eng
Просмотры: 5612
08.07.2015
Как создатели отечественных систем опередили зарубежных коллег
Этапы разработки «мозга» самолета
На протяжении 30 лет «мозгом» самолета считалась бортовая радиолокационная станция. В 1970-е к ней добавилась оптико-локационная. Таким образом, каждый современный боевой самолет оснащен «двуполушарным мозгом» – радиолокационной и оптико-локационной системами, интегрированными в единый комплекс.
Начиная со второй половины 1940-х годов, бортовые радиолокационные станции (БРЛС) стали основной прицельной системой самолетов-истребителей как за рубежом, так и в СССР. Но в 1970-х, благодаря прогрессу в развитии оптических и лазерных технологий, в состав СУВ отечественных истребителей четвертого поколения МиГ-29 и Су-27 были включены оптико-локационные станции (ОЛС).
Как создавались ОЛС для МиГ-29 и Су-27
Задача разработать лазерный дальномер для обеспечения высокой точности стрельбы по воздушным целям из пушки была поставлена еще в рамках ОКР по перехватчику МиГ-31. Созданием дальномера «Кит-П» занялся НИИ-17 МРП. Специалисты быстро поняли, что обеспечить попадание луча лазера на воздушную цель в динамично меняющихся условиях относительного расположения цель-истребитель нереально. Было найдено техническое решение – обеспечить слежение за целью по углам инфракрасной системой и измерять дальность лазерной системой с их интеграцией на единой оптической оси. Макет такой интегрированной ИК-лазерной ОЛС был разработан и показал свою работоспособность на лабораторном стенде. Но для «трехмахового» МиГ-31 такая ОЛС была явно избыточной, и от ее использования отказались.
В связи с сосредоточением лазерно-оптической авиационной тематики в МОП, дальнейшая работа по ОЛС интегрированного класса была продолжена в ЦКБ «Геофизика», где впервые в мировой практике были созданы ОЛС для истребителей четвертого поколения:
– квантовая оптико-локационная станция КОЛС, входящая в состав СУВ-29 истребителя МиГ-29;
– оптико-локационная станция ОЛС-27, входящая в состав СУВ-27 истребителя Су-27.
В отличие от первых теплопеленгаторов типа ТП-23 для МиГ-23 и 8ТК для МиГ-31, установленных в нижней части фюзеляжа практически под обтекателем БРЛС, КОЛС на МиГ-29 и ОЛС на Су-27 установили перед фонарем кабины летчика, что было связано с их преимущественным использованием в режимах ближнего маневренного боя с максимальным согласованием по полям обзора с полем обзора летчика.
На МиГ-29 КОЛС была установлена со смещением вправо от осевой линии. Такое место ей отвели летчики-испытатели, посчитавшие этот вариант наиболее приемлемым с точки зрения незатенения левого сектора обзора ВПП при заходе на посадку.
На Су-27 ОЛС-27 (36Ш) была сначала установлена прямо по оси перед фонарем кабины, но впоследствии «перекочевала» вправо от диаметральной плоскости.
Как показали выполненные в ГосНИИАС оценки, такое расположение блистера ОЛС значительно уменьшало зону обзора «вперед-вниз» и снижало эффективность стрельбы из пушки по воздушной цели и применения неуправляемого вооружения по наземной цели.
Такое «правосмещенное» размещение блистеров ОЛС сохранилось на всех последующих модификациях МиГ-29 и Су-27.
В ОКБ имени А.И. Микояна была разработана идеология построения СУВ-29 из двух комплексов – радиолокационного прицельного комплекса РЛПК и оптикоэлектронного прицельно-навигационного комплекса ОЭПрНК.
За СУВ-29 в целом отвечал НИИ радиостроения (ныне – Корпорация «Фазотрон-НИИР»). Структурно СУВ-29 состояла из двух прицельных комплексов – самого локатора, а точнее – РЛПК Н019, и ОЭПрНК-29, который создавался в Ленинградском ОКБ «Электроавтоматика».
В свою очередь, в состав ОЭПрНК-29 входят бортовая ЦВМ типа Ц-100, оптико-электронная поисковая система ОЭПС-29 (23С) в составе КОЛС 13С и нашлемная система целеуказания «Щель-ЗУМ», разрабатывавшаяся заводом «Арсенал» в Киеве, система управления оружием СУО (ОКБ «Авиаавтоматика»), система индикации СЕИ-29 в составе ИЛС-31 и ИПВ (ОКБ «Электроавтоматика») и система навигации СН-29.
На истребителе Су-27 система управления вооружением СУВ-27 создавалась как единый прицельный радиолокационный и оптико-локационный комплекс, в который помимо, собственно, БРЛС Н001 разработки НИИ приборостроения (ныне – НИИП имени В.В. Тихомирова) вошли ОЭПС-27 в составе ОЛС-27 (36Ш) и НСЦ «Щель-ЗУМ», СУО (ОКБ «Авиаавтоматика») и система индикации «Нарцисс» (ОКБ «Электроавтоматика»).
Вычислительная система СУВ-27 строилась на базе двух БЦВМ типа Ц-100, при этом ОЛС и НСЦ замыкались на один вычислитель СЦВ-2.
БЦВМ типа Ц-100 (НИИЦЭВТ) модифицировалась с последовательным наращиванием объема памяти (16, 32,64 кбайта) как в СУВ-27, так и в СУВ-29.
Если РЛПК Н019 и Н011 являлись законченными радиолокационными прицельными комплексами, в которых на основе данных собственных БРЛС решались задачи определения составляющих вектора скорости воздушной цели и вектора дальности до нее, наведения истребителя на цель и применения управляемых ракет (УР) с радиолокационными и ИК-системами наведения, то КОЛС 13С и ОЛС-27 являлись только датчиками информации об обнаруженных и сопровождаемых целях, и последующая обработка этой информации осуществлялась в БЦВМ СУВ-29 и СУВ-27.
Задача построения функционально законченных оптико-локационных прицельных каналов в СУВ-29 и СУВ-27 на основе КОЛС и ОЛС была поручена ГосНИИАС.
Во взаимодействии с ОКБ имени А.И. Микояна, ОКБ имени П.О. Сухого, НИИР, НИИП, Ленинградским ОКБ «Электроавтоматика», ЦКБ «Геофизика» в ГосНИИАС были разработаны:
– алгоритмическое математическое обеспечение прицельных задач на основе оптико-локационной информации;
– функциональное программное обеспечение (ФПО) БЦВМ типа Ц-100 ОЭПрНК-29 СУВ-29 и СЦВ-2 СУВ-27.
Были созданы, отработаны на КПМ-2900 и КПМ-2700 и в летных испытаниях последовательно несколько редакций ФПО БЦВМ ОЭПрНК-29 и ФПО БЦВМ СЦВ-2 с последовательным наращиванием функциональных возможностей системы. Упомянутое ФПО решает задачи:
– управления КОЛС и ОЛС на этапах обнаружения и сопровождения воздушной цели;
– обработки информации КОЛС и ОЛС и оценки вектора фазовых координат воздушной цели (в том числе перегрузки);
– формирования управляющих команд наведения на воздушную цель;
– определения возможных и разрешенных зон пуска УР с ИК-головками самонаведения Р-27Т/27ЭТ.Р-60 иР-73;
– прицельной стрельбы из пушки по воздушной цели, как с использованием информации КОЛС и ОЛС, так и при отсутствии этой информации;
– применения неуправляемого вооружения (пушка, НАР, АБ) по наземным целям, как с использованием дальности от КОЛС и ОЛС до точки прицеливания, так и без ее использования.
Перечисленные выше задачи с использованием оптико-локационных систем были впервые в мировой практике реализованы в составе СУВ-29 и СУВ-27. Целый ряд задач оказался принципиально новым, и решение этих задач стало возможным на основе высокого научно-инженерного потенциала ГосНИИАС, накопленного в предшествовавших работах по СУВ самолетов МиГ-25П и МиГ-23.
Активную поддержку работам по созданию ФПО СУВ-29, и в том числе ОПрНК-29, оказывал главный конструктор МиГ-29 М.Р. Вальденберг, вникавший во все тонкости построения режимов.
Зарубежные разработки
Первые оптико-локационные системы появились на истребителях F-4, F-101, F-102, и применялись они аналогично отечественным теплопеленгаторам ТП-23 (МиГ-23) и 8ТК (МиГ-31), только как вспомогательные по отношению к БРЛС средства обнаружения воздушных целей.
На тактических зарубежных истребителях третьего и четвертого поколений широко применялись только контейнерные оптико-локационные системы для действий по наземным целям.
На истребителях-перехватчиках ВМС США F-14D в середине 1990-х годов была установлена система AN/AAS-42 с ИК- и ТВ-каналами.
И только в начале 2000-х годов начинают появляться интегрированные в конструкцию самолета оптико-локационные системы воздушного боя (система OSF на истребителе Rafale, Pirate на истребителе Typhoon, EOTS на истребителе F-35).
Таким образом, очевидно, что именно наша страна обладает приоритетом в области создания интегрированных (БРЛС+ОЛС+НСЦ) систем управления вооружением истребителей (МиГ-29, Су-27), опередив подобные зарубежные системы более чем на 20 лет.
На протяжении 30 лет «мозгом» самолета считалась бортовая радиолокационная станция. В 1970-е к ней добавилась оптико-локационная. Таким образом, каждый современный боевой самолет оснащен «двуполушарным мозгом» – радиолокационной и оптико-локационной системами, интегрированными в единый комплекс.
Начиная со второй половины 1940-х годов, бортовые радиолокационные станции (БРЛС) стали основной прицельной системой самолетов-истребителей как за рубежом, так и в СССР. Но в 1970-х, благодаря прогрессу в развитии оптических и лазерных технологий, в состав СУВ отечественных истребителей четвертого поколения МиГ-29 и Су-27 были включены оптико-локационные станции (ОЛС).
Как создавались ОЛС для МиГ-29 и Су-27
Задача разработать лазерный дальномер для обеспечения высокой точности стрельбы по воздушным целям из пушки была поставлена еще в рамках ОКР по перехватчику МиГ-31. Созданием дальномера «Кит-П» занялся НИИ-17 МРП. Специалисты быстро поняли, что обеспечить попадание луча лазера на воздушную цель в динамично меняющихся условиях относительного расположения цель-истребитель нереально. Было найдено техническое решение – обеспечить слежение за целью по углам инфракрасной системой и измерять дальность лазерной системой с их интеграцией на единой оптической оси. Макет такой интегрированной ИК-лазерной ОЛС был разработан и показал свою работоспособность на лабораторном стенде. Но для «трехмахового» МиГ-31 такая ОЛС была явно избыточной, и от ее использования отказались.
В связи с сосредоточением лазерно-оптической авиационной тематики в МОП, дальнейшая работа по ОЛС интегрированного класса была продолжена в ЦКБ «Геофизика», где впервые в мировой практике были созданы ОЛС для истребителей четвертого поколения:
– квантовая оптико-локационная станция КОЛС, входящая в состав СУВ-29 истребителя МиГ-29;
– оптико-локационная станция ОЛС-27, входящая в состав СУВ-27 истребителя Су-27.
РЛС и ОЛС: история интеграции
В отличие от первых теплопеленгаторов типа ТП-23 для МиГ-23 и 8ТК для МиГ-31, установленных в нижней части фюзеляжа практически под обтекателем БРЛС, КОЛС на МиГ-29 и ОЛС на Су-27 установили перед фонарем кабины летчика, что было связано с их преимущественным использованием в режимах ближнего маневренного боя с максимальным согласованием по полям обзора с полем обзора летчика.
На МиГ-29 КОЛС была установлена со смещением вправо от осевой линии. Такое место ей отвели летчики-испытатели, посчитавшие этот вариант наиболее приемлемым с точки зрения незатенения левого сектора обзора ВПП при заходе на посадку.
На Су-27 ОЛС-27 (36Ш) была сначала установлена прямо по оси перед фонарем кабины, но впоследствии «перекочевала» вправо от диаметральной плоскости.
Как показали выполненные в ГосНИИАС оценки, такое расположение блистера ОЛС значительно уменьшало зону обзора «вперед-вниз» и снижало эффективность стрельбы из пушки по воздушной цели и применения неуправляемого вооружения по наземной цели.
Такое «правосмещенное» размещение блистеров ОЛС сохранилось на всех последующих модификациях МиГ-29 и Су-27.
В ОКБ имени А.И. Микояна была разработана идеология построения СУВ-29 из двух комплексов – радиолокационного прицельного комплекса РЛПК и оптикоэлектронного прицельно-навигационного комплекса ОЭПрНК.
За СУВ-29 в целом отвечал НИИ радиостроения (ныне – Корпорация «Фазотрон-НИИР»). Структурно СУВ-29 состояла из двух прицельных комплексов – самого локатора, а точнее – РЛПК Н019, и ОЭПрНК-29, который создавался в Ленинградском ОКБ «Электроавтоматика».
В свою очередь, в состав ОЭПрНК-29 входят бортовая ЦВМ типа Ц-100, оптико-электронная поисковая система ОЭПС-29 (23С) в составе КОЛС 13С и нашлемная система целеуказания «Щель-ЗУМ», разрабатывавшаяся заводом «Арсенал» в Киеве, система управления оружием СУО (ОКБ «Авиаавтоматика»), система индикации СЕИ-29 в составе ИЛС-31 и ИПВ (ОКБ «Электроавтоматика») и система навигации СН-29.
На истребителе Су-27 система управления вооружением СУВ-27 создавалась как единый прицельный радиолокационный и оптико-локационный комплекс, в который помимо, собственно, БРЛС Н001 разработки НИИ приборостроения (ныне – НИИП имени В.В. Тихомирова) вошли ОЭПС-27 в составе ОЛС-27 (36Ш) и НСЦ «Щель-ЗУМ», СУО (ОКБ «Авиаавтоматика») и система индикации «Нарцисс» (ОКБ «Электроавтоматика»).
Вычислительная система СУВ-27 строилась на базе двух БЦВМ типа Ц-100, при этом ОЛС и НСЦ замыкались на один вычислитель СЦВ-2.
БЦВМ типа Ц-100 (НИИЦЭВТ) модифицировалась с последовательным наращиванием объема памяти (16, 32,64 кбайта) как в СУВ-27, так и в СУВ-29.
Если РЛПК Н019 и Н011 являлись законченными радиолокационными прицельными комплексами, в которых на основе данных собственных БРЛС решались задачи определения составляющих вектора скорости воздушной цели и вектора дальности до нее, наведения истребителя на цель и применения управляемых ракет (УР) с радиолокационными и ИК-системами наведения, то КОЛС 13С и ОЛС-27 являлись только датчиками информации об обнаруженных и сопровождаемых целях, и последующая обработка этой информации осуществлялась в БЦВМ СУВ-29 и СУВ-27.
Задача построения функционально законченных оптико-локационных прицельных каналов в СУВ-29 и СУВ-27 на основе КОЛС и ОЛС была поручена ГосНИИАС.
Во взаимодействии с ОКБ имени А.И. Микояна, ОКБ имени П.О. Сухого, НИИР, НИИП, Ленинградским ОКБ «Электроавтоматика», ЦКБ «Геофизика» в ГосНИИАС были разработаны:
– алгоритмическое математическое обеспечение прицельных задач на основе оптико-локационной информации;
– функциональное программное обеспечение (ФПО) БЦВМ типа Ц-100 ОЭПрНК-29 СУВ-29 и СЦВ-2 СУВ-27.
Были созданы, отработаны на КПМ-2900 и КПМ-2700 и в летных испытаниях последовательно несколько редакций ФПО БЦВМ ОЭПрНК-29 и ФПО БЦВМ СЦВ-2 с последовательным наращиванием функциональных возможностей системы. Упомянутое ФПО решает задачи:
– управления КОЛС и ОЛС на этапах обнаружения и сопровождения воздушной цели;
– обработки информации КОЛС и ОЛС и оценки вектора фазовых координат воздушной цели (в том числе перегрузки);
– формирования управляющих команд наведения на воздушную цель;
– определения возможных и разрешенных зон пуска УР с ИК-головками самонаведения Р-27Т/27ЭТ.Р-60 иР-73;
– прицельной стрельбы из пушки по воздушной цели, как с использованием информации КОЛС и ОЛС, так и при отсутствии этой информации;
– применения неуправляемого вооружения (пушка, НАР, АБ) по наземным целям, как с использованием дальности от КОЛС и ОЛС до точки прицеливания, так и без ее использования.
Перечисленные выше задачи с использованием оптико-локационных систем были впервые в мировой практике реализованы в составе СУВ-29 и СУВ-27. Целый ряд задач оказался принципиально новым, и решение этих задач стало возможным на основе высокого научно-инженерного потенциала ГосНИИАС, накопленного в предшествовавших работах по СУВ самолетов МиГ-25П и МиГ-23.
Активную поддержку работам по созданию ФПО СУВ-29, и в том числе ОПрНК-29, оказывал главный конструктор МиГ-29 М.Р. Вальденберг, вникавший во все тонкости построения режимов.
Зарубежные разработки
Первые оптико-локационные системы появились на истребителях F-4, F-101, F-102, и применялись они аналогично отечественным теплопеленгаторам ТП-23 (МиГ-23) и 8ТК (МиГ-31), только как вспомогательные по отношению к БРЛС средства обнаружения воздушных целей.
На тактических зарубежных истребителях третьего и четвертого поколений широко применялись только контейнерные оптико-локационные системы для действий по наземным целям.
На истребителях-перехватчиках ВМС США F-14D в середине 1990-х годов была установлена система AN/AAS-42 с ИК- и ТВ-каналами.
И только в начале 2000-х годов начинают появляться интегрированные в конструкцию самолета оптико-локационные системы воздушного боя (система OSF на истребителе Rafale, Pirate на истребителе Typhoon, EOTS на истребителе F-35).
Таким образом, очевидно, что именно наша страна обладает приоритетом в области создания интегрированных (БРЛС+ОЛС+НСЦ) систем управления вооружением истребителей (МиГ-29, Су-27), опередив подобные зарубежные системы более чем на 20 лет.
Павел Позняков, первый заместитель генерального директора ФГУП «ГосНИИАС», доктор технических наук.
Сергей Титков, начальник отделения ФГУП «ГосНИИАС», кандидат технических наук. (журнал «Радиоэлектронные технологии», 2015, № 3)
Источник: сайт КРЭТ
Сергей Титков, начальник отделения ФГУП «ГосНИИАС», кандидат технических наук. (журнал «Радиоэлектронные технологии», 2015, № 3)
Источник: сайт КРЭТ
Комментарии читателей
