Исраил 95REG (israil_95reg) wrote,
Исраил 95REG
israil_95reg

Category:

По поводу БПЛА. Огневое поражение и физический перехват. Часть 14

2.2. Модернизация существующих средств ПВО

Модернизация существующих средств ПВО (например, таки как ЗРК "Тор", "Стрела-10М3", ЗРПК "Панцирь-С1"), потребует существенной доработки РЛС обнаружения, а также боевых частей ЗУР и артиллерийских снарядов в части увеличения площади и плотности осколочного поля.



В большинстве случаев, повышение вероятности обнаружения малоразмерных целей РЛС в комплексах ПВО, обеспечивается за счет модернизации программного обеспечения, в частности – путем снижения скоростного порога алгоритма СДЦ. При применении такого способа "доработки" с высокой степенью вероятности РЛС комплекса будет формировать большое количество ложных целей, вызванных переотражением импульсов РЛС от неподвижных и квизинеподвижных объектов – зданий, поверхности ландшафта, больших птиц и т.д.

Для решения задачи обнаружения малоразмерной цели в РЛС необходимо выполнить целый ряд противоречивых требований, а именно обеспечить:

- широкий динамический диапазон приемных трактов (для отсутствия перегрузок в принимаемых сигналах);
- высокую чувствительность приемного тракта;
- высокую пространственную разрешающую способность;
- крайне низкий уровень боковых лепестков функции селекции;
- высокий темп обзора пространства;
- значительный уровень подавления фоновых отражений от зданий и поверхности.

При этом, нужно отметить, что два последних требования противоречат друг другу (требование высокого темпа обзора ограничивает время накопления сигнала). Без эффективной селекции фоновых отражений в традиционных алгоритмах обнаружения цели необходимо повышать уровень порогов обнаружения, что снижает вероятность обнаружения малоразмерных целей.

Другим способом повысить вероятность обнаружения малоразмерных БПЛА на приемлемой для ЗРК дальности является размещение существующих РЛС их на летно-подъемных средствах – аэростатах, дирижаблях и даже БПЛА в составе ЗРК. Расчеты, представленные в работе показывают, что минимальная высота размещения РЛС, для обнаружения низколетящих целей типа БПЛА (на высоте 50 м) на дальности, приемлемой для их своевременного обнаружения, для ЗРК малой дальности составит около 200 м, для ЗРК средней дальности – около 700 м. Успешное повышение эффективности РЛС существующих комплексов ПВО по вышеуказанным направлениям теоретически возможно, пусть и со значительными финансовыми затратами, но увеличение плотности осколочного поля существующих ЗУР существенно снизит энергетику поражающих элементов, что, в свою очередь, снизит эффективность поражения крупноразмерных целей (самолеты, вертолеты, крылатые ракеты)

Применение смешанного боекомплекта, состоящего их разных типов ЗУР (штатных и измененных под задачи борьбы с малоразмерными БПЛА) снизит эффективность отражения комплексом ПВО массированных налетов средств воздушного нападения одного типа (крупная цель или малоразмерная цель). Также следует добавить, что себестоимость изготовления ЗУР с боевой частью, адаптированной под задачи борьбы с малоразмерными БПЛА может быть существенно дороже, чем сам БПЛА.

В других работах предлагается адаптировать устаревшие образцы ЗАК и зенитных установок (ЗУ), например, таких как С-60, ЗУ-23-2 и КС-19, к борьбе с БПЛА за счет оснащения их современными средствами разведки, точного целеуказания, автоматизированного управления процессами подготовки и ведения стрельбы, более мощными боеприпасами с программируемым в процессе выстрела временем подрыва, адаптивной к параметрам движения цели областью разлета поражающих элементов и т.д. Современные достижения в микроэлектронике позволяют реализовать управление темпом стрельбы вышеуказанных ЗАК и ЗУ по мере приближения воздушной цели к зенитному комплексу. На обновленные средствами разведки целей и автоматизации процессов подготовки и ведения стрельбы ЗАК и ЗУ могут устанавливаться ЗУР. Для этого на комплексах могут монтироваться ПЗРК "Игла-С", которые будут подключены к общей системе разведки и управления огнем. Весьма перспективной является идея включения в состав ЗРК, оснащенных ЗУР с тепловыми ГСН, маломощных лазеров (до 1 кВт) для повышения ИК-сигнатуры малоразмерных БПЛА, то есть для их "подогрева" с целью повышения эффективности наведения ЗУР на них. Лазерные дальномеры-целеуказатели могут найти применение в автоматизированных системах обнаружения малоразмерных целей и наведения на них ЗУР. Для работы по малоразмерным целям требуется постановка на ЗУР инфракрасных взрывателей или дополнение штатных (радиолокационных) взрывателей инфракрасными (оптическими), что приведет к устранению существенного недостатка существующих ЗУР – несрабатыванию радиолокационного взрывателя из-за малых размеров цели и высокой скорости ЗУР относительно малоскоростного БПЛА.

2.3. Оснащение существующих комплексов ПВО средствами РЭП

Нужно отметить, что в некоторых случаях физическое уничтожение БПЛА – не самый лучший вариант. В отдельных случаях более целесообразным вариантом противодействия БПЛА является подавление его каналов управления и навигации средствами РЭП, а если подавление не привело к желаемому результату – уничтожение БПЛА

В этом случае меры РЭП для противодействия БПЛА могут быть следующими:

- формирование заградительных помех на частотах используемых гражданскими средствами связи для управления БПЛА (типовые частоты сотовой и транкинговой связи, 3G, 4G, 5G, сети Wi-Fi, Wi-Max и т.д.)
[63, 64];

- вскрытие параметров специализированных КРУ БПЛА и формирование радиоэлектронных помех прицельных по частоте и структуре сигнала КРУ (в том числе и для КРУ в режиме ППРЧ) [65];

- формирование шумовых помех прицельных по частотам наиболее распространенных спутниковых радионавигационных систем (GPS,
ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo и т.д.);

- формирование имитационных помех прицельных по частоте и структуре "открытых" каналов, наиболее распространенных спутниковых
радионавигационных систем (GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo и т.д.);

В настоящее время в качестве одного из самых перспективных направлений создания системы противодействия БПЛА рассматривается комплексирование ЗРК, ЗАК с комплексами РЭП и их последующее использование в качестве единой функциональной системы.

При противодействии БПЛА на основе совместного использования РЭП и ЗРК на комплексы РЭП возлагаются задачи:

- вскрытие средствами радио-и радиотехнической разведки (РРТР) мест дислокации ПУ БПЛА и траекторий полета БПЛА, а также параметров его КРУ;

- формирование средствами РЭП заградительной шумовой помехи для подавления КРУ БПЛА, а также навигационных каналов БПЛА;

- формирование имитирующей структурно-прицельной помехи для КРУ и для навигационного канала БПЛА в интересах перехвата управления им или навязывание БПЛА ложной траектории движения, в район их принудительной "посадки".

На ЗРК (ЗАК) возлагаются задачи:

- вскрытие РЛС комплекса факта налета БПЛА и формирование их траекторий;
- контроль результативности работы средств РЭП по изменению траекторий полета БПЛА;
- огневое поражение тех БПЛА, которые успешно преодолели воздействие средств РЭП

При этом, при создании таких интегрированных систем необходимо решать задачи электромагнитной совместимости (ЭМС) средств РЭП, а также РЛС и радиоэлектронной аппаратуры ЗРК и ЗАК, ввиду того что средства РЭП могут негативно влиять на работу последних.

2.4. Разработка нового комплекса ПВО, ориентированного на противодействие именно БПЛА

Как показано в одной из работ, наиболее эффективным по соотношению "стоимость – эффективность" является разработка комплекса ПВО специально ориентированного на решение задач обнаружения и поражения таких малоразмерных и малоскоростных воздушных целей, как малые БПЛА.

Радикальное решение проблемы борьбы с малоразмерными БПЛА возможно при создании принципиально новых средств обнаружения и комплексов поражения БПЛА.

Для эффективного обнаружения БПЛА существующие РЛС должны реализовать новые режимы работы, а именно:

- многочастотную импульсную локацию, основанную на комбинациях зондирующих сигналов в дециметровых и сантиметровых диапазонах частот;

- маломощную сверхкороткоимпульсную локацию в X диапазоне;
- специальные методы обработки сигналов ФАР;
- пассивный и полупассивный методы пеленгации;
- новые методы широкополосной радиолокации, основанные на обработке резонансных отражений, и т. п.

Так результаты экспериментов, показывают, что применение новых методов широкополосной радиолокации позволяет получить приращения значений ЭПР малоразмерных БПЛА, как минимум, на порядок, что объясняются тем, что различные элементы БРЭО малоразмерных БПЛА отражают сигналы широкополосной РЛС, способной обнаруживать резонансные отражения с повышенными характеристиками. Показано, что сверхкороткоимпульсная РЛС Х-диапазона, обеспечивает обнаружение малоразмерных БПЛА с ЭПР от 0,001 до 0,1 м 2 на дальностях 3-5 км.

Предложено для обнаружения и сопровождения малых и легких БПЛА использование пассивного когерентного накопления сигналов, отраженных от искусственных территориально-распределенных ИРИ, например, от таких как ретрансляционные вышки, вещающие в стандарте цифрового телевидения DVB-T2. Показано, что такая пассивная система обнаружения позволяет обнаруживать малые и легкие БПЛА на дальностях от 9,5-24 км, в зависимости от типа БПЛА, выполняемых им маневров и ракурса наблюдения.

Для повышения дальностей обнаружения малоразмерных низколетящих БПЛА следует использовать различного рода вышки, аэростаты, вертолеты для размещения на них перспективных средств АР, применение которых позволить получить трехмерную "акустическую карту местности", в том числе информацию о движущихся воздушных целях. Такие средства АР способны обнаружить и определить местоположение ЛА и БПЛА с работающими двигателями с любых направлений. Соответствующие методов обработки полученных акустических сигналов, а также методы комплексирования этих данных с данными от других средств разведки позволят определить местоположение большого количества малоразмерных БПЛА, с точностью достаточной для наведение на них средств поражения

Для обеспечения визуального контроля малоразмерных БПЛА и более точного наведения ЗУР в составе комплекса ПВО может быть применена оптико-электронная система слежения, имеющая в своем составе тепловизионный прибор, лазерный дальномер и сверхконтрастную камеру видимого диапазона, позволяющие получить максимальный объем информации о воздушной цели в оптическом диапазоне.

Для создания высокой плотности зенитного огня при стрельбе необходимо иметь скорострельные зенитные артиллерийские автоматы. Эту роль должны выполнять 4-8 зенитных стволов, размещенных на одной платформе (лафете, установке). Скорострельность зенитных автоматов должна достигать значений не менее 4000-4500 выстр./мин. Разведка малоразмерных БПЛА, обнаружение и выдача по ним точных целеуказаний должны вестись автономными РЛС и элементами системы управления зенитным огнем, желательно расположенными на отдельной платформе. Это необходимо для повышения точностных характеристик целеуказания и наведения орудий на цель за счет исключения отката, дрожи, вибрации орудийного основания при выстрелах.

Для отражения массированных налетов БПЛА, снаряды перспективного комплекса ПВО должны обладать повышенной пробивной и разрушающей способностью за счет резкого возрастания числа поражающих элементов (около 100-150 в каждом снаряде), адаптации области их разлета в районе цели с учетом ее размеров и параметров полета. Перспективными могут оказаться снаряды с поражающими элементами в виде вольфрамовых нитей (игл, осколков, сетки-паутины и др.).

Серьезной модернизации должна быть подвергнута система подрыва боевой части зенитного снаряда. При стрельбе по малоразмерным БПЛА случай прямого попадания снаряда в такую цель будет маловероятным, поэтому обычная система подрыва снаряда ударным действием должна быть заменена на бесконтактную. Снаряд должен иметь систему дистанционного подрыва, которая обеспечит срабатывание заряда в районе цели. При этом облако осколков должно формироваться с учетом размеров и параметров движения малоразмерной цели, обеспечивая ее гарантированное поражение.

Значительное повышение вероятности поражения цели может быть достигнуто путем автоматизации процесса введения поправок в ходе зенитной стрельбы, особенно – поправок на отклонение начальной скорости зенитного снаряда путем корректировки временных установок взрывателя. При этом на дульную часть ствола может устанавливаться устройство для измерения начальной скорости снаряда, а на самой пушке – множество температурных датчиков, которые измеряют температуру нагрева ее различных частей. Эта информация передается в ЭВМ комплекса, который рассчитывает точное время встречи снаряда с целью и определяет момент подрыва

Эффективность применения разведывательной аппаратуры БПЛА можно снизить за счет применения новых зенитных артиллерийских снарядов, оснащенных неконтактными взрывателями с инфракрасными датчиками и снаряженных аэрозолем и углеводородными нитями. Такая начинка снарядов при подрыве образует облако вокруг БПЛА, затемняя оптические окна его разведывательной аппаратуры, тем самым создавая помехи каналам приема-передачи команд управления и развединформации

В ближайшем будущем в арсенале комплексов ПВО должны найти свое место лазерные средства поражения воздушных целей, в том числе и малоразмерных БПЛА. Весьма перспективными представляются работы по созданию лазерных средств физического уничтожения БПЛА. Для этого необходимо решить первоочередные, неожиданно оказавшиеся сложными, задачи значительного повышения мощности лазерного генератора, а также удержания лазерного луча на корпусе малоразмерного БПЛА в полете в течение 2-5 с, позволяющих обеспечить требуемую для "прожигания" корпуса БПЛА плотность потока энергии на единицу площади.

Также перспективным представляется создание оружия, основанного на применении сверхвысокочастотного (СВЧ) электромагнитного излучения (ЭМИ), способного выводить из строя радиоэлектронную аппаратуру БПЛА.

Такими средствами могут быть электромагнитные пушки (установки), боевые части ЗУР и зенитные артиллерийские снаряды с излучателями мощных электромагнитных СВЧ-импульсов и т.д.

3. Другие средства и способы противодействия БПЛА

3.1. Противодействие БПЛА с использованием специальных БПЛА-перехватчиков

Данный способ противодействия БПЛА является одним из наименее проработанных, однако, в перспективе – одним из наиболее перспективным.

Также в качестве платформы БПЛА-перехватчика рассматривался многофункциональный БПЛА, внешний вид и компоновка которого приведена на рисунке ниже.

Целями для БПЛА-перехватчика рассматривались:

- воздухоплавательная техника;
- БПЛА со скоростями полёта до 300 км/ч

Компоновка БПЛА-перехватчика (вариант)


Предполагалось двухэтапное применение такого БПЛА в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Предварительное целеуказание для БПЛА-перехватчика осуществлялось с наземного ПУ. В качестве средства поражения на БПЛА-перехватчика может быть установлена малокалиберная лёгкая гладкоствольная пушка. В качестве поражающих элементов – композитная дробь.

Результаты предварительных исследований, показали приемлемый уровень боевой эффективности такого БПЛА-перехватчика при перехвате одиночных целей:



Однако, оказалось, что применение БПЛА-перехватчика для противодействия группе из 4-х БПЛА не привело к успешному перехвату всех целей: половина перехватываемой группы БПЛА успешно выполнила свою задачу. При этом, замена средства поражения с гладкоствольной пушки на комплект управляемых малогабаритных ракет с ГСН не привела к улучшению результата.

Другой вариант БПЛА-истребителя был также рассмотрен. В отсеке бортового оборудования БПЛА-перехватчика
предлагается разместить большое количество "пакетов" с поражающими элементами. При этом в качестве поражающих элементов могут рассматриваться:

- объемные сети или нити из высокопрочных материалов;
- иглы;
- клейкие аэрозоли;
- горючие аэрозоли.

В процессе боевого применения БПЛА-перехватчик достигает группы перехватываемых БПЛА и на маршруте их полета выбрасывает пакеты, которые самовскрываясь на определенной высоте формируют "бесполетную зону" противодействия. Количество применяемых пакетов, зависит от плотности и количества БПЛА в группе и позволяет многократно использовать БПЛА-перехватчик.

Критическим для принятия решения по продолжению дальнейших исследований явились следующие факторы:

- в среднем, стоимость поражения БПЛА существенно превышает стоимость самих поражаемых БПЛА;
- низкая эффективность применения БПЛА-перехватчика против групп малогабаритных маневренных БПЛА;
- существенное усложнение структуры воинского формирования которому должен быть придан комплекс с БПЛА-перехватчиком и,
как результат, утрата оперативности и мобильности этого воинского формирования;
- быстрое и резкое снижение эффективности комплексов с БПЛА-перехватчиками по мере расходования таких БПЛА из комплекта в
потери.

Одним из вариантов преодоления вышеуказанных негативных факторов, по отношению к одиночным БПЛА, является создание системы из высокоинтеллектуальных БПЛА-перехватчиков патрулирующих заданный район. Как указывается, компания Airspace Systems (г. Сан-Леандро, США) разработала подобную систему к которой мощные БПЛА-перехватчики, оборудованные сетью, обнаруживают, наводятся и осуществляют перехват малых "БПЛА-квадрокоптеров". Как указывает разработчик БПЛА-перехватчики могут автономно обнаруживать другой БПЛА-нарушитель на трассе своего патрулирования, самостоятельно рассчитывать и прогнозировать траекторию его полета,
догонять с опережением и сбрасывать на БПЛА-нарушитель кевларовую сеть.

Примерные характеристики БПЛА-перехватчиков выстреливающих сеть в перехватываемый БПЛА приведены в таблице

Примерные характеристики БПЛА-перехватчиков выстреливающих сеть


В некоторых других решениях сеть не выстреливается в БПЛА-нарушитель, а постоянно закреплена снизу БПЛА-перехватчика, что позволяет ему "собирать" сетью за один вылет несколько малых "БПЛА-квадрокоптеров". Именно такой способ применения БПЛА-перехватчиков использует Японская полиция для пресечения несанкционированных полетов БПЛА-квадрокоптеров при проведении массовых мероприятий.

Использование БПЛА-перехватчиков оборудованных сетью


3.2. Противодействие БПЛА с использованием горючих аэрозолей

При использовании против БПЛА аэрозольного облака горючего вещества оно заблаговременно распыляется на трассе полета БПЛА и впоследствии поджигается, например, путем использования трассирующих боеприпасов.

При использовании аэрозольного облака горючего вещества, роль топлива могут выполнять: окись этилена и окись пропилена, бутилнитрит и пропилнитрит, МАРР: техническая смесь метилацетилена, аллена (пропадиена) и пропана. Возможно использование смесей горючих (включая лёгкие бензины) и мелкодисперсного порошка алюминий – магниевого сплава в пропорции 10:1

Данный способ борьбы с БПЛА относительно прост, однако имеет свои недостатки, которые делают его малопригодным для практического применения:

- сильная зависимость от погодных и ветровых условий;
- невозможность применения в городских условиях при проведении мероприятий антитеррористической направленности;
- невозможность селекции поражаемых воздушных целей;
- сложность управления моментом подрыва аэрозольного облака;
- сложность процесса формирования аэрозольного облака в нужном месте, в нужное время с требуемым уровнем концентрации горючего вещества;
- малый "срок жизни" аэрозольного облака;
- потенциально низкая неэффективность применении против активно маневрирующих БПЛА и т.д.

3.3. Противодействие БПЛА с использованием специальных клейких и вязких аэрозолей

Данный способ, в принципе аналогичен вышеуказанному, с той лишь разницей, что в качестве основы аэрозольного облака используются не горючие, а другие вещества:

- клейкие аэрозоли – при взаимодействии с несущими аэродинамическими поверхностями и элементами управления БПЛА прилипают к
ним, изменяя их геометрическую конфигурацию и свойства обтекания воздухом, что делает БПЛА аэродинамически неустойчивым, и в конечном итоге – проводят к падению аппарата;

- вязкие аэрозоли – изменяют свойства (плотность и вязкость) воздуха в котором движется аппарат, и так же делают БПЛА аэродинамически неустойчивым, и в конечном итоге – проводят к его "сваливанию" либо "опрокидыванию".

Данному способу противодействия свойственны почти все те же недостатки, что и способу с аэрозольным облаком горючего вещества

3.4. Противодействие БПЛА с использованием сетей

Использование сетей, улавливателей БПЛА, применяемых с Земли или с других БПЛА, в настоящее время является активно развиваемым направлением. Сеть, опутав БПЛА, блокирует двигатели и элементы системы управления аппарата, лишая его возможности продолжать полет. Анализ показал, что существующие наземные пусковые установки, выстреливающие сеть обеспечивают дальность перехвата БПЛА 100-300 м, точность – порядка 0,5 м, при диаметре выстреливаемой сети от 2,5 до 10 м

В целом, способ противодействия БПЛА за счет использования сетей является весьма эффективным, особенно в условиях городской застройки. Однако этому способу присущи некоторые недостатки, которые ограничивают его применение при ведении боевых действий или проведении специальных операций:

- малая дальность применения – не более 200-300 м;
- пригодность только для малоскоростных и зависающих БПЛА;
- возможность применения только в пределах визуального наблюдения;
- сильная зависимость от погодных, и особенно ветровых, условий.

Дальнейшим развитием данного способа противодействия БПЛА может служить создание специальных боеприпасов с разделяющейся боевой частью, между элементами которой натягивается сеть диаметром 1,5 м. Основной недостаток такого способа борьбы – недостаточная дальность, ограниченная у существующих прототипов 90 м.

3.5. Противодействие БПЛА с использованием специально тренированных птиц

Указывается очень "нетрадиционный" способ противодействия БПЛА. В Голландии фирма Guard обучает крупных хищных птиц перехватывать малые БПЛА нападая на них сверху в процессе их полета. Согласно информации этой компании, орлы, которые обуты в специальные щитки для защиты своих лап от вращающихся винтов БПЛА, демонстрируют 95% эффективность перехвата, что гораздо, выше, чем эффективность большого количества технических систем.

3.6. Вывод БПЛА из положения устойчивого полёта в закритические условия путём накрытия спутным следом от пролетающего летающего аппарата

Способ вывода БПЛА из положения устойчивого полёта в закритические условия путём накрытия его спутным следом от пролетающего ЛА (пилотируемого или беспилотного), может быть достаточно эффективным несмотря на всю свою экзотичность. Высокая эффективность этого способа связана с тем, что бортовые системы управления современных БПЛА не могут обеспечивать устойчивость и управляемость на закритических режимах полёта. Вывод БПЛА на закритические условия полёта за счёт воздействия спутным следом приводит к тому, БЛА оказывается на очень больших по модулю углах атаки во вращающемся потоке воздуха. В авиации хорошо известны случаи аварий и катастроф из-за попадания ЛА в спутный след от пролетевшего самолёта. При этом, вывод ЛА из сложных условий, вызванных попаданием в спутный след представляет очень тяжёлую задачу для экипажа и автоматике она пока неподвластна.
Tags: БПЛА
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment