«Тихомировские» радары

На фото вверху: РЛСУ «Ирбис-Э», новейшая разработка НИИП им. В.В. Тихомирова для истребителя Су-35, на борту летающей лаборатории Су-30МК2 №503, на которой она проходит летные испытания с начала 2007 г.

Одна из главных составляющих высоких боевых возможностей истребителей семейства Су-27 – совершенная система управления вооружением, в основе которой – мощная бортовая радиолокационная станция. Системы управления вооружением (СУВ) с входящими в них РЛС практически для всех модификаций Су-27 разработаны в ОАО «НИИ приборостроения им. В.В. Тихомирова». В ходе эволюции семейства Су-27 для него разрабатывались новые и модернизированные типы радиолокаторов, при этом неуклонно увеличивались такие показатели РЛС, как дальность действия, количество сопровождаемых и одновременно обстреливаемых целей, надежность и безотказность, снижались массогабаритные характеристики, расширялась номенклатура режимов работы. На борту истребителей семейства Су-27 последовательно сменяли друг друга РЛС с обычной двухзеркальной антенной Кассегрена, с щелевой антенной, а затем и с пассивной фазированной антенной решеткой. Закономерным итогом этой работы стала разработка в НИИП им. В.В. Тихомирова обладающей уникальными характеристиками радиолокационной станции с ФАР «Ирбис-Э», которая предназначена для установки на новейшую модификацию истребителя – Су-35, дебют которой запланирован на МАКС-2007. Но тихомировцы на намерены останавливаться на достигнутом, и, в соответствии с мировыми тенденциями развития авиационной радиолокационной техники, разрабатывают для перспективного истребителя «Сухого» пятого поколения принципиально новый тип РЛС – с активной ФАР. Первая демонстрация опытных образцов фрагментов АФАР X- и L-диапазонов также намечена на нынешнем авиасалоне МАКС-2007.

Путь первой РЛС для самолетов Су-27 на борт истребителя оказался для НИИП им. В.В. Тихомирова нелегким. В соответствии с Постановлением правительства 1976 г., радар для нового «Сухого» должен был превосходить по характеристикам РЛС AN/APG-63 американского самолета F-15A – первой в мире БРЛС импульсно-доплеровского типа с полностью цифровой обработкой информации, оснащавшейся щелевой антенной с гидроприводом и имевшей дальность обнаружения воздушных целей на встречных курсах до 80-100 км, а также возможность осуществлять сопровождение на проходе до 10 целей. Для обеспечения превосходства над ней новую РЛС, разрабатывавшуюся в НИИП для Су-27 и получившую название «Меч», решено было оснастить оригинальной фазированно-щелевой антенной, реализующей механическое сканирование в горизонтальной плоскости и электронное управление лучом в вертикальной плоскости. Электронное перемещение луча в вертикальной плоскости позволяло в режиме обзора при горизонтальном механическом сканировании практически мгновенно направлять его на ранее обнаруженные цели. Таким образом, радикально решался вопрос повышения точности прогнозирования положения цели в режиме сопровождения на проходе, что, в свою очередь, позволяло рассматривать вопрос одновременного обстрела нескольких целей с их непрерывно-дискретным подсветом, что в то время было невозможно для самолета F-15, оснащенного РЛС с чисто механическим сканированием и ракетами с полуактивными радиолокационными головками самонаведения.

После рассмотрения нескольких схем построения РЛС, в НИИП был выбран вариант с передатчиком на одной лампе бегущей волны, запитывавшей антенную решетку с ее торцов через фазовращатели. Несмотря на то, что РЛС для самолета МиГ-29, разрабатывавшуюся в НИИ радиостроения (ныне – корпорация «Фазотрон-НИИР»), предполагалось оснастить более привычной двухзеркальной антенной Кассегрена с механическим сканированием в обеих плоскостях (такая же использовалась на истребителях МиГ-23 и МиГ-25ПД), в результате предварительной проработки обоих радиолокаторов было установлено, что возможна унификация их основных блоков. Это давало серьезный выигрыш в стоимости и сроках разработки, а также трудоемкости серийного производства. В дальнейшем степень унификации обоих радаров еще более повысилась: летные испытания первого варианта РЛС «Меч» на опытных самолетах Су-27 (Т10-4 и Т10-11) выявили перечень недостатков исходной конструкции, которые, по мнению специалистов, не позволяли обеспечить заданные характеристики РЛС. Так, фазировано-щелевая антенна с торцевыми фазовращателями имела большие потери в распределительной системе и достаточно узкую полосу пропускания, вследствие чего выходные характеристики радиолокатора оказывались существенно ниже заданных. С серьезными проблемами пришлось столкнуться и при разработке математического обеспечения для БЦВМ.

В результате, в мае 1982 г. было принято решение прекратить испытания и дальнейшую доводку РЛС «Меч» в ее первом варианте и разработать для нее новую антенну с механическим сканированием на базе двухзеркальной антенной системы Кассегрена (применение РЛС со щелевой антенной откладывалось до создания модифицированного варианта истребителя – Су-27М). Усилиями специалистов четырех институтов – НИИП, НИИР, НИИЦЭВТ и ГосНИИАС – поставленная задача была выполнена в очень сжатые сроки. Обновленная РЛС Н001 прошла испытания на стендах разработчика и ГосНИИАС и была установлена на опытные самолеты Су-27 (Т10-10 и Т10-11). Уже в марте 1983 г было подготовлено заключение о ее готовности к летным испытаниям в составе системы управления вооружением самолета Су-27. Они проводились в Ахтубинске и были закончены в начале 1984 г. Совместные государственные испытания успешно завершились всего через два месяца. После небольших доработок программного обеспечения в 1985 г. СУВ С-27 с РЛПК-27 (Н001) была рекомендована к принятию на вооружение и в составе самолетов Су-27 начала поступать в войска.

РЛПК-27 (Н001) – первая РЛС НИИП им. В.В. Тихомирова для истребителей семейства Су-27. Технический персонал корабельного истребительного авиаполка обслуживает РЛПК-27 на борту самолета Су-33

И хотя не все задумки конструкторов в конечном итоге тогда еще удалось реализовать, РЛС Н001 вполне отвечала действовавшим в то время требованиям. Впервые в отечественной авиационной радиолокации при создании этой РЛС были решены задачи обеспечения режима средней частоты повторения импульсов для обнаружения и сопровождения цели со стороны задней полусферы на малых высотах, режима радиокоррекции для управления на первом этапе наведения ракет типа Р-27ЭР (Р), применения единого передатчика для работы РЛС и подсвета цели для наводимой ракеты, функционирующего последовательно в режиме импульсного и непрерывного излучения. Использование новых технических решений и современной элементной базы позволило уменьшить массогабаритные характеристики аппаратуры, по сравнению с техникой предыдущего поколения, примерно вдвое. Дальность обнаружения цели типа «истребитель» достигала 100 км со стороны передней полусферы и 40 км – со стороны задней полусферы, количество одновременно сопровождаемых целей на проходе составляло 10, а одновременно наводимых ракет – 2. При этом обеспечивалась защита практически от всех существовавших в то время типов помех.

Радиолокационными прицельными комплексами РЛПК-27 (в экспортном варианте – РЛПК-27Э) было укомплектовано более 900 самолетов Су-27 (Су-27СК), Су-27УБ (Су-27УБК) и Су-30 (Су-30К), поставлявшихся на вооружение ВВС России, Украины, Беларуси, Узбекистана и Казахстана, а также ряда стран дальнего зарубежья – КНР, Вьетнама, Индии, Индонезии, Эфиопии, Эритреи. Кроме того, такими РЛС оснащены около сотни собранных в КНР по российской лицензии самолетов Су-27СК, а также корабельные истребители Су-33, находящиеся на вооружении авиации ВМФ России.

Модификациями базового радиолокационного прицельного комплекса РЛПК-27 стали усовершенствованные комплексы РЛПК-27В и РЛПК-27ВЭ для модернизированных одноместных истребителей Су-27СМ и Су-27СКМ, а также серии двухместных многоцелевых истребителей Су-30МК (Су-30МК2), широко поставляемых с 2000 г. на экспорт в ряд зарубежных государств. Главная особенность модернизированных РЛПК – введение дополнительного канала «воздух-поверхность», для чего на самолете устанавливается перепрограммируемый цифровой процессор сигналов «Багет-55», приемник канала «воздух-поверхность», универсальная вычислительная система и адаптер-коммутатор магистралей обмена. В отличие от базового радиолокатора, РЛПК-27ВЭ дополнительно обеспечивает применение ракет «воздух-воздух» РВВ-АЕ, а также всепогодное обнаружение и измерение координат радиоконтрастных наземных и надводных целей в режимах картографирования реальным лучом, с доплеровским обужением луча и с синтезированной апертурой, селекцию наземных и надводных целей и измерение дальности до земли. Благодаря этим усовершенствованиям самолеты, комплектуемые модернизированными радиолокационными прицельными комплексами обладают принципиально новыми боевыми возможностями в режиме «воздух-поверхность» и повышенной эффективностью в режиме «воздух-воздух».

С2000г. модернизированныеРЛПК-27ВЭ в составе самолетов Су-30МКК, а затем и Су-30МК2, состоят на вооружении ВВС и авиации ВМС Китая, с 2003 г. – ВВС Индонезии, с 2004 г. – ВВС Вьетнама, а с 2006 г. – ВВС Венесуэлы. В декабре 2003 г. первые пять модернизированных истребителей Су-27СМ с подобными усовершенствованными радиолокационными комплексами были переданы на вооружение ВВС России, а в 2004-2006 гг. такими самолетами был полностью перевооружен первый истребительный авиаполк российских ВВС. Всего к лету 2007 г. отечественному и зарубежным заказчикам поставлено около 150 самолетов с модернизированными радиолокационными комплексами РЛПК-27ВЭ.

Первая РЛС с ФАР на борту истребителей семейства Су-27 – опытная Н011М на самолете Су-27М №711

С середины 80-х гг. НИИП им. В.В. Тихомирова работает над новыми типами бортовых РЛС для самолетов семейства Су-27. Для модернизированного истребителя Су-27М тогда началась разработка радиолокационной системы управления РЛСУ-27 (Н011), имевшей уже не обычную двухзеркальную, а щелевую антенну, а также современные цифровые вычислители. По сравнению с серийной Н001 новая станция имела увеличенную (до 160-200 км) дальность действия, расширенную зону обзора воздушного пространства по азимуту и углу места, могла обеспечивать сопровождение и обстрел большего количества целей одновременно, а также работать в режиме картографирования местности. Среди особенностей Н011 были лучшая помехозащищенность и дополнительные режимы работы «воздух- поверхность». Щелевая антенна диаметром 960 мм имела механическое сканирование в диапазоне ±90° как по азимуту, так и по углу места, что обеспечивало обзор всей передней полусферы истребителя.

Опытные образцы РЛС Н011 были установлены на прототипы Су-27М и в начале 90-х гг. поступили на испытания. Однако специалисты НИИП к этому времени пришли к выводу, что применение РЛС со щелевой антенной уже не отвечает требованиям ближайшей перспективы. В связи с этим, с учетом большого опыта коллектива по созданию радиолокационнных станций с фазированными антенными решетками (именно в НИИП была создана первая в стране и на то время единственная в мире СУВ «Заслон» с РЛС с ФАР, принятая в 1981 г. на вооружение в составе истребителя-перехватчика МиГ-31), было принято решение спроектировать вариант РЛС Н011 с ФАР и электронным управлением лучом в обеих плоскостях. Такой радиолокатор получил название Н011М. Применение в модернизированной РЛСУ-27 фазированной антенной решетки в сочетании с повышением производительности сигнального процессора и вычислительных средств обеспечило увеличение дальности действия РЛС, зон одновременного сопровождения и атаки нескольких целей и количества одновременно сопровождаемых (атакуемых) целей, повышение боевой эффективности самолета за счет совмещения режимов и боевых задач «воздух-воздух» и «воздух-поверхность», применение перспективного вооружения.

Оригинальной особенностью РЛС Н011М стало наличие у нее дополнительного электрогидравлического привода, доворачивающего ФАР по азимуту на 30° в каждую сторону. Основной причиной применения дополнительного механического сканирования антенны стало ухудшение характеристик излучения РЛС при электронном отклонении луча на угол более 40°. В результате реализованной схемы угол обзора Н011М по азимуту составил ±70° с гарантированным сохранением требуемых характеристик. Опытные образцы РЛСУ-27 с ФАР были установлены для испытаний на двух самолетах Су-27М (Т10М-11 и Т10М-12). Однако, в связи со свертыванием в середине 90-х гг. программы Су-27М, реальное воплощение новая разработка НИИП нашла на другом самолете «ОКБ Сухого». В 1996 г. был подписан контракт на поставку ВВС Индии 40 многофункциональных сверхманевренных истребителей Су-30МКИ, одной из важных особенностей которых должно было стать применение в их системе управления вооружением РЛС с ФАР. Такая станция, получившая название «Барс», была разработана в НИИП им. В.В. Тихомирова на основе опыта создания РЛСУ-27 с ФАР.

Благодаря РЛСУ «Барс» Су-30МКИ может одновременно сопровождать в широком секторе не менее 15 воздушных целей на дальности не менее 140 км и обеспечивать одновременную атаку в дальнем ракетном бою не менее четырех целей. В режиме «воздух-поверхность» РЛС обеспечивает обнаружение и сопровождение наземных и надводных целей в режиме картографирования местности с низким, средним и высоким разрешением, обнаружение и селекцию движущихся наземных целей, маловысотный полет со следованием рельефу местности и огибанием препятствий, распознавание типа обнаруженной цели. Электронное управление лучом в РЛС «Барс» позволяет совмещать во времени режимы работы «воздух-воздух» и «воздух-поверхность»: так, РЛС может сопровождать наземную цель с сохранением обзора пространства по воздушным целям или ракетным обстрелом их в дальнем воздушном бою.

С 2002 г. выпускаемая серийно Государственным Рязанским приборным заводом (ГРПЗ) РЛСУ «Барс» с ФАР в составе самолетов Су-30МКИ состоит на вооружении ВВС Индии. В эту страну уже поставлено 32 таких истребителя, готовится поставка еще 18, а в дальнейшем, возможно, еще 40. Кроме того, с 2004 г. в Индии осуществляется программа лицензионного производства 140 самолетов Су-30МКИ. Все они будут укомплектованы РЛСУ «Барс», причем на первых этапах – поставляемыми из России, а затем и собственной постройки, в соответствии с предоставленной Россией лицензией.

Аналогичной РЛС с ФАР типа «Барс» оснащаются и другие истребители «Сухого», созданные недавно по заказам зарубежных стран на базе Су-30МКИ. В мае этого года ВВС Малайзии были торжественно переданы первые два из 18 заказанных самолетов Су-30МКМ, строящихся корпорацией «Иркут». Поставки в эту страну планируется завершить в 2008 г., и Малайзия станет по сути единственным государством региона, имеющей столь серьезную группировку истребителей с мощными РЛС с ФАР. Еще одной страной мира, которая в ближайшее время получит самолеты с РЛС «Барс», станет Алжир. В этом году должны начаться поставки 28 заказанных ВВС Алжира истребителей Су-30МКА, которые также являются модификацией Су-30МКИ и оснащаются аналогичной РЛС с ФАР. Таким образом, только с учетом имеющихся на сегодня контрактов объем рынка РЛС с ФАР типа «Барс» на самолетах типа Су-30МКИ (МКМ, МКА) составляет не менее 276 комплектов. При этом продолжаются переговоры с рядом других потенциальных заказчиков, заинтересованных в приобретении самолетов типа Су-30МКИ.

РЛСУ «Ирбис» с пассивной ФАР на борту сверхманевренного многофункционального истребителя Су-30МКИ

А требованиям мирового рынка следующего десятилетия, вплоть до наполнения его истребителями пятого поколения, должен отвечать новый глубоко модернизированный самолет «Сухого» – Су-35. Специально для него НИИП им. В.В. Тихомирова, с учетом опыта создания «Барса», разработал новую РЛС с ФАР, получившую название «Ирбис-Э». Она оснащается новой антенной системой с пассивной ФАР диаметром 900 мм, размещенной на двухстепенном электрогидроприводе, и новой вычислительной системой. Новые технические решения и самое современное программное обеспечение позволило разработчикам «Ирбиса» добиться существенного, по сравнению с «Барсом», повышения характеристик РЛС по зонам обзора, числу сопровождаемых и обстреливаемых целей, а также по дальности обнаружения, достигающей рекордных величин в 350-400 км. Отметим, что таких показателей сегодня не имеет ни одна отечественная или зарубежная самолетная РЛС – как с пассивной, так и с активной ФАР, в т.ч. и те, которые еще только находятся на этапах разработки.

С начала 2007 г. опытный образец РЛС «Ирбис-Э» проходит летные испытания на летающей лаборатории, а вскоре еще два таких локатора, изготовленные НИИП в кооперации с ГРПЗ, займут свое место на прототипах Су-35. Параллельно на Государственном Рязанском приборном заводе готовится серийное производство «Ирбисов», ведь потенциальный рынок самолетов Су-35 оценивается экспертами примерно тремя сотнями машин. Ожидается заказ на такие самолеты и от ВВС России. Кроме того, РЛС типа «Ирбис» может устанавливаться и на другие модернизированные самолеты семейства Су-27 – как аэродромного, так и корабельного базирования.

Ну а требованиям более отдаленной перспективы, в соответствии с мировыми тенденциями развития авиационной радиолокации, будет отвечать принципиально новый тип радиолокационной системы, разрабатываемой НИИП им. В.В. Тихомирова в рамках ведущейся ОАК программы создания Перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации – ПАК ФА (головной разработчик – АХК «Сухой»). Эта система будет оснащаться уже активной фазированной антенной решеткой, и даже не одной, а сразу несколькими. По итогам тендера ОАО «НИИП им. В.В. Тихомирова» было определено головным разработчиком многофункциональной интегрированной радиоэлектронной системы (МИРЭС) ПАК ФА, в состав которой войдут не только собственно радиолокационные системы, но аппаратура радиопротиводействия, радиосвязи и ряд других. Первый экспериментальный образец малоразмерной активной фазированной решетки АФАР-68 (с 68 приемо-передающими модулями) НИИП продемонстрировал на прошлом авиасалоне МАКС-2005. На нынешнем же МАКС-2007 он готовится впервые показать фрагменты опытных образцов АФАР двух различных диапазонов, которые разрабатываются для МИРЭС перспективного истребителя «Сухого».

Первый полет прототипа ПАК ФА запланирован на 2009 г. Ожидается, что к середине следующего десятилетия самолет и все его бортовые системы, включая МИРЭС, пройдут необходимые испытания и будут запущены в серийное производство.