У чьих РЛС лучше «зрение»
В самый разгар новогодних каникул пресс-служба Министерства обороны сообщила о том, что в начавшемся году три РЛС дальнего обнаружения «Воронеж» будут приняты на вооружение. Они добавятся к четырем находящимся на боевом дежурстве станциям этого типа. К 2020 году предполагается заменить все РЛС предыдущих поколений новыми разработками.
РЛС «Воронеж» являются станциями нового поколения, на которых базируется Система предупреждения о ракетном нападении (СПНР). Также в СПНР входит космический сегмент, который начал разворачиваться в прошлом году. В ноябре был запущен первый спутник 14Ф142 «Тундра», отслеживающий старты МБР по факелу работающих ракетных двигателей.
Вначале были «египетские пирамиды»
Идея создания СПНР как составной части системы противоракетной обороны возникла в начале 50-х годов, когда ни у нас, ни у США еще не было межконтинентальных баллистических ракет. Работы по созданию РЛС дальнего обнаружения начались после принятия в 1954 году решения Правительства СССР о разработке системы противоракетной обороны Москвы. Главным конструктором РЛС был назначен директор Радиотехнического института АН СССР (РТИ) Александр Львович Минц. Вскоре к созданию РЛС для СПНР подключился и НИИ Дальней радиосвязи (НИИДАР). В настоящий момент в России решением данной задачи занимаются эти два института, объединенные в Концерн «РТИ Системы».
В связи с тем, что создание глобальных радаров, способных обнаруживать летящие ракеты на расстоянии в три и более тысяч километров, было абсолютно новой задачей для радиотехников, то разработка первых дальних РЛС продолжалась почти десять лет. И на этом пути была даже существенно доработана классическая теория. В частности, новосибирский инженер Николай Иванович Кабанов открыл эффект, названный его именем. Эффект Кабанова позволил создавать загоризонтные РЛС, которые принимают радиоволны метрового диапазона отраженные не только от ионосферы, но и от земной поверхности.
Первые РСЛ были надгоризонтными, то есть отслеживали объекты в пределах прямой радиовидимости. Это были грандиозные сооружения, на строительство которых уходило от 5 до 10 лет. Лишь в конце 60-х годов были поставлены на боевое дежурство две РЛС «Днестр». Вскоре появилась новая модификация — «Днепр». Усилиями двух институтов в советский период были разработаны и введены в строй такие РЛС как «Дунай», «Дуга», «Даугава», «Волга», «Дон-2Н», «Дарьял».
Грандиозность дальних РЛС первого и второго поколений иллюстрирует станция кругового обзора «Дон-2Н», поставленная на боевое дежурство в подмосковном Софрине в 1996 году. На ее строительство пошло 30 тыс. тонн металла, 50 тыс. тонн бетона, 20 тыс. километров кабеля, было проложено более 100 километров охлаждающего водопровода. Геометрически станция представляет собой усеченную пирамиду со стороной основания в 144 метра и высотой в 35 метров. Излучаемая импульсная мощность антенн составляет 250 МВт.
Станция работает в сантиметровом диапазоне. Она способна определить головную часть МБР на расстоянии 3700 км с погрешностью по дальности в 10 м.
В 1994 году во время совместных российско-американских экспериментов по отслеживанию малоразмерных космических объектов с космического корабля «Шаттл» были выпущены металлические шары диаметром 5, 10 и 15 сантиметров. Американская РЛС обнаружила лишь два последних шара. «Дон-2Н» засек и отследил траекторию 5-сантиметрового на расстоянии в 1500 км.
«Дон-2Н» — это «штучная» станция, работающая в системе ПРО Москвы. Наиболее мощная советская разработка серийной дальней РЛС — «Дарьял». Две такие станции были приняты на вооружение в середине 80-х годов — в республике Коми и в Азербайджане. Приемная антенна представляет собой активную фазированную решетку размером 100×100 метров, размеры передающей антенны — 40×40 метров. Станция, работающая в метровом диапазоне, способна обнаруживать и одновременно сопровождать около 100 целей размером с футбольный мяч на расстоянии до 6000 км. Импульсная мощность передающей антенны — 380 МВт.
Было запланировано строительство еще восьми станций, однако все проекты были свернуты по причине прекращения финансирования.
Сеть советских РЛС СПНР, позволяющая следить практически за всей планетой, сильно пострадала в результате распада СССР. Получившие независимость республики вынудили Россию демонтировать расположенные на своей территории станции. От «братских» обязательств не отказалась, пожалуй, одна Беларусь. Пришлось строить новые станции, что является очень недешевым удовольствием. Стоимость одной РЛС дальнего обнаружения достигает нескольких миллиардов рублей.
Новое поколение РЛС
На смену советским дальним РЛС приходят станции третьего поколения семейства «Воронеж», разработанные РТИ и НИИДАР. Это станции высокой заводской готовности — на их установку требуется год — полтора, вместо 5 — 10 лет. Этого удалось достичь за счет использования ограниченного количества модулей заводской сборки в контейнерном исполнении, которые монтируются на бетонной площадке, имеющей размеры футбольного поля. Из блочных модулей также собираются жилые и служебные помещения гарнизона.
Значительно ниже энергопотребление. Если «Дарьял» потребляет мощность, равную 50 МВт, то два типа новых РЛС — по 0,7 МВт, а высокопотенциальная модификация — 10 МВт. Это благотворно сказывается не только на стоимости эксплуатации, но и на менее громоздкой системе охлаждения, использующей дистиллированную воду.
Соответственно, новые станции значительно дешевле — 1,5 млрд. рублей против 10 — 20 млрд.
Снижение габаритов и энергопотребления при выдерживании высоких технических и эксплуатационных характеристик достигнуто за счет миниатюризации оборудования, а так же за счет использования мощной вычислительной техники, оптимизирующей работу станций и позволяющей добиться более высокой разрешающей способности при снижении энергозатрат.
В семейство входят:
— «Воронеж-М» метрового диапазона. Разработка РТИ им. Минца;
— «Воронеж-ДМ» дециметрового диапазона. Разработка НИИДАР;
— «Воронеж-ВП» — высокопотенциальная РЛС. Разработка РТИ им. Минца. Частотные характеристики не раскрываются, но в ряде источников высказывается предположение о миллиметровом диапазоне.
Станции обладают различными радиотехническими характеристиками, предопределенными используемыми схемами и принципами управления излучаемых сигналов. О погрешности определения дальности объекта не сообщается. Но, разумеется, она не хуже, чем у «Дарьяла», то есть не больше 5 метров. При этом за счет имеющейся возможности изменять сигнал станции способны «подстраиваться» к целям для лучшей их идентификации и сопровождения. Одновременно сопровождаются до 500 целей.
РЛС семейства «Воронеж» за счет высокой степени унификации узлов могут модернизироваться с целью повышения их возможностей по дальности и точности определения целей.
Дальность действия составляет от 4500 км до 6000 км. Высота обнаруживаемых объектов — до 4000 км. То есть «Воронеж» работает как баллистическими и аэродинамическими летательными аппаратами, так и со спутниками.
В настоящий момент на боевом дежурстве находятся 4 станции:
— «Воронеж-М» (Лехтуси Ленинградской области) контролирует воздушное пространство от побережья Марокко до Шпицбергена. Планируется модернизация, благодаря чему можно будет контролировать восточное побережье США;
— «Воронеж-ДМ» (Армавир Краснодарского края) контролирует воздушное пространство от Южной Европы до северного побережья Африки;
— «Воронеж-ДМ» (Пионерский, Калининградская область) контролирует воздушное пространство над всей Европой, включая Великобританию;
— «Воронеж-ВП» (Мишлёвка, Иркутская область) контролирует воздушное пространство от западного побережья США до Индии.
3 станции, находящиеся на опытной эксплуатации, в этом году будут поставлены на боевое дежурство:
— «Воронеж-ДМ» (Енисейск, Красноярский край);
— «Воронеж-ДМ» (Барнаул, Алтайский край);
— «Воронеж-М» (Орск, Оренбургская область).
В настоящий момент строятся две РЛС — в Республике Коми и в Амурской области. Строительство еще одной — в Мурманской — запланировано на следующий год.
Американские радары
США начали создавать РЛС дальнего обнаружения практически параллельно с Советским Союзом. В конце 60-х годов они установили три радара первого поколения AN/FPS-49 на Аляске, в Гренландии и в Великобритании на своей базе Файлингдейлс. Это была разработка талантливого ученого-радиотехника Дэвида Бартона. Он пошел своим оригинальным путем, создав, в отличие от советских конструкторов, не «египетскую пирамиду», а три «мяча для гольфа» диаметром в 40 метров каждый. Внутри стеклопластиковых сфер располагались параболические антенны диаметром 25 метров. Круговой обзор обеспечивался за счет вращения антенн вокруг вертикальной оси.
РЛС AN/FPS-49 устраивала американцев 40 лет. После чего ее заменили на AN/FPS-126, в которой использовалась активная фазированная антенная решетка, установленная на трех сторонах усеченного тетраэдра. Дальность обнаружения цели составила 4500 км.
В новом веке началась замена на новейшую разработку — AN/FPS-132. Это также тетраэдр высотой 40 метров. Три антенных плоскости работают в дециметровом диапазоне. При этом пиковая мощность излучающей антенны — 2,5 МВт. Дальность обнаружения и сопровождения нескольких сотен объектов — 5500 км.
Впоследствии к трем базам, оснащенным РЛС дальнего обнаружения, начали добавляться новые. Сейчас новейший радар AN/FPS-132 работает в Калифорнии. Предыдущие модели — от AN/FPS-115 до AN/FPS-129 — установлены в Северной Дакоте, Массачусетсе, в Норвегии, на Тайване и Маршалловых островах. Станция дальнего обнаружения запланирована в Катаре.
Владимир Тучков
Фото: Вадим Савицкий/ ТАСС
