РАДИОЛОКАТОР ОБНАРУЖЕНИЯ 9С15М ЗРС С-300В
Воздушно-космическая оборона № 6, 2003 г.
РАДИОЛОКАТОР ОБНАРУЖЕНИЯ 9С15М ЗРС С-300В
Г.Голубев,генеральный директор ОАО "Научно-исследовательский институт измерительных приборов", лауреат Государственной премии РФВ.Жибинов,главный инженер, лауреат Государственной премии РФИ.Бисярин,начальник сектора, лауреат Государственной премии РФВ.Кисляков,начальник сектора заслуженный машиностроитель РФ
Созданные в нашей стране зенитные ракетные системы (ЗРС) и комплексы (ЗРК) являются одними из лучших в мире, они регулярно представляются на международном рынке вооружений и военной техники и пользуются заслуженным авторитетом. Среди них - мобильная ЗРС Сухопутных войск С-300В. РЛС кругового обзора 9С15М, входящая в эту ЗРС, разработана в ОАО "Научно-исследовательский институт измерительных приборов". История создания РЛС 9С15М, использованные в ней технические решения и основные характеристики рассматриваются в данной публикации.
К середине 60-х годов были созданы мобильные высокоэффективные для того периода времени ЗРК Сухопутных войск, в том числе ЗРК "Круг" (головной разработчик НИЭМИ, главный конструктор В.П. Ефремов). ЗРК был принят на вооружение в 1965 г. В него входила разработанная НИИИП РЛС кругового обзора 1С12 (главный конструктор В.В. Райзберг). Зона обзора по углу места делилась на четыре части, осмотр их проводился последовательно во времени четырьмя лучами с размерами по углу места 2°, 4°, 10° и 14°. Переключение лучей осуществлялось электромеханическим способом. РЛС 1С12 обеспечивала обнаружение аэродинамических целей до дальности 180 км (при высоте 12000 м) и 70 км (при высоте 500 м). В разработке этой РЛС было заложено ставшее традиционным для НИИИП построение - на одном самоходном шасси (в данном случае - гусеничном), с временем приведения в боеготовность 5 минут. РЛС 1С12 одновременно использовалась в качестве дальномера в РЛС П-40 для АСУ ПВО Сухопутных войск. Создание унифицированных РЛС стало еще одной из традиционных особенностей РЛС, создаваемых Научно-исследовательским институтом измерительных приборов.
В дальнейшем РЛС 1С12 неоднократно модернизировалась с целью обеспечения появлявшихся в то время дополнительных требований.
К концу 60-х годов появились новые средства воздушного нападения (СВН), имеющие значительно возросшие скорости, высоты полета и маневренность. Одновременно резко возросли характеристики средств радиопротиводействия. Ожидавшееся широкое применение тактических баллистических ракет (ТБР) с относительно небольшими дальностями их пуска ("Ланс" - с 75 км, на вооружении находилось более 1500 шт., "Сержант" - со 140 км, более 500 шт.) обострило ситуацию прежде всего для Свободных войск.
Поэтому в период 1965-1971 гг. проводилась проработка возможности доведения характеристик ЗРК "Круг" (в том числе РЛС 1С12) до новых требований путем модернизации.
Однако при этом выяснилось, что необходим ЗРК на принципиально новой основе и было принято решение о разработке новой высокоэффективной ЗРС - ЗРС С-300. Эта система задумывалась как универсальная в интересах ПВО страны и СВ.
ЗРС С-300 должна была обеспечивать поражение не только аэродинамических целей (АЦ), но и указанных ТБР. Так как ТБР имели в несколько раз большие потолки, скорости полета и углы подлета к объекту, защищаемому ЗРС, то защита от ТБР требовала существенного повышения характеристик ЗРС. Далее было принято решение о независимой разработке ЗРС для ПВО страны (С-300П, головной разработчик ЦКБ "Алмаз", генеральный конструктор Б.В. Бункин) и СВ (С-300В, головной разработчик НИЭМИ, генеральный конструктор В.П. Ефремов).
В составе С-300В предусматривалось использование двух радиолокаторов обзора зоны по азимуту: кругового - 9С15М и секторного - 9С19. На последнюю возлагалась задача обнаружения, прежде всего, оперативно-тактических баллистических ракет (ОТБР) типа "Першинг", имеющую значительно большие дальность пуска, скорость и высоту полета. Введение в систему двух РЛС обосновывалось невозможностью обеспечения требуемых характеристик по обнаружению АЦ, ТБР и ОТБР одной РЛС ввиду существенного различия этих требований и невозможности осмотра необходимой зоны обзора с требуемым темпом.
Разработка РЛС 9С15М была поручена Научно-исследовательскому институту измерительных приборов. Первоначально РЛС кругового обзора ЗРС С-300В разрабатывалась унифицированной с РЛС системы С-300П.
Почти одновременно с началом проектирования РЛС для ЗРК С-300В (1969 год) НИИИП была задана разработка РЛС кругового обзора "Обзор-3" (главный конструктор В.В. Райзберг, затем Ю.А. Кузнецов), предназначенной для работы в составе АСУ ПВО, формирующей радиолокационное поле СВ. Требования к этой РЛС на начальном этапе существенно отличались от требований к РЛС 9С15М. Однако после эскизной проработки в 1972 г. НИИИП предложил вариант построения унифицированной РЛС, пригодной для использования в ЗРК и радиолокационном поле. Такой вариант был одобрен заказчиком и по постановлению СМ СССР в 1975 г. НИИИП начал проектирование РЛС "Обзор-3", которая именовалась 1РЛ140 - в составе АСУ ПВО СВ и 9С15М - в составе ЗРК С-300В.
С целью удешевления РЛС для СВ в РЛС "Обзор-3" вводилась отличная от используемой в РЛС 5Н64К антенна - фазированная антенная решетка (ФАР) с электронным сканированием лучом по углу места, с волноводным возбуждением ее полотна, излучатели которой имели "Ш-волноводный" профиль. Предпочтение такой ФАР было отдано в связи с ожидаемым значительно меньшим уровнем боковых лепестков и фона диаграммы направленности антенны (ДНА), чем у ФАР с оптическим возбуждением. Это было важно для повышения защищенности РЛС от активных помех в условиях большого количества постановщиков, действующих в прифронтовой полосе. Отсутствие электронного сканирования лучом по азимуту в значительной мере компенсировалось за счет предложенного впервые для РЛС такого класса вращения ФАР по азимуту с переменной скоростью. Это позволило оптимизировать распределение энергии РЛС по угловым направлениям, обеспечивая зоны обзора больших размеров по углу места в секторах противоракетной обороны (ПРО), защиту от активных помех за счет накопления импульсов в пределах фиксированного положения луча и в пределах сектора по азимуту и углу места, подавление эхо-сигналов от пассивных помех, метеообразований и местных предметов путем селекции движущихся целей.
Скорости вращения ФАР (60, 30 и 6 град/с) выдерживались с высокой точностью за счет применения электрогидравлического привода вращения.
Аппаратура приемного, передающего устройств, устройства помехозащиты, автоматического съема данных, специализированного вычислительного устройства была практически полностью унифицированной (за исключением некоторых СВЧ блоков, зависящих от диапазона радиоволн) с аппаратурой РЛС 5Н64К. Это позволило провести разработку и изготовление опытного образца РЛС за короткий срок. Образец РЛС 9С15М был представлен на автономные заводские испытания уже в 1977 г., далее он участвовал в испытаниях в составе ЗРС С-300В. В 1981 г. на Эмбенском полигоне были закончены государственные испытания и РЛС 9С15М принята на вооружение в составе ЗРС С-300В.
В 1984 г. на Муромском заводе радиоизмерительных приборов началось серийное изготовление РЛС 9С15М.
В конце 80-х годов разработана экспортная модификация РЛС - 9С15МТ3, имеющая следующие основные характеристики. РЛС обеспечивает обнаружение и определение государственной принадлежности самолетов на дальности до 300 км, определяет координаты цели с ошибками не более: по дальности - 200 м, по углам - 30 угловых минут.
В режиме противосамолетной обороны (ПСО) обеспечивается осмотр зоны по углу места до 45°, по дальности - до 300 км, с периодом осмотра 12 с.
В режиме ПСО+ПРО обеспечивается осмотр зоны: в секторе ПРО - по азимуту 120°, по углу места - до 55°, по дальности - до 150 км, при скорости вращения антенны 5 об/мин; в секторе ПСО - по азимуту 240°, по углу места - до 20°, по дальности - 150 км, при скорости вращения антенны 10 об/мин.
В обоих режимах защита от помех осуществляется за счет соответствующего накопления импульсов в секторе размерами по азимуту 30°, при скорости вращения антенны в этом секторе 1 об/мин. Зона обзора по углу места в этом секторе устанавливается в зависимости от типа и интенсивности помехи, решаемых при этом тактических задач. При этом период обзора увеличивается на 6 с.
Высокая степень защищенности РЛС от активных помех достигается:
- низким уровнем боковых лепестков ДНА: -24 дБ по углу места, -35 дБ по азимуту, фоном -50 дБ;
- дополнительным подавлением помех, действующих по боковым лепесткам ДНА, с помощью трехканального автокомпенсатора (коэффициент подавления до 20 дБ);
- быстрой перестройкой несущих частот зондирующих сигналов с учетом результатов автоматического анализа типа и уровня помех;
- выбором необходимого количества накапливаемых импульсов по результатам автоматического анализа типа и уровня помех, действующих по главному лучу и боковым лепесткам ДНА.
Для подавления эхо-сигналов пассивных помех применяется селекция движущихся целей с последующим некогерентным накоплением. Для исключения эхо-сигналов от местных предметов, не подавленных при селекции, используются бланкирование по результатам межобзорной критерийной обработки. Для уменьшения количества ложных отметок, появляющихся в ближней от РЛС зоне, используется автоматическая регулировка усиления в канале обнаружения.
Стабилизация количества ложных отметок при действии непрерывных импульсных помех достигается за счет ограничения амплитуд сигналов и последующей обработки с помощью согласованного фильтра. С той же целью проводится изменение наклона модуляции частотно-модулированного зондирующего сигнала.
Съем данных устройства обработки сигналов автоматизирован, что обеспечивает пропускную способность РЛС до 200 целей за обзор. Управление работой РЛС, обработка радиолокационной информации (РЛИ), определение координат целей и постановщиков активных помех, формирование выходных сообщений для потребителей информации осуществляется вычислительным устройством на базе специализированной ЭВМ.
Передача РЛИ потребителю осуществляется по телекодовой линии связи.
Государственная принадлежность целей определяется с помощью встроенного радиозапросчика.
В РЛС реализуется автоматический контроль работоспособности всех устройств и автоматизированный поиск неисправностей с детализацией до сменного элемента. Результаты контроля отображаются на электролюминесцентном табло, а также индицируются на передних панелях блоков. Развертывание, свертывание РЛС проводится расчетом РЛС, состоящим из 4-х человек, за 5 минут. Топопривязка и ориентирование РЛС осуществляются с помощью аппаратуры навигации, топопривязки и ориентирования (АНТО) 9В750М, входящей в состав РЛС. Высокопроходимое гусеничное шасси в своем составе имеет автономную систему электроснабжения 9И113, включающую газотурбинный агрегат питания мощностью 130 КВт и генератор отбора мощности от ходового двигателя шасси такой же мощности. Предусмотрена возможность электропитания от внешних источников (одного или двух с суммарной мощностью 130 КВт). Шасси оборудовано приборами химической и радиационной разведки, аппаратурой речевой и радиосвязи, пожаротушения двигателя, приборами ночного видения, ЗИП.
РЛС работоспособна в любое время года и суток, в условиях осадков, морского тумана, обледенения, запыленности и солнечной радиации, при температуре окружающей среды от -50°С до +50°С, влажности до 98%, на высотах до 3000 м, при ветре до 30 м/с, устойчива к опрокидыванию в сложенном состоянии при ветре до 50 м/с. Обеспечивается защита расчета и аппаратуры на зараженной местности. Предусмотрено транспортирование всеми видами транспорта соответствующей грузоподъемности, включая авиацию. Может двигаться своим ходом по любым дорогам и бездорожью со скоростью до 50 км/ч. Запас горючего достаточен для 250 км пробега и последующей боевой работы в течение 2 часов. РЛС может работать на боевой позиции с уклоном до 4° в любом направлении (без инженерной ее подготовки). Масса РЛС - 47 т.
В 1984-1991 гг. проведена модернизация РЛС (главный конструктор Ю.А. Кузнецов, затем Г.Н. Голубев), в результате которой существенно улучшены ее ТТХ: увеличена дальность обнаружения цели; в 2-3 раза повышена защита от активных (снижены боковые лепестки и фон ДНА) и пассивных (введена цифровая аппаратура селекции движущихся целей) помех; в 1,5 раза повышена надежность РЛС; сокращен до 9 с период обновления РЛИ; введена трассовая обработка РЛИ. Радиолокационная станция 9С15М вошла в разработанную в последние годы ЗРС С-300ВМ "Антей-2500". В настоящее время проводятся работы по дальнейшему улучшению характеристик радиолокационной станции.
