-

блюдения заставляет из-за неопределённостей

рактеристик объектов радиолокационного кана-

считать текущую выбранную интерпретацию

ла, идентифицирующих наиболее правдоподоб-

сигнатуры одной из возможных конкретизаций

ную на момент функционирования комплекса

морфизма

для описываемой обстановки в

ВТО ситуацию совершения избирательного поражения (конкретная реализация условий).

зоне боевых действий.

Продолжение статьи в следующем номере

Итак, в процессе избирательного поражения морфизм преобразования

4/2020

всегда в

журнала.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

77

информация к размышлению

О некоторых проблемных вопросах теории доплеровской радиолокации Возникновение радиолокации вызвано не-

мощью единственного параметра Fd является

научный руководитель,

обходимостью дистанционного обнаружения

следствием разложения полной модели сигнала

советник генерального

объектов (целей) и измерения их дальности с

по параметру Δf / f0, где Δf – ширина спектра огибающей зондирующего сигнала.

ИО СИФ А КОП ЯН,

директора

помощью радиоволн, что отражено в назва-

АО «МНИИ «Агат», доктор

нии радиолокационных средств: радар (англ.

Однако при радиолокационном наблюдении

технических наук

RADAR – Radio Detection And Ranging – ра-

и самонаведении узкополосная модель сигнала

диообнаружение и определение дальности).

перестаёт быть адекватной реальным условиям, а

ВА ЛЕН Т ИН С А РЫЧЕВ,

Практически сразу потребовались процедуры

информативными «доплеровскими» характери-

заместитель генерального

определения скорости цели, причём наиболее

стиками радиолокационного сигнала выступает

важной для военного применения – радиаль-

также фактор υ – доплеровской деформации (из-

ной VR, основанной на эффекте Доплера и со-

менения масштаба). В этом случае цель трансфор-

ответственно называемой доплеровской.

мирует своей доплеровской скоростью зондирую-

конструктора АО «НПП «Радар ммс», доктор технических наук

Радиолокационное измерение дальности и

щий сигнал s(t) в приёмо-передающий сигнал

скорости относится к непосредственным (пря-

,

мым). Оно хорошо освоено, и его процедуры

где А – амплитуда принятого радиолокаци-

доведены до совершенства. Их физика и радиофизика активно и повсеместно реализуются ра-

(3)

онного сигнала.

диолокационными системами.

Ускорения цели также расширяют полосу

Поскольку основная тема этой статьи свя-

частот доплеровского сигнала за время наблю-

зана с доплеровскими измерениями, то следует

дения. В (1) – (3) предполагается, что цель в ра-

привести исходные соотношения, связывающие

диолокационном плане – точечная, а скорость

доплеровский сдвиг частоты гармонической ра-

сканирования диаграммы направленности ан-

диоволны Fd с радиальной скоростью цели, где

тенны (ДНА) медленная, и её в процессе допле-

могут участвовать динамика изменения даль-

ровских измерений можно не учитывать.

ности до цели R(t), несущая частота – f0, длина

волны – λ, скорость распространения волны – c: . (1)

Возможности радиолокационного оценивания скорости оцениваются дисперсией погрешности: (4)

Доплеровский сдвиг частоты изменяет также период принятого колебания:

и разрешением по скорости: (2)

где Т0 – период несущей частоты f0, Тd – период сдвинутого по доплеровской частоте коле-

, где

–

отношение

сигнал/шум,

Δtэфф – эффективная длительность сигнала.

бания.

78

SNR

(5)

В многопозиционной радиолокации допле-

Вообще (1) пригодно только для узкополос-

ровские измерения дают возможность получе-

ной модели радиолокационного сигнала, где f0

ния полного вектора скорости и его радиальной

олицетворяется с центральной частотой сигна-

составляющей, теория которого доведена до со-

ла. Такое описание доплеровского сдвига с по-

вершенства.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Однако ситуации радиолокационного на-

верхностей (равнинная поверхность, покрытая

блюдения всё чаще выходят из-под «точечно-

снегом, морская поверхность, покрытая льдом

замороженного» наблюдения цели, как правило,

или снегом, пустыня и т.п.) при горизонтальном

в ситуациях измерений на поверхностно рас-

полёте носителя радиолокационного средства

пределённой цели. Это проявляется при осу-

измеряемая наклонная дальность до поверхно-

ществлении селекции подвижных целей (СДЦ),

сти будет оставаться практически постоянной

трудности с осуществлением которой серьёзно

величиной и доплеровского сдвига у радиолока-

выросли при размещении радиолокационного

ционного сигнала не должно быть (известный в

средства на летательном аппарате (ЛА).

радиолокации «парадокс гладкой земли»). При

На наблюдение доплеровского сдвига от

гладком (зеркальном) фоне, например спокойная

цели (особенно если она пространственно- или

водная поверхность, вообще не будет радиоло-

объёмно-распределённая) с движущегося ЛА

кационного сигнала и доплеровского сдвига. Од-

накладывается собственное поле доплеровских

нако поскольку обратный, рассеянный реальным

скоростей ЛА, промодулированное ДНА задей-

фоном сигнал наблюдается, то его, как принято

ствованной антенны. По этой причине соотно-

в радиолокации, представляют сформированным

шения, с помощью которых оценивается допле-

множеством независимых парциальных сигна-

ровский сдвиг, зависят ещё и от косинуса угла

лов, рассеянных элементарными точечными рас-

наблюдения относительно вектора скорости.

сеивателями, достаточно плотно расположенны-

Использование непрерывного (или квазине-

ми на облучаемой поверхности.

прерывного) излучения и доплеровской селекции

Радиолокационный сигнал «чохом» (с разне-

(применение узкополосного фильтра, обеспечива-

сением по частоте) неявно содержит информацию

ющего приём сигнала цели при наличии сигналов,

о радиальной скорости радиолокационного сред-

рассеянных земной поверхностью и целями с дру-

ства относительно каждого отдельного элементар-

гими скоростями полёта) облегчили обеспечение

ного рассеивателя, хотя, казалось бы, производная

СДЦ. Но возможны ситуации, когда в доплеров-

от времени задержки (наклонной дальности) всего

ский фильтр, следящий даже за приближающейся

рассеянного сигнала должна быть равна нулю, а

с достаточно большой скоростью целью, попадают

значит, и радиальная скорость ЛА равна нулю. Но

сигналы, рассеянные земной поверхностью. По-

в радиолокационном сигнале доплеровская ча-

добные ситуации способны породить, как нам

стота из-за отмеченной размазанности исходного

кажется, весьма интересные радиофизические

радиолокационного поля радиолокатора ЛА при-

эффекты, которые необходимо учитывать в про-

сутствует, и доплеровский измеритель с приемле-

цессе дальнейшего развития радиолокационной

мой точностью оценивает радиальную скорость

техники и за которые можно «зацепиться» при

радиолокационного средства.

стремлении получить более точную и надёжную

Итак, предложенный принцип образования

информацию о целях, особенно тогда, когда на-

доплеровской частоты для равномерно рассе-

блюдение происходит «на краю» той или иной

ивающей поверхности оказывается несостоя-

радиолокационной технологии.

тельным, и, находясь на таком пути, анализиро-

Как видно из (1), доплеровский эффект про-

вать возникновение эффекта Доплера нельзя.

истекает из динамики запаздывания сигнала. Од-

Также известен радиолокационный пара-

нако далеко не всегда так просто из соответст-

докс гористой местности. При полёте над гори-

вующего запаздывания сигнала можно объяснить

стой местностью наклонная дальность изменя-

появление доплеровской частоты, да ещё и его

ется, из-за чего изменяется временная задержка

характеристики. Приходится привлекать более

сигнала и появляется производная временной

тонкие эффекты, возникающие при радиолока-

задержки сигнала. Однако доплеровский сдвиг

ционном наблюдении. Например, в некоторых

частоты не изменяется пропорционально скоро-

довольно часто встречающихся случаях подоб-

сти сближения радиолокационного средства с

ные представления для объяснения процесса

гористой местностью. Доплеровский измеритель

образования доплеровской частоты «в лоб» не

скорости оценивает реальную скорость радио-

срабатывают. Так, для ряда рассеивающих по-

локационного средства независимо от наклон-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

79

информация к размышлению

ной дальности (расстояния до средства) и в конечном счёте от рельефа местности. Поскольку доплеровская фильтрация осу-

«парадокса гладкой земли» согласно (1) доплеровский сдвиг должен отсутствовать. Но это не так, доплеровский сдвиг равен Fд=2/λ·V·cos γ.

ществляется узкополосным фильтром, то воз-

(7)

никают естественные ограничения на время

На первый взгляд налицо ещё один пара-

пребывания радиолокационного сигнала при

докс. Однако доплеровские измерители ско-

изменении доплеровской частоты в полосе филь-

рости самолёта (ДИСС) успешно работают в

тра. Например, минимальное время нахождения

соответствии с формулой (7). В известной ли-

сигнала в доплеровском фильтре с «прямоуголь-

тературе формула (7) приводится без должных

ной» характеристикой и полосой Δf принято счи-

объяснений, хотя ряд авторов исходят только из

тать τ = 1/1,4Δf. Следовательно, существует огра-

того, что земля неподвижна. Но подсвеченный

ничение на величину τ и на скорость изменения

лучом участок поверхности (пятно подсвета)

доплеровской частоты (то есть на ускорение w

движется! Тем не менее парадокс кажущийся. Для объяснения обратимся к рисунку 1. Из-

радиолокатор – отражающий объект). Поскольку Fд =2 V/λ = 2wτ/λ, то предельное

лучённый в точке А в момент времени t радиолокационный сигнал распространяется в воз-

ускорение Wмакс = λ f/2τ. (6) Например, при λ = 2 см,

душной среде со скоростью света и достигнет Δf = 500 Гц,

точки В (середины пятна подсвета) через вре-

w ≤ 3500 м/c². Такие ускорения не реализуемы в авиации и ракетной технике, однако при скани-

мя τ1=R/c. Эхо-сигнал вернётся в точку С через время τ = R /c. R меньше R на величину а. ЛА

ровании с достаточно большой высоты лучом по

пролетит отрезок b за время τ1+τ2, то есть

2

1

1

земной поверхности с большой угловой скоро-

B = V· (τ1+τ2), a/b=cos γ. (8)

стью можно нарушить условие (6) и не получить

Скорость сближения ЛА с точкой В равна: а/(τ1+τ2) = V· (τ1+τ2) ·cos y/(τ1+τ2)=V·cos γ , (9)

ожидаемого ответного сигнала. Теперь рассмотрим в вертикальной плоскости оснащённый радиолокатором ЛА, летя-

и доплеровский сдвиг действительно соответствует (7).

щий на высоте Н горизонтально с постоянной

Как видим, объяснение парадокса обязано

cкоростью V, у которого ось ДНА, не имеющей

конечной величине скорости распространения

боковых лепестков (т.е. напоминающая «каран-

электромагнитных волн и «точечному» приёму

дашный» луч с угловой шириной β), отклонена

рассеянного сигнала радиолокатором.

от горизонта на угол γ (рисунок 1). Участок плоской шероховатой земли в пят-

Следует заметить, что эффект Доплера при распространении волн любой природы основан

не подсвета лучом, которое движется по земной

на конечной скорости распространения волн в

поверхности параллельно движению ЛА, рассе-

среде. Поскольку луч с угловой шириной β под-

ивает радиолокационный сигнал, и расстояние

свечивает не точку, а полоску (выделена на ри-

R до середины этого пятна не изменяется. Из-за

сунке 1), которая при тех временных параметрах работы радара является «неподвижной землёй»,

Рис. 1

так как за время распространения радиоволн размер полоски практически не меняется. Рассеянный поверхностью земли сигнал не будет иметь характерного для точечных (квазиточечных) целей эклипсинга (периодических замираний сигнала, возникающих при использовании квазинепрерывного сигнала с высокой частотой повторения в РЛС) и будет иметь спектр, повторяющий по форме диаграмму направленности луча станции, а ширина спектра определится разностью значений cos ϒ на краях подсвеченного участка.

80

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Представляет интерес вопрос о зависимости полученного результата от размера отражающего пятна. Если условно предположить бесконечно узкий луч радара («иголку», дельта-функцию), т.е. β = 0, то радар вообще не сможет принимать эхо-сигнал, так как за время распространения радиоволн луч радара ЛА переместится в новое положение. Отметим, что высота полёта ЛА в этой задаче не влияет на величину доплеровского сдвига. От высоты полёта (т.е. от дальности до поверхности земли) будет зависеть только величина

Рис. 2

принимаемого сигнала. Будем теперь исходить из предположения, что рассеивающие свойст-

облучении земли неподвижным радиолокатором

ва земной поверхности подчиняются закону

сверху вниз принятый радиолокационный сигнал

Ламберта, согласно которому интенсивность

будет иметь нулевой доплеровский сдвиг.

рассеянных сигналов подчиняется «закону ко-

Теперь усложним задачу. Начнём вращать

синусов» при отсчёте угла от вертикального

антенну радара горизонтально летящего ЛА в

положения. При дальнейшем анализе целесо-

вертикальной плоскости с угловой скоростью ω.

экспериментальными

Подсвеченное на земле пятно, помимо движе-

данными рассеивающей способности. Рассеян-

ния за счёт скорости ЛА, получит дополнитель-

образно

пользоваться

ный шероховатой поверхностью эхо-сигнал для

ную динамику из-за вращения луча. В зависимо-

типичных земных равнинных рельефов (степь,

сти от направления вращения луча пятно может

поле, мелкий кустарник, морская рябь) имеет

приближаться к ЛА или удаляться от него. Ли-

средний коэффициент ослабления для углов

нейная скорость движения пятна Vпз (рисунок 2)

обратного рассеяния порядка 20-45 градусов

будет проектироваться на линию, соединяющую

(от земной поверхности) примерно – 25 дБ.

ЛА с центром пятна подсвета. Доплеровский

Теперь перейдём к центральному вопросу

сдвиг сложится из величины (7), обязанной

этой статьи, на который авторы хотят обратить

собственной скорости ЛА (радара), и проекции

внимание: является ли движущееся по земной

скорости VПЗ движения центра пятна за счёт

поверхности пятно, подсвеченное радиолока-

вращения луча на линию визирования, которое

тором с ЛА, некоей виртуальной радиолокаци-

вызывает дополнительное изменение расстоя-

онной целью, создающей доплеровский эффект,

ния до ЛА (радара): R1< R.

даже если радиолокатор неподвижен (находится

За время dt центр пятна пройдёт отрезок

на мачте, аэростате, зависшем вертолёте) и дви-

ВС = n, связанный с отрезком m: m/n = sin γ.

жение подсвеченного пятна создаётся угловым

В первом приближении m = ω·R·dt. Тогда, учи-

перемещением луча антенны радара в угло-

тывая, что n = m/sin γ, получаем: n = ω·R·dt/sin γ.

местной плоскости, приводящим к изменению

Поскольку H/R = sin γ, то n = ω·H·dt/sin²γ.

дальности до РЛС-пятна? Нам не удалось найти

Линейная скорость движения подсвеченно-

общепризнанного ответа на этот вопрос в до-

го пятна Vпз = dn/dt, её проекция на линию ви-

ступной литературе, и имеющиеся точки зрения

зирования центра пятна равна Vпз*cos ϒ, откуда

специалистов по радиолокации диаметрально

Fд.пз. = 2/λ·(Vcos γ/dn/dt·cos γ) = 2/λ·cos γ· (V+ω·H/sin² γ).

различны. Обоснованием отказа считать движу-

(10)

щееся пятно радиолокационной целью называ-

Высота полёта ЛА Н и угловая скорость

ется 1) неподвижность земной поверхности, 2)

вращения луча радара ω влияют на линейную

отрицательные результаты математического мо-

скорость движения пятна подсвета на подстила-

делирования процесса и 3) отсутствие нужных

ющей поверхности, зависящую от расстояния R

экспериментальных данных. Мы здесь и сейчас

от ЛА до пятна на земле. В отличие от рассмо-

выносим этот вопрос на дискуссию, тем более что

тренного выше движения ЛА с фиксированным

из приведённых рассуждений следует, что при

углом наклона луча радара в случае вращения

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

81

информация к размышлению

луча радара возникает дополнительная состав-

нахождения радиолокатора над поверхностью

ляющая Fдвр доплеровского сдвига частоты:

земли Н = 5000 м, угле наклона луча γ = 30 град,

Fдвр = 2/λ·cosγ·ω·H/sin²γ.

(11)

длине волны λ = 2 см,

максимально допустимую угловую скорость

ляющая доплеровского эффекта будет зависеть

вращения луча ω MAX = 0,374 рад/с (21,4 град/с).

от изменения как высоты полёта ЛА, так и на-

Предположим, что ЛА летит на высоте 5000 м

правления вращения луча радара, т.е. Fдвр полу-

со скоростью 200 м/c, длина волны радара 2 см,

чает не только величину, но и знак.

его антенна с шириной луча 2 град наклонена

Из проведённого рассмотрения следует, что

к горизонту под углом 30 град и поворачивает-

неподвижный радар, находящийся на высоте Н,

ся по часовой стрелке (в сторону приближения

при вращении антенны, облучающей подстилаю-

к земле) с угловой скоростью 2 град/с (0,035

щую поверхность (при условии, что угол наклона

рад/c). Начальная дальность до середины пятна

луча γ много больше ширины луча β, т.е. сущест-

на земле в этом примере составляет 10 000 м.

вует движущееся пятно подсвета на земле, а не

Время распространения радиоволн от радара

«лунная дорожка»), может фиксировать допле-

и обратно составляет около 67 мкс, за которые

ровский сдвиг частоты рассеянного сигнала при

ЛА (и пятно на земле) продвинутся на 13 см,

неподвижном радаре и неподвижной земле. При

что несоизмеримо меньше размера пятна под-

этом такой дополнительный доплеровский сдвиг,

света (диаметр пятна порядка 350 м). Согласно

вызванный вращением луча радара, может быть

(7) и (11) получаем две доплеровские частоты:

не только соизмерим с доплеровской частотой

Fд = 17,3 кГц и 37,9 кГц. Здесь первое значе-

объекта, летящего горизонтально к радару, но

ние обязано скорости полёта ЛА относительно

даже и превышать её по величине, что восприни-

поверхности земли, а второе – вращению луча.

мается многими специалистами как парадокс. Так как Fдвр пропорциональна произведению

ω·H, обнаружение доплеровского сигнала воз-

Обратим внимание, что даже при такой незначительной скорости вращения луча (2 град/с) за счёт большой дальности от радиолокатора до

можно лишь при соблюдении условия, что уско-

пятна на земле (10 000 м) вторая компонента

рение движения пятна на земной поверхности

существенно больше первой.

(точнее, его проекция на линию визирования) W

Рассмотрим в качестве примера зависший

не превысит значения (6). Поскольку наибольшие

на высоте Н вертолёт (или аэростат) с радиоло-

скорости и ускорения пятно приобретает при не-

катором сантиметрового диапазона, перехва-

больших значениях угла γ, косинус которого бли-

тывающим цель, летящую встречным курсом на

зок к единице, оценим для упрощения движение

высоте h со скоростью Vц. Предположим, что

собственно пика земли. Найдём связь между зна-

захват цели радиолокатором вертолёта произо-

чением ускорения Wмакс и максимальным значением угловой скорости вращения луча ωNAX для

шёл на дальности вертолёт-цель R, что соответствует углу наклона луча ɣ. Рассчитаем, с какой

текущего значения угла γ наклона луча радара

угловой скоростью будет вращаться луч радио-

при фиксированной высоте Н.

локатора в процессе сопровождения цели. На

Из (11) получаем: проекция скорости движения пятна на линию визирования равна Vпр = ω·H· cos γ /sin²γ,

рисунке 3 изображены положения ЛА, цели и подстилающей поверхности в моменты времени t и t+dt.

(12)

Учитывая m/n = sin Ỵ, n = Vц*dt, m =

из чего получим: d(Vпр)/dt = ω·H·d(cos γ/sin²γ)/dt =

Vц*dt*sin Ỵ, получаем: H/R = (H-h)/D=sin Ỵ

ω·H·d(cos γ/sin²γ)/dγ)·dγ/dt.

ω = m/Ddt = Vц*sin Ỵ/D = Vц*sin²Ỵ/(H-h). (16)

(13)

Поскольку W = d(Vпр)/dt и ω = dγ/dt, то WMAX = ωMAX ·H·(2cos² γ - sin²γ)/sin3γ.

2

Используя (9), находим: Fд.пз. = 2/λ*cos Ỵ*ωH/sin²Ỵ =

(14)

2/λ*cos Ỵ*Vц*H/(H-h).

Тогда ΩMAX = [WMAX/H·sin3γ/(2cos2γ-sin²γ)]1/2.

Доплеровская

(15)

Приведём численные примеры для иллю-

частота

(17) приближающейся

цели равна

страции выполненных объяснений. При высоте

82

Δf = 500 Гц получаем

При вращении луча дополнительная состав-

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

Fд.ц. = 2/λ*Vц*cos Ỵ. (18)

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Находим разность доплеровских частот пика земли и цели: Fд.пз. – Fд.ц. = 2/λ*cos Ỵ*Vц{H /(H-h)-1} (19) Для примера предположим, что вертолёт (аэростат) находится на Н = 5000 м, цель летит на высоте h = 1500 м со скоростью Vц = 200 м/с, длина волны λ = 2 cм, угол визирования цели в момент её захвата Ỵ = 25 град, условие (6) заведомо выполняется, находим: Fдц = 18120 Гц, Fд.пз. = 25800 Гц, превышение доплеровской частоты помехи над доплеровской частотой цели

Рис. 3

в момент начала сопровождения цели – 7680 Гц. ω(t)*H(t) = Vц*sin²ϒ(t).

Поскольку радиолокатор неподвижен, угол визи-

(20)

рования цели Ỵ в процессе слежения за целью

Обратим внимание, что движение помехи

увеличивается, cos Ỵ уменьшается, сигнал цели

(пика земли) будет происходить от верхних ча-

и помеха сближаются, и только при достижении

стот доплеровской гребёнки фильтров к нижним

90 град доплеровские частоты цели и пика земли

частотам.

совпадут (обнуляются). Как видим, опасности для

Если при этом величина сигнала пика земли

сопровождения приближающейся цели в этом

в центральном фильтре радиолокатора превы-

примере нет, хотя нахождение на оси частот пика

сит сигнал от цели, то сопровождение цели ста-

земли выше частоты Доплера приближающейся

нет невозможным. На время прохождения пика

цели для многих является неожиданным.

земли через центральный фильтр необходимо

В этом примере мы рассмотрели образова-

размыкать цепи слежения и восстанавливать их

ние доплеровского сдвига частоты рассеяний от

после ухода частоты пика земли из центрально-

подстилающей поверхности при неподвижном

го фильтра. Интересно отметить, что противники при-

радиолокаторе. Горизонтальное движение радиолокатора с постоянной скоростью V добавляет к

знания радиолокационных свойств у движу-

доплеровским частотам цели и пика земли оди-

щегося по земной поверхности подсвеченно-

наковую компоненту, поэтому разница (19) не

го пятна пика земли вынуждены согласиться,

изменится. В приведённых рассуждениях угловая

что обнаружение и захват радиолокатором

скорость луча обязана слежением радиолокатора

летательного аппарата малоразмерной цели,

за целью, при этом угловая скорость небольшая,

едущей или летящей встречным курсом на ми-

а эффект значительный, так как достаточно вели-

нимально возможной высоте, возможны без

ка дальность от локатора до поверхности земли.

помех на предельно больших дальностях. Так

Но произведение h(t)*H(t) может изменяться в

как цель находится в центре пятна подсве-

широких пределах по многим причинам. Это и

та, помеха от пятна будет на частоте Доплера,

сканирование пространства, и переменная ско-

соответствующей проекции скорости локато-

рость носителя радиолокатора, и его манёвры.

ра, и не будет мешать обнаружению и захвату

Если предположить, что ЛА с радиолокатором

встречной цели независимо от свойств ламбер-

полетит не горизонтально, а будет снижаться в

товской поверхности.

точку встречи с целью со скоростью V (например,

Отметим, что с приближением радиолока-

для атаки стрелково-пушечным вооружением), то

тора к цели сигнал от точечной цели растёт по

высота ЛА Н(t) будет снижаться (показано на ри-

закону 4-й степени. А сигнал пятна (пика земли) –

сунке 3 пунктиром) и угол визирования цели Ỵ(t)

только во 2-й, так как площадь пятна пропор-

тоже будет со снижением высоты Н уменьшаться,

циональна квадрату расстояния локатор-пятно.

сокращая тем самым угловую скорость вращения

Следовательно, если пятно является радиоло-

луча ω, и в процессе слежения за целью на не-

кационным отражателем, существует расчётное

которой высоте Н(t), H > H(t) > h доплеровские

значение

частоты цели и помехи сравняются

ра, позволяющее обнаружить и сопровождать

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

высоты

атакующего

ТЕХНОЛОГИИ

радиолокато-

83

информация к размышлению

«сверху вниз» низколетящую малоразмерную

оказалось трудно. Откликнулись в НИИ прибо-

цель, и снижение высоты полёта локатора будет

ростроения имени В.В. Тихомирова, совместив

улучшать соотношение сигнал/помеха, вызван-

такой манёвр самолёта со штатным испытанием

ное сигналами земли. Рассмотрим в качестве

самолётного радиолокатора. Но поскольку РЛС

примера гипотетический радиолокатор, работа-

самолёта имеет способность следить за пиком

ющий в диапазоне Ка с шириной луча β = 2 град

земли и бороться с его влиянием, расшифровка

(0,035 рад) на высоте 10 000 м и имеющий

записей не позволила однозначно ответить на

потенциал, обеспечивающий захват и сопрово-

интересующий нас вопрос. Мы выражаем бла-

ждение цели с эффективной поверхностью рас-

годарность руководству НИИП, главному кон-

сеяния (ЭПР) 1 м на дальности 50 км. При этом

структору А.Р. Горбаю и инженеру-испытателю

цель с ЭПР 1 м2 движется встречно по земле

С.Н. Гаврилову за участие в научных исследо-

со скоростью 100 м/с. Оценим эквивалентную

ваниях и проделанную работу, однако ответ на

ЭПР подсвеченного пятна земли. Площадь круга,

главный вопрос ещё не найден и нужны новые

образованного карандашным лучом шириной

лётные исследования.

2

Мы выражаем также благодарность главно-

2 град на дальности 50 км в сечении, перпендикулярном лучу, составит: π*(R* β/2)² = 9187 м2, учтём ослабление по закону Ламберта

му редактору журнала «Радиоэлектронные технологии» Олегу Кустову за его инициативу по предоставлению страниц журнала для научных

(–25 дБ) и ослабление за счёт «закона косину-

дискуссий. Мы надеемся, что специалисты в об-

сов» (ещё –5 дБ). Итого ЭПР пика земли составит

ласти радиолокации помогут установить истину.

9,2 м2. Полоса частот пика земли займёт около

ВЫВОДЫ:

3% от доплеровской частоты цели (имеющей в данном примере величину около 25 кГц), т.е. со-

1. При вращении в вертикальной плоскости

ставит 750 Гц. При полосе фильтров около 400 Гц

с угловой скоростью ω антенны неподвижного

пик земли создаст помехи в двух соседних филь-

радиолокатора, излучающего радиолокацион-

трах, что будет эквивалентно снижению плот-

ный сигнал с длиной волны λ и расположенного

ности помехи в каждом фильтре в два раза, т.е.

над поверхностью земли на высоте Н, возникает

ЭПР пика земли в фильтре составит 4,6 м2. Чтобы

доплеровский сдвиг Fд.вр. частоты рассеянного

сигнал цели с ЭПР 1 м оказался больше помехи,

подстилающей поверхностью земли сигнала,

2

нужно более чем вдвое снизить высоту полёта

при условии что угол наклона луча радара γ зна-

самолёта с радиолокатором. Площадь пятна про-

чительно больше ширины луча β и угловая ско-

порциональна квадрату расстояния, а ЭПР цели

рость вращения луча не превышает величины

считаем постоянной. Кроме того, помеха и сигнал

(15), а подстилающая поверхность земли (воды)

оказываются в одном фильтре. По мнению наших

удовлетворяет критериям Ламберта.

оппонентов, сигнал пика земли, имеющий допле-

2. Значение доплеровского сдвига частоты рас-

ровский сдвиг только за счёт движения самолёта

сеянного от подстилающей поверхности сигнала,

с локатором, не мешает захвату низколетящей

вызванного вращением луча радара в вертикаль-

цели на фоне земли на предельно большой даль-

ной плоскости, рассчитывается по соотношению Fд.вр.=2/ λ*cosγ*ω* H/ sin² γ.

ности (50 км в нашем примере) и не зависит от

3. При радиолокационном сопровождении

изменений рассеивающих свойств поверхности земли, с чем трудно согласиться. Подтверждением выводов настоящей ра-

84

радаром ЛА объекта, летящего к нему над фоном рассеяний от подстилающей поверхности,

боты (наличия эффекта) мог быть небольшой

возможно возникновение помех в доплеров-

манёвр самолёта с радиолокатором с «заморо-

ском диапазоне встречных целей при изме-

женной» в вертикальной плоскости антенной

нении высоты полёта радиолокатора и других

(пикирование с угловой скоростью 2-3 град/с

манёврах, приводящих к изменению величины

длительностью несколько секунд и возврат на

произведения ω(t)*H(t), что многими специали-

горизонтальный полёт с такой же угловой ско-

стами в области радиолокации считается прин-

ростью), но организовать такой эксперимент

ципиально невозможным.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Атомный военный и не только Отличительной особенностью современной

ные-человек». Самые «смертельные» станции

эпохи являются ускоренные темпы научно-тех-

работают на угле, и таких – большинство. Как

БИ Л А ШЕНКО,

нического прогресса. Он сопровождается вне-

написал журнал The New Scientist в 2002 году,

старший научный

дрением, освоением новых технологий от поко-

Международное энергетическое агентство про-

сотрудник,

рения сверхглубоких впадин Мирового океана

вело масштабное исследование влияния раз-

Институт проблем

до межпланетных полётов.

личных видов энергетики на жизнь и здоровье

безопасного развития

Особое место в бурном развитии науки и

людей. Учитывались параметры воздействия

атомной энергетики,

техники занимает атомная энергия (АЭ). Осно-

разных топлив на всех этапах жизненного ци-

кандидат технических

воположники её развития не акцентировали

кла – от добычи до утилизации, а также число

наук

внимания на военном применении. Создание

связанных с электрогенерацией смертей как в

первых реакторов великим Энрико Ферми и не

результате несчастных случаев и аварий, так и

менее великим, хоть и не нобелевским лауре-

вследствие выбросов вредных веществ. В одних

атом, Игорем Курчатовым имело целью проде-

только США с выбросами угольных ТЭС связыва-

монстрировать возможность мирного использо-

ют до 13 200 смертей ежегодно.

ВЯЧЕС Л А В

Примечательно, что угольные ТЭС по воз-

вания энергии атома. Но вмешались военные и политики. Со-

действию радиации опаснее АЭС. Радиационное

здание и применение атомной бомбы нанесло

загрязнение природной среды в районах уголь-

сильный урон практическому использованию

ных ТЭС, даже при условии их безаварийной

АЭ. С тех пор в умах людей слово «атом» ассо-

эксплуатации, превышает загрязнение от АЭС

Рис. 1. Энергоблок № 1

циируется с бомбами, ракетами и опасным воз-

равной мощности. Причина высокой радиации

Ленинградской АЭС-2

действием на природу и на человека невидимой

ТЭС в том, что в каменном угле содержатся уран

перед физическим

радиации.

и торий. Содержание различных радиоактивных

пуском 9 декабря

элементов в углях одного из месторождений

2017 года

Это инстинктивное недоверие к АЭ часто искусственно подогревается заинтересованными бизнесменами, которые опасаются за свои сверхдоходы – в первую очередь магнатами угольной, нефтяной и газовой промышленности. А опасаться им есть чего. Современный уровень развития технологий АЭ обеспечивает превосходство атомных электростанций (АЭС) над тепловыми (ТЭС), работающими на любом ископаемом топливе. Во-первых,

в

экологичности.

Правиль-

но спроектированная и эксплуатируемая АЭС не имеет вредных выбросов в отличие от ТЭС. В газовых шлейфах последних содержатся не только зола и шлаки, но и опасные для здоровья человека оксиды азота, углерода, серы – всего до 50 наименований ядовитых примесей, в том числе токсичных, таких как сера, фосфор, бериллий, ртуть, мышьяк, селен, марганец, ванадий, хром. Эти элементы, выпадая вместе с осадками, переходят в водоёмы и почву, где включаются в трофическую цепь «почва-растения-живот-

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

85

информация к размышлению

пов, в том числе по экономичности, эргономичности, логистике доставки топлива, обращению с отходами. Результат для специалистов очевиден – именно за АЭ будущее мирового энергообеспечения, производство которого удваивается каждые 30–50 лет. За последние полвека созданы типы реакторов с качественно новыми характеристиками и показателями, в первую очередь по надёжности средств активной и пассивной защиты. Например, использование естественной циркуляции теплоносителя при обесточивании насосов, при потере теплоносителя или перегреве топлива приводит к автоматическому срабатыванию защиты. Самыми перспективными считаются бридеры, или реакторы-размножители. В них используется самый распространённый на Земле изотоп урана 238, при облучении преобразующийся в изотоп урана 239, который способен участвовать в реакции деления, что Рис. 2. Проект атомного ледокола «Лидер»

в сумме составляет от 14,2 до 45,7 грамма на

равносильно бесконечному возобновляемому

тонну. При сжигании этих углей на ТЭС и в ко-

ресурсу вплоть до времени, когда будет создан

тельных в тонне золы и шлака уже будет от 86

реактор ядерного синтеза. В России накоплен

до 412 граммов.

значительный опыт применения реакторов та-

В самом угле удельная активность этих ра-

кого типа БН-350/600/800. Можно

диоактивных изотопов низкая, но, когда уголь сгорает, в его дыме и особенно в золе концен-

об

альтернативных

трация тория и урана возрастает в десятки раз.

био- и гидроресурсах, геотермике, но превра-

Помимо локального воздействия на природу в

щение их в электрическую энергию при суще-

местах расположения ТЭС, существует глобаль-

ствующем уровне развития науки и техники

ная угроза для всей планеты – загрязнение ат-

является пока проблематичным. Сегодня нет

мосферы и разрушение озонового слоя.

источника генерации электроэнергии, который

Много спекуляций по поводу опасности АЭ,

86

рассуждать

источниках получения энергии – солнце, ветре,

мог бы конкурировать с АЭС по компактности,

которую упорно ассоциируют с атомными бом-

удельной мощности и достигнутым значениям

бардировками. На самом деле безопасность

параметров.

современных АЭС гораздо выше, чем объектов

Именно эти свойства АЭ привлекли внима-

генерации электроэнергии на других видах то-

ние разработчиков транспортных средств. Атом-

плива. Да, случилась тяжёлая авария на Черно-

ные энергетические установки (АЭУ) оказались

быльской АЭС – единственной крупной станции

наиболее приемлемыми для морского тран-

без защитной оболочки (контайнмента) – за-

спорта. Впервые в мире их применили в под-

щитного купола из прочного железобетона, спо-

водном кораблестроении, а в Советском Союзе –

собного выдержать падение большого лайнера

практически одновременно при строительстве

и предотвратить распространение радиоактив-

подводных лодок и ледоколов.

ности при аварии. К тому же её реактор был в

Можно сопоставить сложность, технологич-

единственном экземпляре, устаревшей и несо-

ность, напряжённость, историю развития ра-

вершенной конструкции.

кетно-космической техники и создания первых

Эту тему можно детализировать и по другим

атомных подводных лодок (АПЛ). Создатели

показателям работы электростанций разных ти-

техники покорения космоса под руководством

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Сергея Королёва совершили беспримерный на-

Главного управления кораблестроения ВМФ,

учный подвиг, использовали все мобилизацион-

участвовал в разработке, строительстве и экс-

ные ресурсы страны, их деятельность заслужи-

плуатации АПЛ последующих поколений вплоть

вает оказываемого этой теме внимания. Но мне

до современных. Первые советские АПЛ, в отличие от «ны-

по-человечески непонятно «спокойное» отношение общества к не менее сложной, трудной,

ряющих» дизельных, получили возможность

опасной и самоотверженной деятельности по

совершать кругосветные подводные плавания

созданию атомных флотов – подводного и ле-

без всплытия. Они создавались в спешке как

докольного. В короткие сроки были построены

ответ не столько на первую в мире американ-

заводы, разработаны новые технологии, решена

скую АПЛ «Наутилус», сколько на американские

сложнейшая задача подготовки специалистов

ракеты, размещённые по периметру СССР – для

для обслуживания разных типов реакторов под-

восстановления ракетного паритета в условиях

водных лодок и ледоколов.

ядерного противостояния. Наши ракеты того

Переживали и накапливали опыт предотвра-

времени по дальности действия не могли «сдер-

щения аварий АЭУ и АПЛ. Кстати, о надёжности

живать» угрозы США. Попытки разместить их на

АЭ. За всё время развития атомного подводного

Кубе привели мир к последней черте, за кото-

флота было несколько аварий с гибелью под-

рой последовало бы взаимное уничтожение.

водников в мирное время у нас в стране и за

Создание нашего атомного подводного

рубежом. Тонули АПЛ по разным причинам, но

флота происходило одновременно с создани-

не было случая гибели АПЛ из-за отказа или не-

ем атомного ледокольного. На ледоколах уста-

исправности АЭУ. Без ложной скромности могу

навливали прототипы новых мощных АЭУ для

считать себя участником этого процесса, так

боевых кораблей. К слову, мощность АЭУ боль-

Рис. 3. Плавучая атомная

как прошёл путь от оператора реактора одной

шой ракетной АПЛ почти такая же, как у ледо-

теплоэлектростанция

из первых АПЛ до ответственного сотрудника

кола, – до 100 МВт. У нового ледокола «Лидер»

«Академик Ломоносов»

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

87

информация к размышлению

(рисунок 2), контракт на строительство которо-

ально развитых стран мира. Арктическая зона

го подписан в апреле текущего года, мощность

должна обеспечить потребности России в угле-

будет ещё больше – 120 МВт. Такая установка

водородных, биологических, водных и иных

способна обеспечить теплом и электроэнергией

ресурсах, разработку месторождений золота и

небольшой город полностью.

других полезных ископаемых – хрома, марган-

Очень интересная тема – освоение Арктики.

ца, олова, глинозёма, урана, титана, цинка. Пла-

Это тот регион, где точно не обойтись без атом-

нируется увеличение грузоперевозок по Север-

ных ледоколов, плавучих и даже подводных АЭС

ному морскому пути, дальнейшее расширение

для крупных добывающих нефтяных и газовых

транспортной и военной инфраструктуры. С развитием атомной энергетики стреми-

платформ и заводов по производству, хранению, отгрузке сжиженного природного газа.

тельно растёт в Арктике количество атомных

В мае этого года введена в промышленную

объектов – АПЛ, атомных ледоколов – и строится

эксплуатацию первая в стране плавучая атом-

инфраструктура по их обслуживанию. Опережа-

ная теплоэлектростанция (ПАТЭС, рисунок 3).

ющее развитие Арктической зоны России, явля-

Она состоит из береговой инфраструктуры и

ющееся одним из приоритетов государственной

надводного энергоблока «Академик Ломоно-

политики, требует использования глубочайших

сов», оснащённого двумя реакторами типа КЛТ-

научных знаний и передовых технологий, а

40С электрической мощностью 35 МВт каждый.

также интенсивного строительства АЭУ самого

Тепловая мощность ПАТЭС – 50 Гигакалорий/час. Сегодня Арктика рассматривается как стра-

различного назначения морского и берегового базирования.

тегический регион, который будет обеспечивать

Статья подготовлена в рамках проекта

энергетические интересы ведущих индустри-

Российского научного фонда 20-19-00615

ОТ РЕДАКЦИИ

ды и риски ледокольного флота, состоящего по

Советский Союз и его правопреемник Россия

меньшей мере из трёх ледоколов тяжёлого клас-

намного обогнали США в исследовании и осво-

са, которые должны быть надлежащим образом

ении Арктики. Чтобы сократить отставание от

оснащены для достижения целей Меморандума.

России в этой области, президент США 8 июня

Исследование должно включать в себя срав-

подписал Меморандум о защите национальных

нительный анализ примеров использования ле-

интересов США в Арктике и Антарктике (White

доколов среднего и тяжёлого классов в Арктике,

House, June 9, 2020).

охватывающего весь спектр задач национальной

«Для защиты наших национальных интересов

и экономической безопасности, оптимальное

в Арктике и Антарктике и сохранения сильного

количество и тип ледоколов для обеспечения

арктического присутствия в области безопасно-

постоянного присутствия в Арктике и, «в соответ-

сти наряду с нашими союзниками и партнёрами

ствующих случаях», в Антарктике.

Соединённым Штатам необходим готовый, рабо-

С учётом размера и состава флота предстоит

тоспособный и исправный флот полярных охран-

выбрать по крайней мере два места базирования

ных ледоколов, который пройдёт испытания и бу-

на территории США и столько же – за рубежом. Дональд Трамп предписал рассмотреть воз-

дет готов к полноценному развёртыванию в 2029 финансовом году», – говорится в документе.

88

можность использования иностранных ледоколов

Дональд Трамп поручил министру внутренней

на условиях лизинга в период с 2022 по 2029

безопасности в координации с государственным

год, в том числе для проведения национальных и

секретарём, министром обороны, министром

экономических миссий по обеспечению безопас-

торговли и директором Административно-бюд-

ности в дополнение к морским научным исследо-

жетного управления (Office of Management and

ваниям в Арктике и проведению исследований в

Budget, OMB) Администрации президента США

Антарктике в соответствии с системой Договора

изучить эксплуатационные и финансовые выго-

об Антарктике.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Интеллектуальные информационно-управляющие системы противокорабельных ракет МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ИНФОРМАЦИОННО УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМАХ ПРОТИВОКОРАБЕЛЬНЫХ РАКЕТ

ков, и формируют управляющие воздействия на

ЮРИЙ ПО ДОП ЛЁК ИН,

основе имеющихся у них знаний, механизмов

первый заместитель

логического вывода, чтобы воздействовать на

генерального директора

неё с помощью исполнительных механизмов.

по науке,

Традиционными в области искусственного

Воздействие может быть физическим – противо-

АО «Концерн

интеллекта выступают задачи принятия много-

корабельная ракета поражает цель и информа-

«Гранит-Электрон»,

критериальных решений в условиях неопре-

ционным – формируется протокол целеуказания

профессор

делённости исходной информации и эвристи-

(ЦУ) или осуществляется постановка искусствен-

ческого поиска целевых состояний. Одно из

ной помехи. В многоагентной системе информа-

СЕРГ ЕЙ ТОЛМ АЧЁВ,

общеизвестных

ционное взаимодействие между интеллектуаль-

начальник научно-

применений

искусственного

ными агентами носит либо согласованный, либо

исследовательской

Характерной особенностью систем воен-

антагонистический характер. Все компоненты

лаборатории,

ного назначения, таких как ракетное оружие

комплекса ракетного оружия ВМФ функциони-

АО «Концерн

Военно-морского флота (ВМФ), в которых осу-

руют согласованно для решения поставленной

«Гранит-Электрон»,

ществляется планирование, распределение ре-

целевой задачи.

кандидат технических

интеллекта – распознавание образов,

сурсов и построение стратегии достижения цели,

В условиях организованного противником

является необходимость принятия решений в

радиоэлектронного противодействия взаимо-

условиях, когда выбор альтернативы требует

действие своих и противника интеллектуальных

СЕРГ ЕЙ Ш А Р ОВ,

анализа сложной информации различной физи-

агентов носит антагонистический характер в

главный научный

ческой природы и разной степени достоверно-

силу противоположности целевых установок.

сотрудник,

наук

сти. В этих случаях наиболее целесообразные и

Интеллектуальные агенты ПКР решают за-

эффективные решения могут вырабатываться с

дачи обнаружения и распознавания заданных

Электрон»,

использованием элементов искусственного ин-

объектов, целеуказания и наведения на них.

доктор технических наук,

У противника целевые установки интеллек-

теллекта.

АО «Концерн «Гранит-

профессор,

интеллекту-

туальных агентов систем радиоэлектронного

член-корреспондент

альной среде, принято рассматривать в форме

противодействия призваны обеспечить защиту

РАРАН

Процессы, происходящие

в

взаимодействия интеллектуальных агентов (ИА),

объектов путём радиоэлектронного противо-

под которыми понимаются аппаратные или про-

действия и организации противоракетной обо-

граммные сущности, способные действовать для

роны.

достижения целей, сформулированных владель-

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПКР КАК СИСТЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

цем агента, в данном случае – заказчиком противокорабельной ракеты (ПКР) ВМФ. В рамках этой терминологии интеллектуальные агенты воспринимают окружающую среду,

Система управления (СУ) ПКР изначально

получая информацию о ней с помощью датчи-

является интеллектуальной в силу наличия у

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

89

информация к размышлению

рактеристик средств противодействия ПКР и методах их применения; ♦♦

постоянные изменения параметров среды, в которой функционируют элементы СУ ПКР, и характеристик фоно-целевой обстановки, обусловленные появлением новых типов объектов-целей со сниженной эквивалентной площадью рассеяния, появлением скоростных

объектов,

совершенствованием

средств противодействия; Рис. 1. Схема

♦♦

увеличение скорости ПКР, появление гипер-

взаимодействия

звуковых средств поражения, уменьшение

компонентов СУ ПКР

времени на анализ ситуации и принятие решения;

как интеллектуальных агентов

♦♦

уменьшение численности экипажа на кораблях нового типа, создание безэкипажных носителей ПКР.

неё всех признаков искусственного интеллекта. На рисунке 1 представлена упрощённая

Необходимо отметить, что средства об-

схема взаимодействия компонентов СУ ПКР,

наружения целей и обработки информации

каждый из которых можно рассматривать в

совершенствуются.

Появляется

возможность

формирования и использования баз знаний об

качестве ИА. Многофункциональный радиоэлектронный

объектах среды, что создаёт предпосылки для

комплекс (МРЭК) освещения надводной об-

разработки интеллектуальных алгоритмов. Ана-

становки (ОНО) оказывает информационное

лиз современных технологий искусственного

воздействие на среду, формируя протокол ЦУ,

интеллекта позволяет найти их применение в

направляемый в корабельную автоматизирован-

задачах, решаемых комплексами противокора-

ную систему управления (АСУ). В свою очередь,

бельных ракет ВМФ.

корабельная АСУ осуществляет информацион-

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ КОМПЛЕКСАХ

ное воздействие на среду в виде формирования полётного задания (ПЗ), вводимого в бортовую АСУ ПКР, а также физическое воздействие путём управления пуском ПКР. Бортовая АСУ в конеч-

Обработка информации в МРЭК освещения

ном итоге обеспечивает выполнение целевой

надводной обстановки и целеуказания условно

установки всей системы управления носителя

разделяется на алгоритмы активного и пассив-

системы противокорабельных ракет.

ного радиолокационных каналов (АРК, ПРК),

Элементы искусственного интеллекта при-

обработки данных, поступающих от внешних

сутствуют в стоящих на вооружении и проекти-

источников, и параметров межканальной обра-

руемых комплексах ракетного оружия. Вместе с

ботки информации и формирования формуляра

тем имеется насущная потребность использова-

целеуказания.

ния современных методов искусственного ин-

Первичная и вторичная информация внеш-

теллекта для реализации технологии опережаю-

них источников, активного и пассивного ра-

щего развития ракетного оружия ВМФ. Основными аргументами для применения методов искусственного интеллекта являются: ♦♦

♦♦

90

диоканалов ПРК является стандартной для этого типа систем. Формуляры сообщений от внешних источников содержат сведения об

невозможность предусмотреть все вероят-

обнаруженных источниках радиоизлучений и

ные ситуации и состояния среды при приме-

координатах надводных целей в системе коор-

нении ПКР;

динат, связанной с этим внешним источником.

отсутствие достоверных знаний об отличи-

В МРЭК реализованы алгоритмы пересчёта

тельных признаках целей, технических ха-

координат местоположения источников внеш-

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

ней информации и обнаруженных им целей в

его координаты, параметры движения и качки,

систему координат носителя МРЭК и расчёта

погрешности этих величин на текущий момент

компенсации расхождения координат и пара-

времени. Методы искусственного интеллекта целесо-

метров движения целей, получаемых от разных

образно использовать в следующих алгоритмах

источников. Одной из наиболее сложных в межканальной обработке информации является задача

обработки информации в корабельной АСУ: ♦♦

расчёта точки прицеливания, выбора пара-

отождествления объектов-целей по показа-

метров траектории и определения параме-

телям нескольких источников. В этой задаче

тров залпа;

используются в качестве исходных данных

♦♦

проверки условий разрешения старта ПКР.

значения дальности и пеленга на каждую цель,

Определение точки прицеливания связано

среднее квадратическое отклонение измере-

с расчётом наиболее вероятного местоположе-

ний этих параметров, вероятности принад-

ния цели на текущий момент времени: расчёт-

лежности целей к одной из нечётких катего-

ное место цели и упреждённое место цели на

рий (классу) типа «большой», «средний» или

момент начала обзора пространства бортовой

«малый» корабль, приведённые к единому

головкой самонаведения (ГСН). Полученные

моменту времени. Значения перечисленных

координаты расчётного и упреждённого мест

параметров образуют область неопределён-

цели влияют на выбор параметров траектории

ности для каждой цели. Методы и алгоритмы искусственного интел-

ПКР. Вид и параметры траектории ПКР в вертикальной плоскости обусловлены требования-

лекта, разработанные для коллективного рас-

ми минимизации вероятности её обнаружения

познавания, позволяют повысить достоверность

средствами ПВО противника и обеспечения

результатов отождествления и классификации

заданной вероятности нахождения цели в зоне

за счёт введения меры доверия для каждого

обзора головок самонаведения ПКР. Как пра-

источника. Под коллективным распознавани-

вило, используется один из типовых вариантов

ем обычно понимается задача использования

траектории. Вид и параметры траектории ПКР

нескольких классификаторов из состава про-

в горизонтальной плоскости устанавливаются

граммного обеспечения АРК и ПРК, в соответст-

с учётом необходимости обхода естественных

вии с каждым из которых принимается решение

препятствий, минимизации вероятности нахож-

о классе одного и того же объекта для последу-

дения в зоне средств ПВО противника и обеспе-

ющего объединения и согласования решений

чения наиболее благоприятных ракурсов обзо-

отдельных классификаторов.

ра цели бортовой головки самонаведения.

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В КОРАБЕЛЬНЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ Обработка информации в корабельных АСУ условно разделяется на алгоритмы обработки данных целеуказания, корабельного навигационного комплекса, обеспечения ручного ввода данных оператором, формирования полётного задания (ПЗ) и предстартовой подготовки. По данным целеуказания определяются координаты надводной цели, параметры её движения, качки и погрешности этих величин на текущий момент времени, а для групповой цели – радиус её ядра. На основе данных навигационного комплекса корабля устанавливаются

4/2020

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

91

информация к размышлению

В общем виде это задача многокритериаль-

наруживаемых объектов. На практике широко

ного выбора из множества альтернативных ва-

применяются сложные шумоподобные сигналы,

риантов при неопределённости, обусловленной

использующие дискретные кодовые последова-

устареванием неполной и неточной информа-

тельности для модулирования несущей частоты

ции, получаемой от систем освещения надвод-

излучения.

ной обстановки и целеуказания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ПРОТИВОКОРАБЕЛЬНЫХ РАКЕТ

логий

интеллектуальных систем

выступает

определяющим направлением при создании современных комплексов управления ПКР.

Для обработки информации в бортовых

Характерными признаками интеллектуальной

автоматизированных системах управления ис-

системы являются наличие целевой установ-

пользуется ряд взаимосвязанных алгоритмов,

ки, возможность управления её ресурсами для

обеспечивающих управление движением раке-

построения стратегии достижения цели и нали-

ты по заданному маршруту, например, в режи-

чие обратной связи для контроля результатов

мах сближения или самонаведения на основа-

своих действий. Необходимость использова-

нии данных системы инерциальной навигации,

ния методов искусственного интеллекта дик-

радиовысотомера, головки самонаведения и

туется прогрессом в области создания средств

полётного задания. Методы искусственного ин-

противодействия информационным системам,

теллекта целесообразно использовать в задачах

неопределённостью и многозначностью воз-

классификации объектов, обнаруженных ин-

никающих ситуаций, их слабой формализа-

формационными каналами ПКР, и при выборе

цией и зависимостью от многих параметров,

параметров зондирующих сигналов АРК.

многовариантностью принимаемых решений

Задача классификации обнаруженных объ-

в сложных динамических ситуациях в реаль-

ектов решается путём анализа их признаков.

ном времени. Предпосылкой для внедрения

В частном случае она сводится к селекции, раз-

современных методов искусственного интел-

делению всех объектов на цели, ложные цели и

лекта служит технический прогресс в области

другие помехи. Традиционные способы селек-

вычислительной техники, микроэлектронных

ции используют ограниченный набор признаков,

средств и алгоритмов обработки сигналов.

которые включают параметры флуктуации отра-

Использование искусственного интеллекта

жённых сигналов, геометрические или спект-

повышает не только качество решения частных

ральные признаки.

задач на отдельных этапах функционирова-

Методы искусственного интеллекта ори-

ния корабельных автоматизированных систем

ентированы на построение классификаторов

управления и бортовых автономных систем

с многомерным массивом признаков. В общем

управления, но и эффективность применения

виде задача заключается в формировании ин-

комплексов на всех этапах жизненного цикла.

теллектуального классификатора, на вход кото-

В целом в настоящее время разработка и

рого поступает сложная радиолокационная кар-

создание корабельной и бортовой аппаратуры

тина надводной обстановки, включающая в себя

на базе искусственного интеллекта выступает

как реальные, так и ложные цели, а на выходе

в качестве наиболее перспективного научного

остаются только реальные цели.

92

В настоящее время применение техно-

направления. Его использование позволит не

При разработке радиолокационных голо-

только иметь в памяти информационно-управ-

вок самонаведения активного типа наряду с

ляющих систем всё многообразие возможных

обеспечением требований помехоустойчивости

вариантов решения для применения любого

и скрытности их функционирования большое

оружия и технических средств, но и иметь воз-

внимание уделяется наличию определённых

можность принимать оптимальное решение

свойств зондирующих сигналов, обеспечиваю-

при эксплуатации корабельной и бортовой ап-

щих выделение информативных признаков об-

паратуры.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

Методика определения доверительного интервала и доверительной вероятности прогнозов Данная статья подготовлена к публикации

чин, имеющих одно и то же пространство эле-

ВАСИ ЛИЙ ЛОВЧИКОВ,

с тем, чтобы предоставить в распоряжение

ментарных исходов (ПЭИ), который стремится к

профессор Военного

военных специалистов гуманитарного профи-

своему оптимальному математическому ожида-

университета

ля (переводчиков, журналистов, экономистов,

нию МХ = а.

Министерства обороны

историков, политработников и т.п.), имеющих

Поскольку известно математическое ожи-

математическую подготовку на уровне сред-

дание (а) для всего ряда, соответствующее до-

ней школы, доступный инструмент прогнози-

стоверности МР = 1,0 или 100%, то легко опре-

рования событий с цифровой оценкой их до-

делять достоверность для любой случайной

стоверности. верительного интервала и доверительной ве-

величины соответствующего ему другого ряда х2 х3 Р1= ; Р2= а ; Р3= а ; ……; РК___. Следовательно, ряд (1) всегда можно пред-

роятности прогнозов основана на выяснении

ставить равнозначным ему рядом: Р1, Р2, Р3…..

Предлагаемая методика определения до-

зависимости показателей Рср и α формулы до-

PК (1), отвечающим требованиям формулы

верительной вероятности Рср = (1 – α) от вели-

Рср = (1 – α) и имеющим математическое ожида-

чины показателя N – числа случайных величин

ние МР = 1,0 (100%).

выборки статистического ряда Р1, Р2, Р3, …РN (1),

Как правило, на практике при одной и той

стремящегося к математическому ожиданию

же исходной случайной величине (Р1) ряда

МР = 1,0 (100%) при N → ∞ или к числу К. Указанный ряд (1) всегда тесно связан

(1) для различных по величине Рi и чисел N N стремится к К или к ∞ и к математическому

мер, по итоговой успеваемости ученики класса

ожиданию ряда МР = 1,0. При этом можно иметь

стремятся к общему баллу (математическому

различные показатели средних статистических

ожиданию) МХ = 5,0, а по его доверительной

отклонений σ ≥ ɛ ≥ α случайных величин от их

вероятности (математическому ожиданию) –

средних показателей (Рср), где: σ – среднеквадратичное отклонение (СКО)

к достижению этого результата МР = 1,0 (100%)

выборки (2) числом N ряда (1); ɛ – доверительное отклонение (ДОε) выбор-

привести и при подготовке снайперов: по меткости стрельбы МХ = 10,0, по достоверности

ки (2) с числом N;

α – доверительное отклонение ДОα ряда (1)

достижения этого результата всеми стрелками МР = 1,0 (100%) и т.д. Статья носит доказательный характер, по-

с числом К, соответствующее доверительной вероятности Рср = (1 – α).

скольку предлагаемый вариант решения фор-

Поскольку любую выборку (2) ряда (1)

мулы Рср = (1 – α) официально предлагается

можно считать самостоятельным рядом чи-

впервые.

сленностью случайных величин N, то его дове-

Возьмём статистический ряд Х1, Х2. Х3,… ХК (1), имеющий К независимых случайных вели-

4/2020

наук, доцент

его выборок: Y – Р1, Р2, Р3 … РN (2), в которых

с его аналогом рядом Х1; Х2; Х3; …ХN. Напри-

всеми учениками. Аналогичный пример можно

РФ, кандидат военных

рительное отклонение ДОε = ε можно считать

одновременно равным ДОα = α, так как двух

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

93

информация к размышлению

разных ДО у одного ряда не может быть. Сле-

♦♦

довательно, в дальнейшем для всех выборок (2) ряда (1) можно считать ε = α и соотношение по-

♦♦

казателей σ ≥ ε = α.

1 верхний показатель ДИмкс = Рср + α = (1 – ) N 1 + N = 1,0 или (100%); 1 нижний показатель ДИмин = Рср – α = (1 – ) N 1 2 –N =1– (5).

N

Формулы (5) показывают, что и величины α

Рассмотрим статистический ряд Р1, Р2, Р3…

PК (1) независимых случайных величин числом

и Рср в формуле Рср = (1 – α) зависят от вели-

К, соответствующий требованиям Рср = (1 – α), и

чины показателя выборки ряда N и исходной

его показатели:

величины Рср. Чем больше N, тем уже ДИ и тем

МР = 1,0 (100%) – математическое ожидание ряда (1); DРк = 1 Σ (Рi – Рср)2 = α2 – дисперсия ряда; К

ДО = ± α – доверительное отклонение, равное среднеквадратичному отклонению (СКО). Доверительный интервал ДИ = (Рср ± α),

выше усреднённая доверительная вероятность прогноза Рср. По этим формулам легко рассчитать и свести, в таблицу показатели доверительных интервалов для любых интересующих нас статистивеличиной N

ческих выборок, задавшись их

(в таблице 1 проведён расчёт до Nмкс = 50).

имеющий: ♦♦

верхний показатель ДИ ряда (1) ДИмкс = Рср+ α;

♦♦

нижний показатель ДИ ряда (1) ДИмин = Рср – α.

ний показатель ДИмин (α) = 1 –

Найдём среднеарифметический показатель

ним результат прогноза Р´ср(σ) выборки (2) с из-

Можно для выборки N лишь рассчитать ниж2 и сравнить с N

Рср выборки Y (2) ряда (1) и её дисперсию Dy,

вестным СКО = σ. Достоверность Р´ср(σ) будет

когда доверительное отклонение ряда ДО = α,

соответствовать данным ДИ, где Р´ср(σ) ≥ Рмин(α), и

при условии N → К и Рср → МР = 1,0 (100%),

попадает в ДИ ряда (1): ДИмкс(α) ≥ Р´ср(σ) ≥ ДИмин(α).

соответствующем математическому ожиданию

Далее знак * означает умножение.

ряда (1):

Показатели

Y – Р1, Р2, Р3 ..….. РN (2), – выборка, в которой N стремится к К; 1 Рср = N (Р1 + Р2+ Р3 +...+ РN) = MY→ МР = 1,0

– среднеарифметический показатель; 1 1 D = Dр = (Dр1+ Dр2 + Dр3 +…+ DрN) = α2 Y 2 N K N = σ → 0 – дисперсия среднего арифметичеN

доверительной

вероятности

прогнозов Рмин, Рср, Рмкс соответствующих ДИ и величине выборок от N = 3 до N = 50. Известно, что критерием истины является практика. Проверим практическую значимость предложенного варианта оценки доверительной вероятности прогнозов с учётом показате-

ского показателя выборки Рср → МY (3), равно-

лей ДИ таблицы на базе решения следующих

го одному итоговому наблюдению.

примеров.

Таким образом, имеем: ♦♦

♦♦

показатели

ряда

(1),

Пример 1

соответствующие

доверительной вероятности Рср= (1 – α),

Группа из 20 учеников сдала выпускной эк-

где Р → 1 или к 100%, если α → 0 и диспер-

замен со следующими показателями: 12 учени-

сии DРк = α2→ 0;

ков сдали экзамен на 5, семеро – на 4, один – на

данные выборки (2), где Рср → 1 и диα2 → σ2 → 0 , стремящиеся

3. Требуется оценить, с какой вероятной досто-

к показателям доверительной вероятности

по пятибалльной системе оценок.

сперсия Dy =

N

верностью освоила группа изучаемый предмет

Рср = (1 – α) при росте числа N → К. Ход и результаты оценки:

Для их сравнения воспользуемся требуемой формулой П.Л. Чебышева:

σ2 (3). ɛ2 Заменив в формуле (3) показатель Р(IХ – α2 ХсрI ≤ ᶓ) на Рср = (1 – α) и показатели σ2 = и N 2 α ᶓ2 = α2, получим: (1 – α) ≥ (1 – 2 ) и вариант Nα 1 равенства: (1 – α) = (1 – ) (4).

N 1 1 Откуда имеем α = и Рср = (1 – ) и дове1 – Р(IХ – ХсрI ≤ ᶓ ) ≥ 1 –

N

рительный интервал (ДИ), где:

94

N

1. Определим средний балл, полученный группой: Хср = (5*12 + 4*7 + 3*1) : 20 = (60+32+3) : 20 = 95 : 20 = 4,75.

2. Определим дисперсию DY = σ2, равную среднеквадратичному отклонению (СКО) в квадрате: D = σ2 = 1 Σ (X – X )2 = [12(5 – 4,75)2 + Y

20

i

ср

7(4 – 4,75)2 + (3 – 4,75)2]: 20 = 0,388.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

информация к размышлению

1 α = ДО = ± N

Pср = (N-1) : N

0,333 0,25 0,2 0,167 0,143 0,125 0,111 0,1 0,091 0,083 0,077 0,071 0,067 0,062 0,059 0,056 0,053 0,05 0,048 О,045 0,043 0,042 0,04 0,02

2/3 = 0,667 3/4 = 0,75 4/5 = 0,8 5/6 = 0,833 6/7 = 0,857 7/8 = 0,875 8/9 = 0,889 9/10 = 0,9 10/11 = 0,909 11/12 = 0,917 12/13 = 0,923 13/14 = 0,929 14/15 = 0,933 15/16 = 0,938 1617 = 0,941 17/18 = 0,944 18/19 = 0,947 19/20 = 0,95 20/21 = 0,952 21/22 = 0,995 22/23 = 0,957 23/24 = 0,958 24/25 = 0,96 49:50 = 0,98

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 50

Рср = а*(N-1) : N 2 Pср = Рмкс*(N-1) N Рмин = 1 – N 0,333 0,50 0,60 0,666 0,714 0,75 0,778 0,80 0,818 0,834 0,846 0,85 0,866 0,876 0,882 0,888 0,894 0,90 0,904 0,91 0,914 0,916 0,92 0,96

а * 0,667 а * 0,75 а * 0,8 а * 0,833 а * 0,857 а * 0,875 а * 0,889 а * 0,9 а * 0,909 а * 0,917 а * 0,923 а * 0,929 а * 0,933 а * 0,938 а * 0,941 а * 0,944 а * 0,947 а * 0,95 а * 0,952 а * 0,995 а * 0,957 а * 0,958 а * 0,96 а * 0,98

3. Определим величину СКО σ = ± ±

Рмин = а *

=

2

N

Pср (%) = Рср * 100%

Рмин – Рмакс = (ДИ) %

67,7% 75,0% 80,0% 83,3% 85,7% 87,5% 88,9% 90,0% 90,9% 91,7% 92,3% 92,9% 93,3% 93,8% 94,1% 94,4% 94,7% 95,0% 95,2% 99,5% 96,7% 95,8% 96,0% 98,0%

33,3 – 100% 50,0 – 100% 60,0 – 100% 66,6 – 100% 71,4 – 100% 75,0 – 100% 77,8 – 100% 80,0 – 100% 81,8 – 100% 83,3 – 100% 84,6 – 100% 85,8 – 100% 86,6 – 100% 87,6 – 100% 88,2 – 100% 88,8 – 100% 89,4 – 100% 90,0 – 100% 90,4 – 100% 91,0 – 100% 91,4 – 100% 91,6 – 100% 92,0 – 100% 96,0 – 100%

а* 0,333 а * 0,50 а * 0,60 а * 0,666 а * 0,714 а * 0,75 а * 0,778 а * 0,80 а * 0,818 а * 0,833 а * 0,846 а * 0,85 а * 0,866 а * 0,876 а * 0,882 а * 0,888 а * 0,894 а * 0,90 а * 0,904 а * 0,91 а * 0,914 а * 0,916 а * 0,92 а * 0,96

Рср(α) = 95,0%

Таблица 1

Рмкс(α) = 100%.

= ± 0,623.

4. Определим среднеквадратичный интер-

Таким образом, сравнение Р´ср(σ) = 90%(СКИ)

вал СКИ = Хср ± 0,623 и его составляющие по-

= Рмин(α) = 90%(ДИ) находится в доверительном

казатели СКИмин = Хмин = 4,75 – 0,623 = 4,13;

интервале для выборки N = 20 и Рмин(α) = Рср(σ) <

СКИмкс = Хмкс = 4,75 + 0,623 = 5,37 и Хср = 4,75.

5.

Определим

достоверность

усвоения

Pмкс(α) и равно доверительной вероятной достоверности прогноза 90%.

предмета согласно среднеквадратичному ин-

Аналогично решались и остальные приме-

тервалу достигнутого группой из 20 учеников

ры. Поэтому приведём полученные результаты

и сравним с показателями доверительного

прогнозирования и сравниваемых показате-

интервала (ДИ), соответствующими его мате-

лей.

матическому ожиданию МР = 1,0, для выборки N = 20 и МХ = 5 (математическое ожидание

Пример 2.

успеваемости группы):

По данным Всемирного банка, в июне 2013

6. Сравним полученные данные СКИ с данными ДИ таблицы 1, для выборки N = 20: Данные СКИ:

года внутренний валовой продукт на душу населения (ВВП/ДН) Австрии с 2003 по 2012 год (за 10 лет) выглядел следующим образом:

Р´мин (σ) = Хмин : МХ = 4,13 : 5,37 = 0,739 или 76,9% Р´ср(σ) = Хср : МХ = 4,5 или 90,0%. Р´мкс(σ) = Хмкс : МХ = 5,0 : 5,0 = 1,0 или 100%. СКИ равен от 76,9% до 100%. Данные ДИ для N = 20: Рмин(α) = 90,0%

4/2020

Таблица 2

Год 2003 2004 ВВП/ДН 31,4 32,8 dВВП/ДН % 4,5 Год 2008 2009 ВВП/ДН 39,78 38,9 dВВП/ДН % 4,55 -2,2

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

2005 33,6 2,4 2010 40,4 3,86

ТЕХНОЛОГИИ

2006 36,5 8,6 2011 42,17 4,4

2007 38,05 4,25 2012 43,3 2,68

95

информация к размышлению

Выводы

Известны исходная величина ВВП/ДН за 2003 год, равная 31,4 тыс. долл., и ежегодный

1. Результаты решений по формуле довери-

прирост dВВП/ДН за 9 лет до 2012 г. Следует

тельной вероятности Рср = 1 – α позволяют уста-

определить величину ВВП/ДНср за 9 лет и оце-

новить зависимость показателей выборки α = 1/N

нить, с какой доверительной вероятностью этот

и Рср = (N – 1): N и ширину доверительного интер-

средний результат Хср(σ) и Рср(σ) отличается от до-

вала ДИмин = 1 – 2/N, Дмкс = 1,0 (или 100%). Таким

стижимого результата математического ожида-

образом, при прогнозировании достаточно опре-

ния МР = Рср(α) = 1,0 или (100%).

делить среднеарифметическое значение прогноза Р´ср(α) статистической выборки, которое должно

Ход и результаты оценки

попасть в соответствующий доверительный ин-

Для простоты обозначим ВВП/ДН = Х1 =

тервал (Р´ср(σ) ≥ Рср(α) = 1 – 2/N). Это доступно

31,3 тыс. долл. США. При этом ежегодный при-

любому гуманитарию, который сможет рассчитать

рост составит dВВП/ДНср = Хср(σ) = (4,5 + 2,4 +

или найти в таблице 1 нужный показатель. При-

8,6 + 4,25 + 4,55 – 2,2 + 3,86 + 4,4 + 2,68) : 9 = 3,7%, дисперсия выборки (2) DY = σ2 = 1

чём саму таблицу он сможет относительно легко

Σ (dXi – dXср)2 = 63,5 : 9 = 7,06 – σ = ±

9

рассчитать по предложенным простым формулам.

=±

2. Достоверность среднего показателя про-

= ± 2,66 ≈ ± 2,66%, СКО выборки (2), её

гноза Р´ср(σ) зависит от величины N статистиче-

среднеквадратичный интервал (СКИ) выбор-

ской выборки, что позволяет уточнить требуе-

ки (2), где:

мую достоверность, величину нужной выборки

СКИ = dХср ± СКО = 3,7% ± 2,66% (d означает годовой прирост ВВП на душу населения); СКИмин = 3,7 - 2,66 = 1,04%;

или число нужных для исследования экспертов. Например, если N = 10, то Pср = (N – 1): N = 9: 10 = 0,9 = 90%; если N = 15, то Рср = 93,3%; N = 20,

СКИмакс = 3,7 + 2,66 = 6,36%;

то Pср = 95%; N =25 , то Pср = 96%; N = 50, то Pср =

Хмин = 31,3*(1 + 0,0104)9 = 31,3 * 1.0976 =

98%; при N = 100, то Pср = 99% и т.д.

34,355 тыс. долл.;

То есть, зная искомую достоверность прогно-

Хмакс= 31,3 *(1 + 0,0636)9 = 31,3 *1,748 = 54,712 тыс. долл.;

за Р´ср(σ), специалист без труда определит нужную величину выборки N, число экспертов или

Хср = 31,3 *(1 + 0,037)9 = 31,3* 1,3868 = 43,407 тыс. долл.

количество испытаний для требуемой надёжности. Например, авиаконструктор может точно

Прогноз Хср(σ) = 43,407 практически соот-

определить, какое количество испытаний необ-

ветствует реальному показателю ВВП/ДН = 43,3

ходимо провести, чтобы получить требуемую

тыс. долларов США в 2012 году в приведённой

надёжность конструкции.

выборке (ошибка 0,25%), что свидетельствует о

3. При этом каждому Рср(σ) (СКИ), полученно-

достаточно высокой точности сделанного про-

му в ходе прогнозирования и соответствующе-

гноза.

му показателю N выборки, выдаётся его точное

Сравним полученные данные показателей СКИ с данными ДИ таблицы 1.

цифровое значение, которому соответствует доверительный интервал, позволяющий опре-

СКИ выборки N = 9:

делить цифровое место полученного результата

Р´мин(σ) = Хмин : Хмкс =34,355 : 54,712 = 0,6279,

в этом интервале.

Р´ср(σ) = Хср : Хмкс = 43,407 : 54,712 = 0,7935, Р´мкс(σ) = 54,712 : 54,712 = 1,0 или = 100%.

При подготовке статьи автор руководствовался положениями, изложенными в учебном

Поскольку Р′ср(σ) = 79,35% (СКИ) > Рмин(α) =

пособии «Статистика. Вероятность. Комбина-

77,8% (ДИ), то доверительная вероятность до-

торика» за авторством Я.С. Бродского, выпу-

стоверности полученного результата составляет

щенном из печати в 2008 году в издательствах

79,35%.

«Оникс» и «Мир и образование».

ДИ выборки N = 9 Рмин(α) = 0,778 или 77,80%

96

Автор выражает признательность младшему научному сотруднику Военного университета

Рср(α) = 0,889 или 88,90%

Министерства обороны РФ Михаилу Мещеряко-

Рмкс(α) = 1,0 или 100,0%

ву за помощь в отработке материала.

РАД И О Э Л Е КТ Р О Н Н Ы Е

ТЕХНОЛОГИИ

4/2020

реклама

Акционерное общество «Концерн Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) — новый участник мирового рынка радиоэлектронных решений для государства и бизнеса с большим технологическим будущим и утверждённой стратегией долгосрочного развития. Концерн предлагает современные радиоэлектронные средства и комплексы, созданные на основе инновационных российских технологий для космоса, авиации, флота и сухопутных сил. Широкая линейка гражданских продуктов представляет КРЭТ в медицине, энергетике, транспорте и других сферах. Устойчивый рост и хорошие финансовые показатели укрепляют приверженность Концерна миссии по обеспечению глобальной безопасности в опоре на лучшие традиции российской школы радиоэлектроники. КРЭТ создан в 2009 году.

109240, Москва, ул. Гончарная, д. 20/1, стр. 1 www.kret.com e-mail: info@kret.com тел.: +7 (495) 587 70 70