Институт №4 «Радиоэлектроника, инфокоммуникации и информационная безопасность»
Кафедра №410 «Радиолокация, радионавигация и бортовое радиоэлектронное оборудование»
Реферат
Тема:
Американский самолёт дальней радиолокационной разведки
Boeing E3 Centry.
Группа
М4В-401Б-16
Студент
Макаров А.А.
(ФИО)
(подпись)
Дата защиты
Оценка
(подпись)
Москва
2020 г.
Boeing E3 Sentry — американский самолёт дальнего радиолокационного обнаружения. Первый полёт совершил 31 октября 1975 года. Состоит на вооружении ВВС США, Великобритании, Франции и Саудовской Аравии. До конца серийного производства в 1992 году построено 68 самолётов. Внешний вид самолёта представлен на рисунке 1.
Рис. 1. Внешний вид Boeing E3-Centry.
Основные ТТХ самолёта:
Экипаж: 4 человек лётного состава и 13—19 человек в составе оперативной группы.
Длина: 46,61 м
Размах крыла: 44,42 м
Высота: 12,73 м
Площадь крыла: 283,35 м²
Масса пустого: 78 000 кг
Масса снаряжённого: 147 420 кг
Масса максимальная взлётная: 160 822 кг
Запас топлива: 90 800 л
Двигатели: 4× ТРДД Пратт-Уитни TF33-P-100/100A
Тяга: 4× 93,41 кН
Обнаружение целей до 400 км (период обзора 10 с)
Крейсерская скорость: 750 км/ч
Основные ЛТХ самолёта:
Максимальная скорость: 853 км/ч
Посадочная скорость: 230 км/ч
Тактический радиус действия: 1612 км
Практический потолок: 11844 м
Длина разбега:1680 м
Длина пробега: 1100 м
Продолжительность патрулирования на удалении 1600 км без дозаправки в воздухе: 6 ч
Продолжительность полёта без дозаправки в воздухе: более 11 ч
Самолет Е-3, созданный еще в середине 70-х годов на базе авиалайнера Боинг 707, предназначался для дальнего радиолокационного обнаружения и сопровождения воздушных целей (в том числе низколетящих на фоне земной поверхности) в интересах ПВО сначала Североамериканского континента (в системе НОРАД), а затем и Западной Европы ("Нейдж"). Он позволял обнаруживать и определять координаты вторгающихся бомбардировщиков на удалении 600 км, а низколетящих истребителей с эффективной площадью рассеяния (ЭПР), равной 7 м , - до 400 км, и управлять в воздушных боях тактической авиацией с наведением на воздушные цели противника нескольких десятков самолетов одновременно.
В боевом составе ВВС США и объединенных ВВС НАТО находится соответственно 34 самолета E-3В (экипаж 22 человека) и 18 E-3А (17). Основу их оборудования составляет бортовая многорежимная РЛС AN/APY-2 (10-см диапазона волн, массой около 3,5 т). Обзор пространства осуществляется с помощью антенны (размер 7,3 х 1,5 м, масса 1,5 т), вращающейся в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью 6 об/мин. Она размещена в радиопрозрачном обтекателе (9,1 х 1,8 м) над фюзеляжем самолета. Зона поиска разбивается на 32 азимутальных сектора, в каждом из которых осуществляется собственный режим работы. Причем эти сектора и их режимы могут изменяться в ходе наблюдения с периодичностью вплоть до одного оборота антенны. Станция имеет восемь режимов работы: импульсно-доплеровский без сканирования луча в вертикальной плоскости; импульсно-доплеровский со сканированием луча по углу места для оценки высоты полета воздушных целей; надгоризонтный поиск импульсами (с отсечкой сигналов ниже линии горизонта) без доплеровской селекции; обзор движущихся и неподвижных надводных целей суперкороткими импульсами (для подавления отражений от морской поверхности); пассивное пеленгование источников помех 10-см диапазона волн; совмещение всех (или в любой комбинации) вышеуказанных режимов; резервный (для срочной подмены в радиолокационном наблюдении другого самолета Е-3); проверки и техническое обслуживание станции.
Первый прототип самолёта AWACS (самолёт обнаружения и наведения), созданный фирмой «Боинг» на базе планера грузового самолёта Боинг-707-320, получил обозначение EC-137D. Он совершил первый полёт 5 февраля 1972 года. Всего было построено две опытные машины. В серию пошли самолёты E-3A, которых было заказано 34. В дальнейшем самолёты неоднократно модернизировались, в том числе и находящиеся в эксплуатации. Третья фаза модернизации, проводившаяся в 1990-х годах (проект Block30/35) предусматривает модернизацию оборудования и дооснащение системами, позволяющее выполнять как радиотехническую разведку (станция РТР AB/AYR-1) в пассивном режиме, так и интеграция этой станции в комплекс наведения и управления, с целью беззапросной классификации целей по характеру сигналов их источников высокочастотного излучения.
Основу авиационного комплекса радиообнаружения составляет мощная РЛС кругового обзора, антенна которой расположена в обтекателе, в верхней части фюзеляжа. Обтекатель 9,1 м в диаметре и 1,8 м в толщину установлен на двух опорах на высоте 4,2 м над фюзеляжем. Обтекатель наклонен вниз на 6 градусов для улучшения обтекаемости, и помимо своей основной функции также служит для отвода избыточного тепла от аппаратуры самолёта, наклон антенны от горизонта компенсируется электронным способом. Сама антенна имеет гидравлический привод. Подсистема обработки данных с БЦВМ 4PiCC-1 (разработки IBM) обеспечивает устойчивое сопровождение одновременно до 100 целей. Самолёты типа бомбардировщик обнаруживаются с расстояния 520 км, низколетящие малоразмерные цели могут быть обнаружены на дальности до 400 км, цели над горизонтом — до 650 км от самолёта.
При работе антенна РЛС вращается со скоростью до 6 оборотов в минуту, обеспечивая перемещение луча по окружности. В первых 24 самолетах Е-3 компьютер IBM СС-1 обрабатывал входящие эхо-сигналы РЛС со скоростью 740000 операций в секунду и передавал результаты на девять дисплеев (SDC, Situation Display Console) и два вспомогательных блока индикации (ADU, Auxiliary Display Unit). Рабочие места операторов РЛС расположены поперек салона в три ряда. За ними стоит станция офицера управления. В носовой части располагается экипаж, БРЭО и оператор компьютера. Дальше к хвостовой части - отсек бортинженера, а в самом хвосте - кухня и места для отдыха. Обычно Е-3 дозаправляется в полете. Продолжительность полета без дозаправки - 11 часов, а с дозаправкой - до 18. Экипаж состоит из 20 человек, 16 из них - технические специалисты.
Внешний вид ФАР самолёта модификации E3-D (ВВС Великобритании) представлен на рисунке 2.1 и 2.2.
Рис. 2.1 Внешний вид ФАР РЛС E3-D- разрез АФУ.
Рис. 2.2 Внешний вид ФАР РЛС E3-D.
РЛС может работать в одном из шести режимов. Самый простой - "Пассивный", когда просто принимаются радиосигналы и определяются их координаты. В режиме "За горизонтом" (ВТН, Beyond The Horizon) вся энергия РЛС излучается на максимальную дальность без определения угла места. Но чаще всего используется режим "Импульсно-доплеровское сканирование с определением угла места" (PDES, Pulse-Doppler Elevation Scan), в котором радиолуч сканирует сектор пространства попеременно вверх-вниз для охвата всей зоны контроля. Принятые сигналы анализируются для определения силы пикового уровня эхо-сигнала, что в свою очередь дает угол места цели.
Азимут цели определяется путем неоднократного сканирования и сравнения его результатов из различных положений во времени и пространстве. Режим PDES дает максимальный объем информации, но дальность действия в этом режиме минимальна. В тех случаях, когда обнаружение удаленных целей важнее, чем знание их высоты, можно переключиться на режим "Импульсно-доплеровское сканирование без определения угла места" (PDNES, Pulse-Doppler Non-Elevation Scan), в котором отключается сканирование по вертикали. Режим "Морской" используется для поиска надводных целей при всех состояниях морской поверхности. В шестом режиме - "Чередуемый" - используются различные режимы совместного излучения высоких и низких PRF-частот. При этом оптимизируется способность экипажа к поиску как воздушных, так и морских целей, и обнаружение их за пределами прямой видимости.
Boeing E-3 сочетает планер авиалайнера Boeing 707-320 с мощной РЛС и другими радиоэлектронными системами. Самолет предназначен для решения задач СТ - управления, связи и радиотехнической разведки (от command, control, communications, intelligence) в заданном районе и способен отслеживать самолеты и ракеты противника, а также осуществлять наведение своей авиации. С момента принятия на вооружение Е-3 в полной мере продемонстрировал свои возможности, став важнейшим компонентом ПВО США и НАТО.
Станция перекрывает два диапазона частот: 2 - 6 и 6 - 18 ГГц за 2 с. Она имеет дальность действия около 600 м с вероятностью перехвата радиосигналов импульсного и непрерывного излучения, близкой к 1, максимальная плотность потока перехватываемых импульсов 10, время реакции не превышает 1 с, одновременно обрабатывается до 500 радиолокационных сигналов. Станция обеспечивает круговой всенаправленный и остронаправленный прием с почти мгновенным сканированием в секторе 360̊ и моноимпульсным пеленгованием источников излучения с ошибкой 3 (среднеквадратическое отклонение). Характеристики станции AN/AYR-1 приведены ниже:
Точность измерения частоты, МГц 1 Разрешающая способность по частоте, МГц:
в диапазоне 2-6 ГГц 3
в диапазоне 6-18 ГГц 6
Динамический диапазон по входным сигналам, дБ 60
Разрешающая способность по амплитуде сигнала, дБ 0,5
Пределы измерения длительности импульса, мкс 0,1 - 99,9
Пределы измерения периода повторения импульсов, мкс 2-10 000
Разрешающая способность измерения длительности и периода повторения 0,1
Станция осуществляет перехват сигналов с любой линейной и круговой поляризацией. В зарубежной печати подчеркивается одна важная и примечательная ее особенность: производительность составляет 100 распознаваний источников излучения за 10 с.
Для радиоперехвата применяются четыре антенны: носовая, хвостовая и две боковые фазированные решетки (с правой и левой сторон), имеющие размер 3,9x0,84 м, которые выступают за обводы фюзеляжа на 46 см (визуальный признак самолета Е-3 системы АВАКС Block 30/35). Поскольку Е-3 патрулирует вдоль линии фронта, главную роль играют боковые антенные решетки, которые, судя по их внушительным размерам, обеспечивают точность пеленгования (или, возможно, даже интерферометрических измерений) не 3̊, что характерно для простой антенны AR-900, а, по крайней мере, 0,5 - 1̊.
Каждая антенна совмещена с супергетородинным приемником, на входе которого радиочастотный сигнал преобразуется в цифровой код его параметров. Основу станции составляет приемопроцессорный блок (размер 57 х 80 х 56 см, масса 32 кг), объединяющий два цифровых приемника мгновенного измерения частоты, моноимпульсный приемник амплитудного пеленгования и сигнальный процессор, осуществляющий параметрическое распознавание типа источника перехваченного излучения. Передача цифровых сигналов между элементами станции осуществляется по бортовой мультиплексной шине MIL-STD-1553B.
В состав станции входит также одно автоматизированное рабочее место оператора (размер 22 х 48 х 51 см, масса 23 кг), на экране которого, помимо суммарных данных радиоэлектронной обстановки и предупреждения, могут отображаться следующие форматы: "частоты сигналов х азимуты", "частоты сигналов х периоды повторения импульсов", "частоты сигналов х амплитуды". Конструктивно станция состоит из 23 стандартных по размерам выдвижных модулей 13 типов общей массой 850 кг.
Различные модификации самолёта и их краткое описание представлены в таблице 1.
Таблица 1. Модификации самолёта Boeing E3.
E-3A
Первая серийная модификация с РЛС APY-1 на базе Boeing 707-300B.
E-3B
Модификация 1984 года с новым электронным оборудованием.
E-3С
Модификация Е-3В с РЛС APY-2. На этой модификации возможна подвеска УР "воздух-воздух" AIM-9 Sidewinder, в целях самообороны.
E-3D
Модификация для ВВС Великобритании с ТРДД CFM56-2A-2.
Sentry AEW.Mk.I
Ообозначение E-3D Sentry c 1990 года.
E-3F
Вариант E-3D Sentry для ВВС Франции.
Источники.
1. Статья Boeing E3 Sentry:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_E-3_Sentry
2. Статья E3A/B Centry:
http://www.airwar.ru/enc/spy/e3a.html
3. Статья Rotodomes: https://www.microwaves101.com/encyclopedias/rotodomes
