Saat ini, penerbangan tidak terpikirkan tanpa radar. Stasiun radar udara (BRLS) adalah salah satu elemen terpenting dari peralatan radio-elektronik pesawat modern. Menurut para ahli, dalam waktu dekat stasiun radar akan tetap menjadi sarana utama untuk mendeteksi, melacak target, dan mengarahkan senjata berpemandu ke mereka.
Kami akan mencoba menjawab pertanyaan paling umum tentang pengoperasian radar di kapal dan memberi tahu bagaimana radar pertama dibuat dan bagaimana stasiun radar yang menjanjikan dapat mengejutkan.
1. Kapan radar pertama muncul di kapal?
Gagasan menggunakan radar di pesawat terbang muncul beberapa tahun setelah radar berbasis darat pertama kali muncul. Di negara kita, stasiun bumi "Redut" menjadi prototipe stasiun radar pertama.
Salah satu masalah utama adalah penempatan peralatan di pesawat - set stasiun dengan catu daya dan kabel berbobot sekitar 500 kg. Tidak realistis untuk memasang peralatan seperti itu pada pesawat tempur satu kursi pada waktu itu, jadi diputuskan untuk menempatkan stasiun pada Pe-2 dua kursi.
Stasiun radar udara domestik pertama yang disebut "Gneiss-2" mulai beroperasi pada tahun 1942. Dalam dua tahun, lebih dari 230 stasiun Gneiss-2 diproduksi. Dan pada tahun 1945 Fazotron-NIIR yang menang, sekarang bagian dari KRET, memulai produksi serial radar pesawat Gneiss-5s. Jangkauan deteksi target mencapai 7 km.
Di luar negeri, radar pesawat pertama "AI Mark I" - Inggris - dioperasikan sedikit lebih awal, pada tahun 1939. Karena bobotnya yang berat, ia dipasang pada pencegat-tempur berat Bristol Beaufighter. Pada tahun 1940, model baru, AI Mark IV, mulai beroperasi. Ini memberikan deteksi target pada jarak hingga 5,5 km.
2. Terdiri dari apakah stasiun radar udara?
Secara struktural, radar terdiri dari beberapa unit yang dapat dilepas yang terletak di hidung pesawat: pemancar, sistem antena, penerima, pemroses data, pemroses sinyal yang dapat diprogram, konsol, dan kontrol serta tampilan.
Saat ini, hampir semua radar udara memiliki sistem antena yang terdiri dari susunan antena slotted datar, antena Cassegrain, susunan antena fase pasif atau aktif.
Radar udara modern beroperasi dalam rentang frekuensi yang berbeda dan memungkinkan pendeteksian target udara dengan EPR (Effective Scattering Area) satu meter persegi pada jarak ratusan kilometer, dan juga menyediakan pelacakan lusinan target di jalur tersebut.
Selain deteksi target, stasiun radar hari ini menyediakan koreksi radio, penugasan penerbangan, dan penunjukan target untuk penggunaan senjata udara berpemandu, melakukan pemetaan permukaan bumi dengan resolusi hingga satu meter, dan juga menyelesaikan tugas tambahan: mengikuti medan, mengukur kecepatan sendiri, ketinggian, sudut melayang, dan lain-lain. …
3. Bagaimana cara kerja radar udara?
Saat ini, pesawat tempur modern menggunakan radar Doppler pulsa. Nama itu sendiri menggambarkan prinsip pengoperasian stasiun radar semacam itu.
Stasiun radar tidak bekerja terus menerus, tetapi dengan sentakan berkala - impuls. Di pencari saat ini, transmisi pulsa hanya berlangsung beberapa sepersejuta detik, dan jeda antara pulsa adalah beberapa ratus atau seperseribu detik.
Setelah menemui hambatan apa pun di jalur perambatannya, gelombang radio menyebar ke segala arah dan dipantulkan kembali ke stasiun radar. Pada saat yang sama, pemancar radar dimatikan secara otomatis, dan penerima radio mulai bekerja.
Salah satu masalah utama dengan radar berdenyut adalah menghilangkan sinyal yang dipantulkan dari objek stasioner. Misalnya, untuk radar udara, masalahnya adalah pantulan dari permukaan bumi mengaburkan semua objek di bawah pesawat. Interferensi ini dihilangkan menggunakan efek Doppler, yang menurutnya frekuensi gelombang yang dipantulkan dari objek yang mendekat meningkat, dan dari objek yang keluar itu berkurang.
4. Apa arti pita X, K, Ka dan Ku dalam karakteristik radar?
Saat ini, kisaran panjang gelombang di mana radar udara beroperasi sangat luas. Dalam karakteristik radar, jangkauan stasiun ditunjukkan dalam huruf Latin, misalnya, X, K, Ka atau Ku.
Misalnya, radar Irbis dengan susunan antena bertahap pasif yang dipasang pada pesawat tempur Su-35 beroperasi di X-band. Pada saat yang sama, jangkauan deteksi target udara Irbis mencapai 400 km.
X-band banyak digunakan dalam aplikasi radar. Ini memanjang dari 8 hingga 12 GHz dari spektrum elektromagnetik, yaitu panjang gelombang dari 3,75 hingga 2,5 cm. Mengapa dinamai demikian? Ada versi bahwa selama Perang Dunia Kedua band ini diklasifikasikan dan karena itu menerima nama X-band.
Semua nama rentang dengan huruf Latin K dalam namanya memiliki asal yang kurang misterius - dari kata Jerman kurz ("pendek"). Rentang ini sesuai dengan panjang gelombang dari 1,67 hingga 1,13 cm. Dalam kombinasi dengan kata-kata bahasa Inggris di atas dan di bawah, pita Ka dan Ku mendapatkan namanya, masing-masing, terletak "di atas" dan "di bawah" pita-K.
Radar Ka-band mampu melakukan pengukuran jarak pendek dan resolusi ultra-tinggi. Radar semacam itu sering digunakan untuk kontrol lalu lintas udara di bandara, di mana jarak ke pesawat ditentukan menggunakan pulsa yang sangat pendek - beberapa nanodetik panjangnya.
Ka-band sering digunakan dalam radar helikopter. Seperti yang Anda ketahui, untuk penempatan di helikopter, antena radar udara harus berukuran kecil. Mempertimbangkan fakta ini, serta kebutuhan akan resolusi yang dapat diterima, rentang panjang gelombang milimeter digunakan. Misalnya, helikopter tempur Ka-52 Alligator dilengkapi dengan sistem radar Arbalet yang beroperasi di Ka-band delapan milimeter. Radar yang dikembangkan oleh KRET ini memberi Alligator peluang luar biasa.
Dengan demikian, setiap jangkauan memiliki kelebihannya sendiri, dan tergantung pada kondisi penempatan dan tugas, radar beroperasi dalam rentang frekuensi yang berbeda. Misalnya, memperoleh resolusi tinggi di sektor pandangan ke depan mewujudkan Ka-band, dan peningkatan jangkauan radar on-board memungkinkan X-band.
5. Apa itu PAR?
Jelas, untuk menerima dan mengirimkan sinyal, radar apa pun membutuhkan antena. Untuk memasukkannya ke dalam pesawat, sistem antena datar khusus diciptakan, dan penerima serta pemancar terletak di belakang antena. Untuk melihat target yang berbeda dengan radar, antena perlu dipindahkan. Karena antena radar cukup besar, ia bergerak lambat. Pada saat yang sama, serangan simultan dari beberapa target menjadi masalah, karena radar dengan antena konvensional hanya menyimpan satu target di "bidang pandang".
Elektronik modern telah memungkinkan untuk mengabaikan pemindaian mekanis semacam itu di radar udara. Itu diatur sebagai berikut: antena datar (persegi panjang atau melingkar) dibagi menjadi sel. Setiap sel tersebut berisi perangkat khusus - pemindah fase, yang dapat mengubah fase gelombang elektromagnetik yang memasuki sel dengan sudut tertentu. Sinyal yang diproses dari sel dikirim ke penerima. Ini adalah bagaimana Anda dapat menggambarkan pengoperasian antena array bertahap (PAA).
Untuk lebih tepatnya, susunan antena serupa dengan banyak elemen pemindah fasa, tetapi dengan satu penerima dan satu pemancar, disebut LAMPU LAMPU pasif. Omong-omong, pesawat tempur pertama di dunia yang dilengkapi dengan radar array bertahap pasif adalah MiG-31 Rusia kami. Itu dilengkapi dengan stasiun radar "Zaslon" yang dikembangkan oleh Research Institute of Instrument Engineering. Tikhomirov.
6. Untuk apa AFAR?
Antena array bertahap aktif (AFAR) adalah tahap selanjutnya dalam pengembangan pasif. Dalam antena seperti itu, setiap sel array berisi transceivernya sendiri. Jumlah mereka mungkin melebihi seribu. Artinya, jika pencari tradisional adalah antena, penerima, pemancar yang terpisah, maka dalam AFAR, penerima dengan pemancar dan antena "tersebar" menjadi modul, yang masing-masing berisi celah antena, pemindah fase, pemancar dan penerima.
Sebelumnya, jika, misalnya, pemancar rusak, pesawat akan menjadi "buta". Jika di AFAR satu atau dua sel, bahkan selusin, terpengaruh, sisanya terus bekerja. Ini adalah keunggulan utama AFAR. Berkat ribuan penerima dan pemancar, keandalan dan sensitivitas antena meningkat, dan juga memungkinkan untuk beroperasi pada beberapa frekuensi sekaligus.
Tetapi yang utama adalah bahwa struktur AFAR memungkinkan radar untuk memecahkan beberapa masalah secara paralel. Misalnya, tidak hanya untuk melayani lusinan target, tetapi secara paralel dengan survei ruang, sangat efektif untuk mempertahankan diri dari gangguan, mengganggu radar musuh dan memetakan permukaan, memperoleh peta resolusi tinggi.
Omong-omong, stasiun radar udara pertama di Rusia dengan AFAR dibuat di perusahaan KRET, di perusahaan Fazotron-NIIR.
7. Stasiun radar apa yang akan ada pada pesawat tempur PAK FA generasi kelima?
Di antara perkembangan KRET yang menjanjikan adalah AFAR konformal, yang dapat masuk ke dalam badan pesawat, serta apa yang disebut kulit badan pesawat "pintar". Pada pesawat tempur generasi berikutnya, termasuk PAK FA, ini akan menjadi, seolah-olah, pencari lokasi transceiver tunggal, yang memberikan informasi lengkap kepada pilot tentang apa yang terjadi di sekitar pesawat.
Sistem radar PAK FA terdiri dari AFAR X-band yang menjanjikan di kompartemen hidung, dua radar tampak samping, dan AFAR L-band di sepanjang flap.
Saat ini KRET juga sedang mengerjakan pengembangan radar radio-foton untuk PAK FA. Kekhawatiran tersebut bermaksud untuk membuat model skala penuh dari stasiun radar masa depan pada tahun 2018.
Teknologi fotonik akan memungkinkan untuk memperluas kemampuan radar - untuk mengurangi massa lebih dari setengahnya, dan untuk meningkatkan resolusi sepuluh kali lipat. Radar semacam itu dengan susunan antena bertahap radio-optik mampu membuat semacam "gambar sinar-X" dari pesawat yang terletak pada jarak lebih dari 500 kilometer, dan memberi mereka gambar tiga dimensi yang terperinci. Teknologi ini memungkinkan Anda untuk melihat ke dalam suatu objek, mencari tahu peralatan apa yang dibawanya, berapa banyak orang yang ada di dalamnya, dan bahkan melihat wajah mereka.
