РЭБ, который против нас. «Потроха» F-22 и F-35
Говоря о том, что может в самое ближайшее время работать против нас, естественно, в первую очередь стоит сказать об американской авиации, ибо она есть камень краеугольный что нападения, что защиты. И тут ничего не поделать, так у них заведено аж с сороковых годов прошлого века, когда американские генералы и адмиралы словили дзен плавучего аэродрома, выдвинутого навстречу противнику.
И самыми интересными самолетами ВВС США однозначно являются «Раптор» и «Лайтнинг». В основном из-за относительной новизны, потому что с начинкой тех же В-1, В-2 и В-52 мы тоже разберемся, но в свою очередь. А специализированные самолеты РЭБ и РЭР ВВС и ВМФ США это вообще отдельная песня, и там интересного еще больше. Так что пойдем по порядку.
Итак, F-22 и F-35. Новый и новейший истребители-бомбардировщики ВВС США, которые, согласно всем канонам, просто обязаны были быть оснащены по последнему слову техники.
Представляю: система INEWS, которая предназначена для обеспечения индивидуальной защиты самолета F-22 «Раптор».
INEWS должна защитить самолет от зенитных ракетных и ракетно-артиллерийских комплексов ПВО, управляемых ракет «воздух-воздух» путем постановки активных и пассивных помех радиолокационным и оптоэлектронным средствам противника. Перед этим, естественно, обнаружив и распознав эти средства.
В состав системы INEWS входят следующие компоненты:
− аппаратура обработки и анализа сигналов;
− управляющий процессор;
− приемник диапазона частот 2–40 ГГц;
− доплеровская РЛС обнаружения и предупреждения о пуске управляемых ракет;
− приемники предупреждения о пусках ракет с многоспектральными чувствительными элементами диапазона 2–5 мкм и 6–20 мкм;
− передатчики помех в диапазонах 2–18 ГГц и 20–40 ГГц;
− устройства выброса противорадиолокационных отражателей;
− ИК-ловушки и ПОИ.
Кроме этого, в состав INEWS возможно также включение приемника УФ-диапазона.
INEWS интегрирована в единый комплекс бортового РЭО, поэтому через мультиплексную шину ею управляет экспертно-аналитическая система самолета, соответственно, INEWS может работать в полностью автоматическом режиме, не отвлекая пилота.
Особенностью INEWS является то, что она создана для самолета, использующего технологию малозаметности («Стелс») и обладающего уменьшенными сигнатурами в радиочастотном и ИК-диапазонах длин волн. В конструкции самолета были применены широкодиапазонные фазированные антенные решетки, что позволило значительно уменьшить эффективную поверхность рассеяния (ЭПР). Комбинированные решетки были применены и для допплеровского радара обнаружения, и для ИК-датчиков.
Все приемопередающие модули на борту самолета выполнены по технологии МИС СВЧ (микроволновые интегральные схемы, предназначенные для работы на сверхвысоких частотах от 300 МГЦ до 300 ГГц)), которая позволила создать малогабаритные комбинированные ФАР, обеспечивающие перехват сигналов РЭС противника в широком диапазоне частот, с одновременным снижением заметности в радиодиапазоне.
Микроволновая монолитная интегральная схема (МИС) — интегральная схема, изготовленная по твердотельной технологии и предназначенная для работы на сверхвысоких частотах (300 МГц — 300 ГГц). МИС СВЧ, благодаря своим малым размерам, успешно используются от сотовых телефонов до РЛС на основе АФАР.
Про элементную базу говорить не будем, пока есть Кремниевая долина, у США с микросхемами будет порядок.
В состав INEWS применено устройство запоминания радиочастот DRFM, которое может обрабатывать полученные сигналы как на несущей, так и на промежуточных частотах, анализировать их спектральные характеристики и с высокой точностью вырабатывать помеху и применять ее по обнаруженному радиолокационному средству. Всем этим управляет весьма высокопроизводительный процессор, обрабатывая поступающую на него информацию и выдавая готовые решения в систему.
Главным образом DRFM полезно при использовании расходуемых средств противодействия типа дипольных отражателей и ИК-ловушек. Каждый раз, когда датчики системы говорят об облучении самолета определенным типом радара, именно экспертно-аналитическая система самолета совместно с устройствами оповещения о пусках ракет (в том числе и пассивными) просчитывает и определяет степень опасности и вырабатывает решение о применении средств противодействия.
В качестве примера можно привести такой момент: ОЭП (оптоэлектронные приемники) обнаруживают пуск ракеты «воздух-воздух» по тепловому излучению ракетного двигателя в ИК-диапазоне, система определяет вектор движения ракеты, отслеживает полет и в необходимый момент автоматически отстреливает ИК-ловушки.
Вообще роль ОЭП в современных системах безопасности самолетов весьма велика, так что за ними еще довольно длинный путь развития, о чем свидетельствуют многочисленные многоспектральные (так называемые «мозаичные») ИК и УФ-пеленгаторы, которые ценны в первую очередь очень низкой вероятностью ложной тревоги, высокой разрешающей способностью и широкими углами обзора.
Несколько слов о процессоре, который управляет всем. Это разработка весьма известной фирмы «Хьюз» на базе стандартных модулей SEM–E. Если не вдаваться в сложные понятия типа «параллельной распределенной архитектуры», то, по сути, это подсистема, которая объединяет функции обработки и анализа сигналов от всех подсистем самолета с дальнейшей выдачей оптимального сценария противодействия угрозам.
Испытания INEWS были закончены в 2000 году и систему запустили в производство. До 2014 года ею планировалось оснастить все самолеты F-22, как уже выпущенные, так и те, которые находились на стадии сборки. Так как на создание INEWS было потрачено около 1 миллиарда долларов США, а стоимость серийного комплекта составила около 6 миллионов долларов, естественно, что только большая серия производства могла «отбить» НИОКРы.
Однако, стоимость F-22 в целом превысила все разумные границы, что в условиях финансового кризиса привело к значительному сокращению всей программы выпуска «Раптора». В результате комплект РЭБ F-22 выглядел так:
− станция предупреждения об облучении AN/ALR–94, которая в автоматическом режиме обнаруживала, идентифицировала и определяла координаты РЛС, работающей по самолету;
− систему предупреждения о ракетной атаке AN/AAR–56, которая позволяет обнаруживать пуски ракет по самолету. 6 датчиков, разнесенных по бортам самолета с углом обзора в 60 градусов, дают сектор в 360 градусов, обеспечивая полное видение зоны возможных пусков ракет;
− автоматы выброса расходуемых средств противодействия AN/ALE–52. Автоматические устройства, которые получив сигнал от процессора управления системы INEWS, отрабатывают выброс ловушек или дипольных отражателей, не задействуя пилота.
В целом, результаты испытаний, учений и относительно боевого применения в Сирии и Афганистане (где у противника просто не было более-менее приличной ПВО) показали, что INEWS может гарантировать определенную безопасность самолету и имеет потенциал для дальнейшего развития.
Так как программа по производству F-22 была в итоге свернута, предполагалось, что сама INEWS и наработки в рамках НИОКР будут задействованы в дальнейшем для создания новых систем защиты самолетов.
Комплекс AN/ASQ–239 «Barracuda» для самолета F–35 «Lightning II»
Да, это и есть следующий и весьма интересный шаг в истории американских средств РЭБ. Это действительно дальнейшее развитие и модернизация системы INEWS, которая стояла на F-22А.
«Барракуда» от прародителя отличалась более высокой степенью интеграции с БРЭО самолета и его вычислительным комплексом во-первых, и стоимостью аж в четыре раза ниже, чем INEWS, во-вторых.
На деле значительно увеличилась детализация и фильтрование данных, которые бортовая система выдает летчику, а также более эффективно ставить помехи по частоте и по угловым координатам.
Станция предупреждения об облучении для самолета F-35 практически полностью копирует аналогичный комплекс AN/ALR-94 от F-22А. Если посмотреть беспристрастно, то действительно, нет никакого смысла менять то, что работает более чем уверенно. Однако, для комплекса F-35 фирма-разработчик «BAE Systems» добавило систему AN/AAQ–37, которая при помощи шести ИК-датчиков, распределенных по фюзеляжу, будет выдавать информацию о пусках ракет в сторону самолета.
Далее у нас БРЛС. Звучит странно, потому что где средства радиоэлектронного подавления (РЭП) и где РЛС? Вроде бы по разные стороны баррикады, но… «BAE Systems» озвучивает, что для БРЛС самолета F-35 AN/APG-81 вполне возможна работы в качестве станции РЭБ.
Справедливости ради отметим, что подобное использование бортовой РЛС также возможно для БРЛС AN/APG-79 устанавливаемой на самолётах F/A-18E/F Block 2 и EA-18G и у БРЛС AN/APG-77(V) истребителя F-22A. То есть, не такое уж и новшество.
Такая постановка помех через антенны БРЛС ограничивается Х-диапазоном, но в американском военном ведомстве пошли на этот шаг вполне осознанно, ибо дешевле.
Как это работает на примере F/A-18E/F оснащенного системой РЭП ALQ-214 от все той же «BAE Systems».
Система работает таким образом, что формируемый помеховый сигнал подается на АФАР БРЛС самолета и таким образом получается обеспечить весьма высокую подачу энергии подавления на цель-источник.
Да, сектор применения помехи ограничен углами работы АФАР, но тем не менее, F/A-18E/F Block 2 стал первым самолетом, который был способен использовать свою РЛС с АФАР для постановки помех противнику.
Дальше в дело включилась фирма «Northrop Grumman», которая также занимается производством различных РЛС для самолетов. В своих релизах фирма заявляет, что ее РЛС с АФАР APG-77(V)1 и APG-81, которые используются соответственно в самолетах F-22 и F-35, также будут обладать подобной возможностью. Единственное, что мешает осуществить это сегодня – отсутствие сегодня надлежащего финансирования.
Делаем вывод: комплекс РЭБ истребителя F-35 способен ставить помехи в Х-диапазоне (8-12 ГГц) в носовом секторе работы БРЛС самолета, потому что именно БРЛС выступает главным бортовым средством постановки помех на этом истребителе.
Главным, но не единственным. В составе комплекса AN/ASQ-239 Barracuda имеются еще две излучающие антенны. Ряд экспертов полагают, что это антенны S-диапазона, 2-4 ГГц, размещенные в носке крыла, также предназначены для постановки помех, но не в носовом секторе, а по бокам, дополняя работу системы РЭП с АФАР.
Остальные восемь антенн комплекса AN/ASQ-239 работают исключительно на прием.
В общем, «похоже, но не совсем». Более того, разработанный на основе AN/ALR-94 комплекс AN/ASQ-239 Barracuda в свою очередь был использован для доработки AN/ALR-94 в модификациях.
Единственное, что не получилось модернизировать, работая с AN/ASQ-239 – это стоимость AN/ALR-94. Но возможно, даже это оправданно, потому что AN/ALR-94 все-таки весьма продвинутая система, хоть и по утверждению некоторых западных специалистов, установлена не в полном объеме, с несколько усеченными возможностями. Но «Барракуду» еще более «обезжирили», что у многих вызывает вопросы и определенные сомнения, особенно если самолету придется работать против страны, обладающей приличным противовоздушным вооружением.
Но чтобы все это оценить, необходимо просто разложить на столе сам принцип работы что AN/ALR-94, что AN/ASQ-239, причем, пока оставим в покое возможность постановки активных помех при помощи антенной решетки APG-77.
Если так, что AN/ALR-94 – полностью пассивная система, но весьма сложная и эффективная. Она работает через большое (более трех десятков) небольших антенн, разбросанных по всему корпусу и позволяющих обеспечить перекрытие по всем 360 градусам.
Система способна обнаруживать, сопровождать и опознавать цель задолго до того, как ее обнаружит РЛС, на расстоянии более 400 км. Насколько это вообще соответствует действительности, сказать сложно, но именно такие данные (и даже больше) заявляют производители аппаратуры.
Антенны принимают все сигналы, идущие в сторону самолета от любых источников, бортовой комплекс анализирует сигналы, распознает, расставляет приоритеты и присваивает важность целям. РЛС при этом выдает данные о скорости и расстоянии до цели. В случае, если цель начинает активно «прощупывать» своей РЛС самолет, то AN/ALR-94 обеспечивает выдачу координат и прочих параметров полета для пуска ракеты AIM-120 и ее наведения до момента попадания в цель.
Большие расстояния, на которых эффективно работают датчики системы обнаружения могут позволить пилотам американских истребителей увидеть цель до того момента, как РЛС вражеского самолета захватит американский самолет. Это важный момент, поскольку он дает выигрыш во времени, в котором AN/ALR-94 может рассчитать направление, тип угрозы и расстояние до нее. Плюсом идет весьма важный момент определения расстояния, на котором противник увидит F-22A. То есть, расстояние/время невидимости.
У летчика F-22А будет больше времени на расчет маневров как для ухода от возможной атаки противника, так и по проведению своих атакующих действий.
AN/ALR-94 через дисплеи в кабине выдает летчику всю информацию о существующих угрозах, показывает РЛС ЗРК и РЛС дальнего обнаружения, причем, проводя окружности, которые показывают их расчетную эффективную дальность ведения огня.
Огромным минусом оснащения F-22А нужно считать отсутствие электронно-оптической системы для опознавания цели, поскольку считается, что у летчика достаточно средств для распознавания любой цели, даже за пределами видимости. Это оправдано с точки зрения финансов, но совершенно не оправдано с точки зрения увеличения нагрузки на летчика в боевой ситуации.
Теперь что касается постановки активных помех при помощи APG-77. Технически все очень просто. AN/ALR-94 (естественно, и AN/ASQ-239 это умеет) с приличного расстояния (180 км) обнаруживает источник излучения, обрабатывает параметры сигнала, генерирует помеху, и используя часть ячеек АФАР, формирует очень узкий луч (до 2 градусов), которым точечно ставит помеху источнику излучения. РЛС в этот момент продолжает сопровождать цель.
Кто лучше, F-22 или F-35?
Фактически, в ранге вывода. При этом стоит так же отметить, что антенная система AN/ALR-94 значительно сложнее антенной системы AN/ASQ-239 - более тридцати антенн (в том числе VHF, UHF и L-диапазонов), а не десять антенн.
F-35 может ставить помехи противнику, используя бортовой комплекс обороны и возможности антенного устройства APG-77, но делать это возможно исключительно в переднем секторе работы РЛС и в Х-диапазоне частот.
Многие зарубежные специалисты считают, что в этом плане F-35 уступает даже F/A-18E/F IDECM Block 3, бортовой комплекс обороны которого обеспечивает круговую защиту при помощи станции постановки помех AN/ALQ-214(V)3 и буксируемых с помощью волоконно-оптического кабеля ложных целей AN/ALE-55.
Однако, очередная модификация F-35 сделает этот самолет более защищенным. Компания Northrop Grumman усиленно работает над системой защиты, известной как Threat Nullification Defensive Resource (ThNDR).
Это СОЭП, станция оптико-электронных помех, которая использует инфракрасные лазеры для постановки помех ракетам различных классов в оптическом и инфракрасном диапазонах.
Кроме того, сегодня ведутся активные работы по интеграции в БКО F-35 буксируемой ложной цели AN/ALE-70 FTOD, которая обеспечит прикрытие истребителя помехами со стороны задней полусферы. Это планируется закончить в рамках программы модернизации истребителя Block 3.
Далее у нас перспективная программа разработки системы радиоэлектронного подавления NGJ для F-35В.
NGJ (Next Generation Jammer), система следующего поколения, первоначально предназначавшаяся для замены системы РЭП AN/ALQ–99 ICAP III на самолетах ЕА–18G.
То есть, это система разрабатывается по заданию ВМС США для своих самолетов палубного базирования, однако, в случае успеха, ее могут взять на вооружение и сухопутные силы, никто им этого не запретит.
Система NGJ представляет собой последние разработки по противодействию угрозам в радиодиапазоне.
Наиболее важным и перспективным для РЭБ считается диапазон 2–18 ГГц, НИОКР по которому проводятся в рамках первого этапа программы. В данном диапазоне работает большинство известных РЛС обнаружения, наведения, целеуказания и управления оружием систем ПВО различных стран мира. В том числе и наши, естественно.
Второй этап разработки посвящен диапазону более низких частот, 0,2-2 ГГц. Здесь тоже работают некоторые РЛС обнаружения и комплексы связи.
Третий, и последний этап – работы в диапазоне 18-40 ГГЦ, этот диапазон сегодня считается весьма перспективным и именно на него смотрят разработчики новейших ЗРК. Кроме того, именно в этом диапазоне работают радиолокационные ГСН и дистанционные радиовзрыватели ракет.
На систему NGJ возлагаются большие надежды, поскольку в случае успешных работ по созданию ее, получится реальная система нового поколения, способная на многое:
1. Высокий энергетический потенциал, примерно в 10 раз превышающий показатель системы AN/ALQ–99.
2. Возможность работы одновременно по нескольким радиоэлектронным средствам, находящимся на расстоянии друг от друга.
3. Возможность адаптивного радиоэлектронного подавления.
4. Открытая архитектура системы и модульность.
Понятно, что одновременное подавление нескольких РЭС на различных позициях обеспечивают широкополосные антенны с фазированными решетками. Именно с их помощью можно будет формировать несколько лучей диаграммы направленности различных по частоте, структуре и поляризации сигналов. Количество одновременно подавляемых РЭС будет зависеть от типов радиоэлектронных средств, режимов работы, положений относительно самолета с средством радиоэлектронного подавления. Но технически ничего невозможного, главное здесь – создание такой АФАР, которая будет максимально соответствовать заданным условиям.
Здесь, правда, кроется еще один нюанс, о котором пока в американских источниках молчат. Это аппаратная база.
Вообще систему NGJ планируют сделать с такой высокой отдачей мощности за счет твердотельных усилителей на основе нитрида галлия GaN в составе монолитных интегральных схем. В настоящее время в АФАР используют усилители сигнала на основе арсенида галлия GaAs, которые значительно уступают в плане мощности усилителям на основе нитрида галлия.
Однако здесь кроется дьявол: усилители на нитриде галлия требуют более мощных источников энергии. 27 кВт, вырабатываемых турбинами F-35 однозначно недостаточно для обеспечения должного количества энергии, необходимого для нормального функционирования системы РЭП NGJ. Даже стандартная на сегодняшний день система AN/ALQ-99 в своем усеченном виде работает на пределе возможностей энергосистемы самолета.
Да, «Нортроп-Грумман» работает на новым поколением турбин набегающего потока, называемых HIRAT (High–power Ram Air Turbine), которые смогут обеспечить недостающие киловатты мощности, но это тоже новая разработка со всеми вытекающими последствиями.
Но тем не менее, со временем все проблемы могут быть решены. И тогда появление системы NGJ для начала на самолетах позволит США осуществить значительный технологический прорыв в области создания средств РЭБ. И, естественно, в случае успеха, система NGJ может стать базовой основой для разработки других средств РЭБ различного назначения и базирования.
Говоря о F-35, как о базовом самолете ВВС США (да и ВМС тоже), можно спрогнозировать, что решение проблемы энергоснабжения и появление на вооружении системы NGJ сделает F-35 весьма прорывным самолетом с большой дальнейшей перспективой, не в последнюю очередь именно из-за комплекса РЭБ, способного решать многие задачи.
И здесь вполне нормально рисуется появление замены «Гроулеру»: самолет РЭБ на базе F-35В с системой NGJ и возможностью размещения компонентов системы, которые сегодня находятся в разработке, на подвеске в отдельных модульных контейнерах.
То есть, самолет РЭБ на основе F-35В сможет нести на подвеске контейнеры с аппаратурой передатчиков/модулей постановки помех низкого (0,2-2 ГГц), среднего (2-18 ГГц) и высокого (18-40 ГГц) диапазонов.
Вообще есть определенные сомнения в том, что даже новейшее поколение турбин HIRAT сможет обеспечить энергией нормальную работу бортовой системы РЭБ и трех контейнеров на подвеске, но даже 1-2 контейнера, либо 4 контейнера на паре самолетов, интегрированных в современную эшелонированную систему боя, позволят решать многие задачи по обеспечению успешной поддержки действия как авиации, так и наземных частей.
Естественно, имеется в виду, в плане радиоэлектронной борьбы.
Вот в таком плане самолет F-35 (не важно, с какой буквой) представляет собой довольно интересную платформу как для боевого использования, так и для дальнейшего развития в модернизационном плане.
В настоящее же время, с усеченным комплексом РЭБ, «Лайтнинг» вряд ли можно считать настолько перспективным истребителем, насколько это можно представить. Однако при выполнении всех работ по модернизации и модификации самолета именно в плане радиоэлектронной оснастки, это будет очень опасная и перспективная машина. Даже без эффекта «стелс».
Источники:
Р.Л. Михайлов «Радиоэлектронная борьба в Вооруженных силах США»
А. И. Куприянов, Л. Н. Шустов «Радиоэлектронная борьба. Основы теории».
Информация