Файл: Радиотехнические системы в ракетной технике..pdf

тронов Ne, соответствующая затуханию более 1 дб/км, получается

дут приблизительно равны 7 • 104 и 3 - 10б эл/см3 соответственно. Такие концентрации, разумеется, не дают зеркального отражения сигналов РЛС, помогут их значительно ослабить. Так как толщина ионизированного облака; образовавшегося в результате ядерного взрыва, обычно равна 10 км, то полное затухание сигнала, отра­ женного от находящейся за ионизированным облаком цели, соста­ вит 20 дб, что эквивалентно уменьшению дальности действия РЛС более чем в три раза.

5 -107 эл/см3. Осколки взрыва образуют «блин» толщиной 16 км и радиусом более 80 км. На частоте РЛС ПАР (442 Мгц) затухание равно 0,66 дб/км, в результате чего ослабление электромагнитной энергии при обнаружении баллистических целей может составить более 20 дб (на высоте около 80 км).

В то время как РЛС ПАР «ослепляется» высотным ядерным взрывом, его воздействие на МСР весьма незначительно, посколь­ ку на частоте 3000 Мгц затухание составляет около 0,02 дб/км. Последнее свидетельствует о том, что если основные элементы си­ стемы ПРО (РЛС ПАР и АР «Опартан») не справятся с задачей защиты в условиях помех от ядерных взрывов, то вся ее тяжесть перекладывается на РЛС МСР и АР «Спринт».

Помимо затухания радиолокационный луч может испытывать преломление в пространстве с переменной плотностью электронов, что приводит к дополнительным ошибкам измерения координат цели. Величина рефракции луча прямо пропорциональна измене­ нию плотности электронов и обратно пропорциональна квадрату частоты сигнала.

В зарубежной печати отмечалось, что наблюдается и противопо­ ложная МСР тенденция — возвращение к метровому диапазону волн, использовавшемуся в годы второй мировой войны в первых радиолокаторах. Об этом говорят, в частности, противоречивые данные о рабочих частотах РЛС ПАР, а также сообщения о перево­ де в метровый диапазон ряда других РЛС, участвующих в отработ­ ке системы ПРО (так, например, сообщалось о перестройке из L-диапазона в метровый диапазон волн РЛС мощностью 30 Мвт на полигоне Уайт-Сандс).

Особое место занимают трудности по защите РЛС ПРО от воз­ действия избыточного давления наземного ядерного взрыва ГЧ. Так, бетонная стена РЛС ПАР при наземном ядерном взрыве мо­ жет выдержать избыточное давление 2,1 кгс/см2, РЛС МСР может выдерживать избыточное давление, несколько превышающее 1—2 кгс/ом2, что соответствует взрыву ядерного боезаряда мощно­ стью 5 Мт на расстоянии около 7 км. Указанная степень проч-

93

пости радиолокаторов несравнима с защищенностью шахт МБР «Минитмен», способных выдерживать давление до 20 кгс/см2.

По мнению многих американских специалистов, средства, рас­ ходуемые в настоящее время для организации дальнего перехвата ГЧ антиракетами «Спартан», было бы целесообразнее затратить на создание и развертывание сети упрощенных РЛС, более дешевых в серийном производстве. Последнее вызвано тем, что зарубежные ученые сомневаются в способности РЛС типа ПАР, МСР даже с более высокой степенью защищенности выдержать близкий ядер-

ный взрыв ГЧ.

Таким образом, влияние ядерных взрывов на работу РЛС си­ стемы ПРО принципиально устранить нельзя. Однако это влияние можно уменьшить, оптимизируя выбор рабочих волн радиолокато­ ров ПРО и высот перехвата головных частей антиракетами.

Правильный выбор диапазона частот РЛС ПРО крайне тру­ ден, поскольку приходится удовлетворять нескольким противоре­ чивым требованиям. Как указывалось выше, надежная селекция и классификация баллистических целей могут быть достигнуты высоким разрешением по углу и дальности, а также измерением амплитуды сигнала от импульса к импульсу. Изменение ампли­ туды от импульса к импульсу требует обработки большого объема данных, высокое разрешение по дальности — широкого спектра зондирующих импульсов. Для эффективной работы локатора в условиях создания заградительных шумовых помех необходим широкий диапазон частот (500—1000 Мгц). Десятипроцентная по­ лоса L-диапазона (1000 Мгц) не удовлетворяет этим требованиям, а десятипроцентная полоса S-диапазона (3000 Мгц) в достаточ­ ной мере к ним приближается. Вследствие этого общей тенденцией использования радиодиапазона для целей ПРО являются освоение более высоких частот для защиты РЛС от «ослепления» ядерным взрывом и многочастотная локация.

3.3.Эффективная площадь рассеяния

Воснове обнаружения и распознавания баллистических целей радиолокаторами ПРО по сигнальным характеристикам лежит явление вторичного излучения, т. е. рассеяния части падающей энергии из-за наличия резкой границы изменения проводимости, диэлектрической постоянной или магнитной проницаемости среды.

Явления вторичного излучения подразделяют на три вида:

— зеркальное отражение, наблюдаемое при облучении больших

поверхностей, размеры которых много больше длины волны РЛС,

аразмеры шероховатостей не превосходят ХДв;

—диффузное отражение, которым обладают большие поверх­ ности с размерами шероховатостей порядка X (вследствие различ­ ной ориентации отдельных элементов поверхности электромагнит­ ные волны отражаются по разным направлениям);

—резонансное вторичное излучение, наблюдаемое у объектов, размеры которых равны или кратны Х/2 (оно обычно обладает

94

стики, вид интегральных кривых распределения вероятностей эффективной площади рассеяния существенных изменений не полу­

чают). „„„

Уместно отметить, что в США в 1963 г. были проведены лет­ ные эксперименты с целью проверки способов снижения радио­ локационного сечения ГЧ. Для проведения их использовались

а 2жЩК

2 яИ /\

ГЧ «Рекс», оснащенные ферритовым радиопоглощающим покры­ тием и ориентировавшиеся носком в направлении радиолокатора. Эксперименты показали, что головная часть «Рекс» имеет умень­ шенное радиолокационное сечение и большой баллистический коэффициент, а следовательно, и большие, чем обычно, тепловые нагрузки.

Важным методом снижения ЭПР головной части на внеатмо­ сферном участке траектории полета является замена материала

96

металлического корпуса ГЧ на диэлектрик. Так, например, были проведены исследования по определению ЭПР носовых конусов из нейлона. Измерения, проведенные на частотах 9 и 10 Ггц, позво­ лили сделать вывод о том, что радиолокационное поперечное сече­ ние диэлектрических конусов при облучении их со стороны вер­ шины по мере уменьшения угла приближается к ЭПР металличе­ ских конусов (при увеличении ракурса

сотой 2750 мм, диаметром основания 815 мм, углом полураствора 8—10°. Корпус ГЧ LORV покрывался специальным теплозащитнорадиопоглощающим материалом, резко снижающим размеры иони­ зированной оболочки вокруг ГЧ. Развитием программы LORV яв­ ляется программа RVTO, предусматривающая испытания новых материалов, методов стабилизации ГЧ в целях снижения ЭПР при ее полете вне атмосферы и на участке атмосферного спуска. В пла­ не этой программы был разработан стеклопластиковый корпус для ГЧ с малым коэффициентом отражения.

Ослабление ионизированной оболочки может быть также обес­ печено путем изменения геометрической формы головных частей и использования покрытий из специальных низкотемпературных разрушающихся материалов, которые могут частично поглощать тепловое излучение головных частей при их входе в плотные слои атмосферы, а также путем разрушения ударной волны или ней­ трализации плазмы с помощью противоположно заряженных ча­ стиц газа. Специалисты одной фирмы исследовали, например, способ ослабления ионизированной оболочки путем ввода в нее через отверстия в головной части ракеты ионизированных паров натрия или цезия.

97

Перспективным типом головных частей может явиться прочный, но легкий носовой конус, выполненный из циркониевого пенопла­ ста, пропитанного фенольной смолой.

Иностранные разработчики средств РПД считают, что буду­ щие достижения в области материалов для ГЧ связаны с исполь­ зованием слоистого стекловолокна, пределы прочности которого при растяжении и сжатии близки к 17,6 тс/см2 и 10,5 тс/см2 соот­

ветственно *.

Ослабление излучения ГЧ на участке атмосферного спуска в инфракрасном диапазоне может быть обеспечено путем охлажде­ ния ГЧ, использования низкотемпературных разрушающихся по­ крытий и также путем изменения формы ГЧ.

Изучаются и возможности снижения сечения ГЧ в оптическом диапазоне длин волн.

При изучении структуры отраженных сигналов РЛС в зависи­ мости от размеров объекта и разрешающей способности РЛС обыч­ но различают следующие цели:

—одиночные;

—групповые;

—объемно-распределенные, т. е. заполняющие сравнительно большой объем (например, облако дипольных отражателей).

Эффективной площадью рассеивания цели называют площадь поперечного сечения эквивалентной (воображаемой) цели, которая рассеивает всю падающую на нее энергию изотропно, т. е. равно­ мерно во всех направлениях, создавая при этом в приемнике РЛС такой же сигнал, что и реальная цель.

Эффективная площадь рассеивания для баллистических целей

гофа в предположении, что каждый элемент поверхности облучае­ мой цели становится источником элементарной сферической волны. Поскольку величины Д и Е] в пределах размеров наблюдаемой цели изменяются мало, то при суммировании действия вторичных сферических волн напряженность результирующего поля вторич­ ного излучения в месте расположения антенны РЛС

в три-четыре раза больше, чем у алюминия и стали,

9а