Продолжая гонку вооружений, агрессивные милитаристские круги тратят громадные средства на разработку и производство различного оружия и военной техники. Значительная доля этих средств идет на выполнение НИОКР в области создания военной радиоэлектронной техники, в том числе и загоризонтных радиолокационных станций. Зарубежная печать сообщает, что эти станции привлекли внимание Пентагона возможностью «просматривать» воздушное пространство и местность на несколько тысяч километров.

В основу работы загоризонтных РЛС положено свойство радиоволн КВ диапазона (2-30МГц) распространяться на большие расстояния за счет многократного последовательного отражения от ионосферы и от земной поверхности. Американские специалисты при разработке таких станций рассматривают два варианта размещения приемной и передающей аппаратуры: на противоположных концах трассы распространения радиоволн (РЛС прямого распространения) и в одном пункте (РЛС обратного распространения). При появлении на пути распространения импульсов РЛС каких-либо препятствий, например ионизированного следа от выхлопных газов ракетного двигателя, сигналы или искажаются (в станциях прямого распространения) или рассеиваются и частично отражаются в направлении пункта излучения (в станциях обратного распространения). Эти искажения или отражения регистрируются соответствующей аппаратурой, которая определяет азимут и расстояние до облученного объекта.

По мнению американских специалистов, можно применять для обнаружения ракет, ИСЗ (летящих ниже высот максимальной ионизации), ядерных взрывов.

По данным американской печати, многолетние исследования в области загоризотной радиолокации в США выявили следующие основные специфические особенности, отличающие ее от обычной радиолокации: неоднозначность измерений дальности до цели, низкая разрешающая способность, плохая помехоустойчивость, сложность антенных систем и воздействие замираний радиоволн (фединги).

Неоднозначность измерении дальности до цели обусловлена многократностью отражения электромагнитной энергии из-за наличия в ионосфере нескольких ионизированных отражающих слоев Чтобы устранить это явление, американские специалисты учитывают время распространения излучаемой энергии на данной частоте по каждому пути в зависимости от сезонных изменений ионосферы и колебаний слоя. Для получения данных о положении отражающих слоёв ВВС США совместно с загоризонтными РЛС AN/FPS-53 и AN/FPS-95 используют специальную аппаратуру зондирования ионосферы AN/GSQ-93.

Дальнейшим путем решения этой проблемы, по сообщениям иностранной печати, явилось приспособление самих РЛС для автоматического определения параметров ионосферы. При этом в качестве контрольных ориентиров используются острова, реки, озера, горы, города, границы раздела суши и воды, точные расстояния до которых известны. Антенны этих РЛС должны изменять положение луча диаграммы направленности по углу места.

Неоднозначность измерений дальности американские специалисты устраняют таким же методом, как и в обычных РЛС, то есть путем выбора соответствующей частоты повторения импульсов. Сообщается, что при частоте повторения импульсов 50 Гц дальности до цели однозначно определяются в пределах до 3000 км.

Низкая разрешающая способность загоризонтных РЛС по азимуту объясняется значительно более широкой диаграммой направленности их антенных систем, чем у обычных РЛС сантиметрового и дециметрового диапазонов волн. По мнению иностранных специалистов, сужение диаграммы направленности антенных систем за счет увеличения их размеров в ряде случаев трудно осуществить. Например, для получения разрешающей способности по азимуту в 1°, что соответствует линейному размеру 17,5 км на удалении 1000 км, потребуется антенная система длиной 2 км.

Низкая помехоустойчивость обусловлена воздействием на работу РЛС помеховых сигналов, возникающих в атмосфере и поступающих из космического пространства (внешние шумы), а также отраженных от земной поверхности радиоволн.

Серьезную трудность для загоризонтной ралиолокации создают помехи от северных сияний и метеоритных следов. На экранах индикаторов РЛС эти помехи появляются в виде мощных видеосигналов, среди которых практически невозможно обнаружить действительные цели. По данным зарубежной печати, эта проблема особенно остро встала перед специалистами ВВС США в связи с их стремлением использовать для обнаружения пусков ракет при наблюдении через Северный полюс. Кроме создания помех, северные сияния нарушают стабильность пути распространения электромагнитной энергии, когда отражающий участок ионосферы расположен в районе северного сияния и даже тогда, когда он находится в стороне от него. В последнем случае помехи попадают в приемное устройство станции по боковым лепесткам диаграммы направленности приемных антенн. Для изыскания возможности устранения воздействий северных сиянии на работу РЛС американские специалисты провели на Аляске в 1973-1971 годах специальные исследования по программе «Поляр кэп» 3, в процессе которых были получены положительные результаты и найдена возможность использования загоризонтных РЛС, находящихся на Североамериканском континенте для наблюдения через Северный полюс.

В результате исследований специалисты ВВС США пришли также к выводу, что мощность сигналов, отраженных от земной поверхности, превышает мощность сигналов от целей на 40-80 дБ. Для выделения этих сигналов применяется аппаратура селекции движущихся целей (с использованием эффекта Доплера). Основным элементом американской аппаратуры, обеспечивающей такое выделение, является корреляционный процессор с запоминающим устройством на магнитном барабане В начале 60-х годов, во время испытания загоризонтных РЛС на восточном побережье США, с помощью этой аппаратуры на фоне поверхности океана обнаруживались летящие самолёты.

Сложность антенных систем обусловлена необходимостью получения большого коэффициента усиления для того, чтобы увеличить дальность обзора, повысить разрешающую способность, а также улучшить другие характеристики загоризонтных РЛС. Созданные в США антенные системы имеют, по данным зарубежной печати, большой коэффициент усиления в широком диапазоне частот и возможность изменять положение луча по углу места и осуществлять обзор в широком секторе но азимуту. Отмечается, что эти системы громоздки и сложны по конструкции. Например, экспериментальная станция , построенная в начале 60-х годов на Атлантическом побережье США, имеет антенную систему в виде расположенных в два ряда 20 рупорных излучателей, ширина которой 98 м, высота 43 м. Такая антенная система формирует луч шириной 10’ и обеспечивает обзор пространства по азимуту в секторе 60° (в пределах 47-107° от северного направления меридиана). Изменение положения луча РЛС «Мадре» в вертикальной плоскости осуществляется механически. Излучаемая мощность станции 5-50 кВт. Позади этой антенны была построена другая шириной 27 м, предназначенная для работы в противоположном направлении. Иностранная печать сообщает, что антенные системы у современных загоризонтных РЛС значительно сложнее, поскольку обеспечивают излучение средней мощности в несколько сот киловатт и работают в широком диапазоне частот (от нескольким МГц до нескольких десятков МГц). Ширина этих антенн достигает 300 м.

При доплеровской обработке сигналов луч РЛС задерживается в районе цели для получения требуемого разрешения доплеровских частот и необходимого подавления отражений от земной поверхности Так, в РЛС «Мадре» задержка луча на цели может быть до 10 с. В связи с этим американские специалисты считают наиболее целесообразным иметь в составе станции отдельно передающую и приемную антенны. Для упрощения конструкции антенной системы в целом они применяют передающую антенну с широким лучом, а приемную - с несколькими веерообразными лучами, перекрывающими такое же пространство, что и передающая.

В результате изменения поляризации сигнала при его отражении от встретившегося ионизированного следа ракеты иногда появляются замирания (фединги). Для их уменьшения американские специалисты считают необходимым применять антенны, принимающие сигналы, поляризованные в ортогональных плоскостях. Они отмечают, что наиболее эффективно было бы использовать антенны с круговой поляризацией, однако создать такие антенны КВ диапазона очень сложно.

Зарубежная печать отмечает, что трасса распространения электромагнитной энергии зависит от рабочей частоты РЛС, периодических и спорадических изменений состояний ионосферы под воздействием солнечной радиации, поэтому эти РЛС должны работать на нескольких частотах. Американские специалисты считают, что в зависимости от состояния ионосферы заданное расстояние может быть перекрыто одной частотой или для этого потребуется 3 - 5 частот, то есть для успешного использования РЛС необходимо знать в реальном масштабе времени состояние ионосферы и степень согласования с нею параметров излучения РЛС.

Возможности загоризонтных РЛС определяются их географическим местоположением, протяженностью и количеством используемых скачков. Так как протяженность скачка изменяется во времени и пространстве и, как правило, составляет 2000 - 2200 км при отражении от слоя Н и 3000 - 4000 км при отражении от слоя F, то считается, что дальность действия более 4000 км может быть достигнута работой не менее чем на двух скачках, но при этом другие характеристики станции (точность определения координат цели, разрешающая способность, вероятность обнаружения) ухудшаются.

На основании многолетних исследований американские специалисты пришли к выводу, что современный уровень развития загоризонтной радиолокации позволяет создавать станции со следующими тактико-техническими данными:

• дальность действия 1000 - 4000 км (при односкачковом распространении);
• зона обзора по азимуту 360° (практически 60-120°);
• разрешающая способность по дальности около 2 км (более типична 20-40 км), по угловым координатам около 1°, по скорости цели около 3 км/ч (для РЛС с частотой 20 МГц при разрешении доплеровских частот в 0,1 Гц);
• точность определения дальности 2 км (относительно других объектов, наблюдаемых РЛС) и 10-20 км (абсолютная) при хорошей оценке трассы.

Поскольку имеют на порядок большую дальность действия, чем обычные РЛС, то считается целесообразным применять их для таких целей и в тех географических районах, когда обычные РЛС по тем или иным причинам нельзя использовать. К новым задачам, которые могут быть возложены на , американские специалисты относят обнаружение самолётов в воздухе и управление воздушным движением, а также оценку состояния моря на больших удалениях.

Управление воздушным движением с помощью загоризонтных РЛС над крупными водными пространствами считается особенно оправданным, так как одна такая станция с зоной обзора по азимуту 120° и дальностью действия 1000-4000 км обеспечивает наблюдение над районом площадью почти 16 млн. кв. км. В пределах этой зоны РЛС может обнаруживать самолёты и определять их местоположение, а также следить за ними. Обнаружение самолётов на фоне морской поверхности основано на том, что спектр доплеровских частот сигнала, отраженного от морской поверхности, значительно уже спектра частот, отраженного от летящего самолёта.

Зарубежная печать сообщает, что проведенные специалистами ВВС США эксперименты по использованию загоризонтных РЛС для управления воздушным движением над Атлантическим океаном (между США и Великобританией) подтвердили их теоретические расчеты. При этом низкая разрешающая способность по азимуту компенсировалась хорошей разрешающей способностью по скорости цели.

На рис. 1 показан график дальностей до самолётов, которые определялись центрами управления полетов (сплошные линии) и загоризонтной РЛС (кружочки). В результате анализа этого графика иностранные специалисты пришли к выводу, что данные, полученные от обоих источников, согласуются вполне удовлетворительно.

Рис 1. График изменения дальностей до самолётов во времени, полученный с помощью средств центров управлении полетами (сплошные линии) и загоризонтной РЛС (кружочки)

Высоту полета самолётов предполагается определять по данным самолётных радиолокационных высотомеров, поступающим на РЛС от специальных бортовых ответчиков КВ диапазона. Считается, что с их помощью можно будет решать задачи опознавания самолётов и частично обеспечивать дальнюю связь с ними.

Для управления воздушным движением над Атлантическим океаном потребуется построить две - одну в США, а другую в Испании (рис. 2).

Рис. 2. Схема размещения загоризонтных РЛС для обеспечения управления воздушным движением над Атлантикой

Состояние моря может оцениваться с помощью выделения из спектра доплеровских частот отраженного сигнала его низкочастотной части, содержащей нужную информацию о высоте волн и направлении их движения (соответственно и направление ветра) в интересующем районе. Практическая проверка такой возможности проводится на о. Сан-Клименто (штат Калифорния). При этом изучается применение этих РЛС для определения высоты, направления движения волн, измерения параметров поверхностных течений и оценивается возможность использования сигналов, отраженный от морской поверхности, в качестве эталонов для калибровки самих станций.

Необходимость в такой калибровке возникает в связи с тем, что потеря энергии при распространении сильно изменяется во времени и не подлежит прогнозу, а поэтому является следствием ошибок измерений. В экспериментах по оценке возможности использования отраженных сигналов для калибровки загоризонтных РЛС применялась станция, излучающая сигналы одновременно более чем на 100 частотах (в диапазоне 2-25 МГц), и осуществлялась когерентная обработка отраженных сигналов, принятых на каждой частоте. Мощность передатчика в импульсе составляла 75 кВт при длительности импульсов 20, 50 и 100 мкс и частоте их повторения 200 Гц.

Рис. 3. Карта метеорологической обстановки в Атлантике 31 августа 1972 года по данным метеорологических станций и загоризонтной РЛС (шкала расстояний от РЛС по азимуту 107" дана в морских милях). На стрелках направления ветра каждая поперечная черточка обозначает скорость ветра 10 узлов, а половина черточки - 5 узлов.

Изучение возможности загоризонтных РЛС для оценки состояния моря и измерения параметров поверхностных течений проводились в США с помощью РЛС «Мадре», работавшей на частоте 16,6 и 22,9 МГц при длительности импульса 500 и 800 мкс и частоте повторения импульсов 22,5 и 11 Гц. При использовании слоя Е обеспечивался обзор на расстояниях 800 - 2200 км, а при использовании слоя F - 3700 км и более. Результаты сравнительной оценки состояния погоды в Атлантическом океане (между США, Европой и Африкой) приведены на рис. 3. Американские специалисты считают, что эти результаты подтверждают возможность использования загоризонтных РЛС для определения состояния моря, а также направления и скорости ветра в интересующих районах океана. Дальнейшие работы было рекомендовано направить на повышение точности измерений и совершенствование техники.

Первая часть статьи посвящённая загоризонтным радиолокационным станциям, кому интересно приятного чтения.

ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ

В прошлой статье теорию распространения радиоволн я упростил до предела, некоторые сочли это за моветон и были полностью правы. Поэтому для начала постараюсь кратко и максимально понятно рассказать о том что это такое и с чем это едят. Для начала, длина радиоволны и её частота жёстко связаны. Эта связь максимально просто описывается формулой: длинна волны=скорость света/частота (относительной магнитной проницаемостью среды и прочим пренебрёг сознательно, буду делать это и в дальнейшем для упрощения понимания материала, так что любители точного академического знания - бес паники!). В прошлой статье дециметровые и сантиметровые волны я назвал короткими и заслужено подвергся критики за КВ диапазон, хотя имел в виду немного другое. Что бы убрать недопонимание привожу описание, где кратко и понятно названы диапазоны и характеристики радио волн в их пределах (академики, ещё раз напоминаю! кратко, просто, понятно ), и ещё условные обозначения частота f - измеряется в герцах , длина волны λ - измеряется в метрах:

Сверхдлинные волны (СДВ диапазон) - f = 3-30 кГц (λ = 10-100 км). Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня. Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны (ДВ) f = 150-450 кГц (λ = 2000-670 м). Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) f = 500-1600 кГц (λ = 600-190 м). Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) f= 3-30 МГц (λ = 100-10 м). Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния (несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны (УКВ) f = 30 МГц - 300 МГц (λ = 10-1 м). Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.

Ультравысокие частоты (УВЧ) f = 300 МГц - 3 ГГц (λ = 1-0,1 м). Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.
Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.

Сверхвысокие частоты (СВЧ) f = 3 ГГц - 30 ГГц (λ = 0,1-0,01 м). Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

Крайне высокие частоты (КВЧ) f = 30 ГГц - 300 ГГц (λ = 10-1 мм). Практически то же самое что и СВЧ, Используются в космической связи, высокоскоростной беспроводной связи, метеорологических радарах и медицине.

Так основное вроде скопипастил перечислил, вот вам картинка для передыху от множества букАв, на картинке есть так называемый земной луч, о нём будет немного позже.

Картинка с просторов гуглопоиска.

Отдохнули? Теперь снова за парту. Опять отсылка к прошлой статье, в коментах развели срач по поводу дифракции и интерференции радиоволн. Если в двух словах, радиоволны огибают только те предметы которые меньше их длины, чем меньше длина волны тем меньше она распространяется за угол (академики, смотрите выше). К примеру длинные волны (ДВ) в состоянии огибать большие препятствия такие как горы, но не полностью, так как возможно образования радиотени, если склон горы достаточно крутой. Вот пример на картинке из учебника, где приёмник "а" не сможет ничего услышать, а приёмник "б" в зоне приёма:

В КВ диапазоне и выше по частоте (УКВ, УВЧ, СВЧ, КВЧ) картина уже другая, длина волн становиться короче и волны уже не могут огибать препятствия. Сейчас академики снова поднимут вой по поводу дифракции (огибания), но штука в чём, на этих частотах значение дифракции настолько мало что им можно пренебрегать, и чем частота выше тем значение меньше. Поэтому распространение длинных радиоволн больше похоже на распространение звука, а распространение коротких волн ближе к распространению света. Теперь несколько слов по поводу радиогоризонта, некоторым, судя по коментам, он причинил сильную боль ниже спины. По скольку довольно много людей слабо могут представлять вещи и процессы в трехмерном (объёмном) виде, в моих описаниях земля не сферическая, эллипсоидная и т.д., а круглая, да именно КРУГЛАЯ, от слова круг!!! И конечно она ровная и гладкая! Во картинка из просторов гуглопоиска, где земля круглая и где есть этот самый радио горизонт:

Антенна А имеет высоту h1, антенна В расположена на высоте h2. Максимальную дистанцию R на которой они будут в зоне прямой видимости и прямую линию между ними не будет преграждать ровная и круглая земля

можно высчитать по формуле: . Вот почему можно пользоваться коротковолновой связью за пределами обычного горизонта, достаточно поднять повыше антенну. Эту формулу можно использовать и для определения радио горизонта РЛС, только вместо антенны А приёмопередающая антенна РЛС, а вместо антенны В воздушный объект который должен быть обнаружен РЛСкой. Если объект летит на сверх малой высоте, то можно узнать на какой дистанции его можно будет обнаружить. Это относиться к классическим видам радиолокации.

КАК ЗАГЛЯНУТЬ ЗА ГОРИЗОНТ

За горизонт хорошо распространяться, точнее огибают землю, сверх длинные волны. Но для радиолокации они не пригодны по нескольким причинам, из-за большой длины они в состоянии отражаться, и то не всегда, только от ну очень больших объектов, для их излучения и приёма необходимы антенны огромных размеров, в идеале не меньше 1/4 длины волны. То есть даже если построить такую РЛС, она займет площадь города средних размеров, и с её помощью можно будет увидеть (и то врядли) новые горы, если протоАмерЫканцы захотят вырыть у себя чёрное море где-нибудь в Техасе. Поэтому для радиолокации используют волны меньшей длины, длина которых сопоставима с объектами которые хотят обнаружить, есть конечно "секретные" ритуалы танцев с бубнами которые позволяют увидеть объекты меньших размеров чем длина волны, но не о них речь. Есть два способа заглянуть за горизонт волнами не большой длины. Первый при помощи отражения КВ от ионосферы, второй при помощи поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ).

ОТРАЖЕНИЕ КВ ОТ ИОНОСФЕРЫ

Думаю не имеет смысла объяснять почему ионосфера может отражать некоторые типы волн, копипастить физические законы довольно скучно, кто захочет сам загуглит. А если в двух словах и максимально просто, в ионосфере достаточно плазмы для отражения радио волн (академики, ну вы поняли). Поэтому примем как факт КВ могут отражаться как от земли, так и от ионосферы. РЛС такого принципа работы излучают узкий луч радиоволн который отражается от ионосферы и падает на землю, что позволяет увидеть обстановку в том месте где луч достиг земли. Для увеличения дальности так же используют много скачковый принцип, это когда луч не один раз отражается от ионосферы и земли, что бы попасть в заданный район на другой стороне земного круга. Недостатком такого принципа что эти РЛС имеют слепую зону в относительно близости, она находиться ниже радио горизонта в том секторе куда нельзя послать отражённый луч. Пример на картинке с просторов гуглопоиска:

По поводу слепой зоны, послать в неё отражённый сигнал нельзя из-за того что отражение от ионосферы происходит только под определёнными углами. Значения этих углов зависят от состояния ионосферы, которое может меняться в течении суток, поэтому для работы ЗРЛС необходим её постоянный контроль. Если луч попадёт в ионосферу под углом больше необходимого, он переломится и уйдёт в космическое пространство. Пример на картинке, луч под номером 4 переломившись ушёл за пределы ионосферы, а на примере луча номер 1 видно много скачковое отражение:

Теперь о принципах обнаружения целей. Вместе с сигналом от цели возвращается и сигнал от земли под целью, это из-за того что луч подсвечивает цель сверху. Есть множество разных способов как выделить отражённый сигнал от цели на фоне отражённого от земли. Самый простой и наверное самый часто используемый это определение доплеровского смещения. Увы снова теория, доплеровский эффект , если в двух словах, это когда волна отражаясь от движущегося объекта меняет свою частоту, и чем больше скорость объекта тем сильнее меняется частота. То есть ЗРЛС старается принять не ровно тот сигнал который излучила на определённой частоте, а наоборот не принимает сигналы на этой частоте внимательно следя за сигналами на близких частотах, ищет свои же сигналы но только те которые изменились каким либо образом. Если совсем уж по простому, крикнули в даль кодовое слово мужским голосом, а эхо ответило то же слово но только уже женским голосом. Ещё один трюк позволяющий видеть цели на большом расстоянии, это когда РЛС излучает два одинаковых сигнала на разных частотах, тоесть сканирует двумя лучами которые направлены в один и тот же сектор земного круга. Пример, две лазерных указки одна синего другая красного цвета которые моргают с одинаковой частотой. Когда от цели приходят отражённые вместе с помехами два сигнала на разных частотах но с одинаковым сдвигом по частоте, их перемножают между собой. Суть этого действия состоит в чём, одинаковая помеха не может прийти на двух разных частотах, а вот сигналы на этих частотах одинаковы. После перемножения одинаковых сигналов и разных помех, уровень сигнала становиться выше помех и его проще обнаружить. В радиотехнике это называется корреляцией, опять же суть этого метода объяснил поверхностно и максимально просто. Кстати как раз из-за доплеровского смещения, такой тип РЛС видит только подвижные цели.

По скольку статья выходит слишком объёмной решил её разбить на две части, так что продолжение следует.

ПОСЛЕСЛОВИЕ

Повторюсь для академиков, старался объяснить максимально понятно, поэтому многие вещи упростил до неприличия или вовсе вырезал за ненадобностью. Грамар нации специально для вас проверил в двух редакторах и убрал все красные подчёркивания, самому следить за правильностью и чистотой речи сил нету ибо мозги заняты другим. Все остальные, надеюсь вам было интересно и не скучно, конструктивная критика приветствуется, ну и конечно пишите в коментах что ещё хотели бы узнать.

Загоризонтные РЛС, попытка инженера обьяснить сложное по простому. (часть вторая) "Русский дятел", "Зевс" и "Антей".

Вторая часть статьи посвящённая способом увидеть что там за горизонтом. Прочитав комментарии к прошлой статье, решил более подробно рассказать о СДВ связи и РЛС на принципах "небесного луча", о РЛС работающие на принципах "земного луча" будет в следующей статье, уж если рассказывать то рассказывать последовательно.

ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ

ВМЕСТО ПОСЛЕСЛОВИЯ

Это не завершающая статья о принципах заглянуть за горизонт, будут ещё, в этой по просьбам читателей я сосредоточился на реальных системах вместо теории.. Так же прошу прощения за задержку с выходом, я не блогер или житель интернета, у меня есть работа которую я люблю и которая периодически очень "любит" меня, поэтому статьи пишу между делом. Надеюсь читать было интересно, потому что я всё ещё нахожусь в режиме пробы пера и не определился до сих пор в каком стиле писать. Конструктивная критика как всегда приветствуется. Ну и специально для филологов анекдот в конце:

Препод по матану про филологов:
- ...Да плюньте в лицо тому, кто говорит, что филологи – это нежные фиалочки с горящими глазами! Я вас умоляю! На самом деле они мрачные желчные типы, готовые язык собеседнику вырвать за фразы, типа "оплатите за воду", "мое день рождение", "дырка в пальте"...
Голос с задней парты:
- А что не так с этими фразами?
Препод, поправив очки:
- А на вашем трупе, молодой человек, они бы еще и попрыгали.

Чернобыль — 2, она же загоризонтная радиолокационная станция «Дуга». Недалеко от Чернобыльской АЭС (Украина) есть интересный объект, который видно из Припяти. Оказывается это так называемый Чернобыль-2… Объект называется «Дуга», проработал он несколько лет. Строительство станции в Чернобыле было завершено в 1975 году. После событий 26 апреля 1986 года станция была заморожена и эксплуатация прекращена в связи с возможным повреждением электронного оборудования. За характерный звук в эфире, издаваемый при работе (стук) получила название от американских радиолюбителей как Russian Woodpecker (Русский Дятел). Высота этой станции близ Чернобыля около 150 метров, длина 800 метров.

Экспериментальный узел «Чернобыль-2″ был сверхсекретным объектом и на всех топографических картах того времени, между селами Копачи и Диброва, где находилась РЛС, стояла точка, обозначенная как «пионерский лагерь”.

В 1947 г. научным сотрудником НИИ-16 Николаем Ивановичем Кабановым впервые в мире была выдвинута идея раннего (загоризонтного) обнаружения самолетов в коротковолновом диапазоне волн на удалении до 3000 км. В основе идеи лежало использование эффекта отражения радиоволн от ионосферы для загоризонтного обнаружения целей. Высота ионизированных слоев атмосферы, от которых отражается луч радиолокационной станции (РЛС), составляет от 70 до 300 км; при одном отражении, с учетом кривизны земного шара, луч упадет на земную поверхность как раз на таком расстоянии (до 3000 км). Станции, построенные в расчете на такой процесс, называются односкачковыми. Если же надо «смотреть» дальше, то требуется многоскачковая станция (двух-, трёхскачковые).

В рамках Научно-исследовательской работы (НИР) “Веер” в Мытищах была построена опытная установка, но обнаружить цели за горизонтом из-за неразрешимых технических трудностей Н.И.Кабанову в то время так и не удалось. Поэтому установилось мнение, что обнаружить цели за горизонтом на фоне мощных отражений от Земли невозможно. НИР “Веер” была завершена в 1949 г.

Работы по загоризонтной радиолокации в СССР возобновились в 1958 г. В ходе работ была доказана принципиальная возможность загоризонтного обнаружения самолетов на дальности одного скачка (3 000 км) и стартующих баллистических ракет на дальности двух скачков (6 000 км).

Практическая реализация загоризонтной локации в СССР связана с именем главного конструктора радиорелейных линий, лауреата Государственной премии СССР Ефима Семеновича Штырена. Он, не зная об открытии Кабанова, в конце 1950-х гг. сделал такое же предложение для обнаружения самолетов на дальностях 1000 - 3000 км.

Ефим Штырен, его ближайший помощник и единомышленник Василий Шамшин (ставший впоследствии министром связи СССР), молодые ученые Эфир Шустов и Борис Кукис теоретически обосновали возможность создания мощного коротковолнового загоризонтного радара. Они разработали научный отчет “Дуга”, названный так потому, что обнаружение целей за тысячи километров шло над круглой поверхностью Земли. 1 января 1961 г. был представлен отчет по НИР «Дуга», в котором фиксировались результаты расчетов и экспериментальных исследований по отражающим поверхностям самолетов и ракет, а также высотного следа последних, и предложен метод выделения слабого сигнала от цели на фоне мощных отражений от земной поверхности. Комиссия, рассмотрев отчет, дала работе положительную оценку и рекомендовала подтвердить теоретически обоснованную возможность обнаружения прямыми экспериментами.

Неуклонное совершенствование баллистических ракет (БР), увеличение их количества у вероятного противника и прохладные отношения между США и СССР привели к появлению реальной угрозы ракетного нападения на Советский Союз. Руководство партии и страны давало себе отчет в этом, поэтому 15 ноября 1962 г. были подписаны постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании системы обнаружения и целеуказания системы ИС, средств предупреждения о ракетном нападении и экспериментального комплекса средств сверхдальнего обнаружения запусков баллистических ракет, ядерных взрывов и самолетов за пределами горизонта» и «О создании отечественной службы контроля космического пространства». Несомненно, этими постановлениями была открыта новая веха в области контроля воздушного и космического пространства.

В СССР были открыты ряд НИР и ОКР (опытно-конструкторских работ) по формированию и наращиванию группировки средств раннего обнаружения стартующих межконтинентальных баллистических ракет (МБР).

Одним из этих постановлений Научно-исследовательскому институту дальней радиосвязи - НИИ ДАР (Ф.В.Лукин, Е.С.Штырен) была поручена НИР «Дуга-1» по созданию загоризонтной РЛС.

В августе 1964 г. после обсуждения состояния и перспектив работ по НИР «Дуга-1» на научно-техническом совете НИИ ДАР с назначенным к тому времени главным инженером института Ф.А.Кузьминским было решено доложить этот вопрос министру радиопромышленности В.Д.Калмыкову.

На совещании присутствовали Г.П.Казанский (первый заместитель министра) и академик А.Л.Минц. Казанский высказал осторожную точку зрения: еще недостаточно исходных данных, надо продолжить экспериментальные работы. На это возразил Минц: «Мы в свое время начали проектировать синхрофазотрон, не имея задания и не зная, как к этому подойти. Нельзя противопоставлять научно-исследовательские и инженерно-конструкторские работы».

Выслушав все «за» и «против», В.Д.Калмыков сказал: «Задача раннего предупреждения для нашей страны чрезвычайно важна. Мы не имеем баз вблизи континента США, чтобы обнаруживать МБР с момента их старта. Поэтому, несмотря на отсутствие многих исходных данных, необходимо идти на риск и создавать в Николаеве опытный образец ЗГРЛС. Обязываю вас разработать в 1965 г. аванпроект этого радиолокатора и приступить к разработке технической документации на аппаратуру, то есть перейти к ОКР».

Комплекс работ по НИР «Дуга-1» НИИ ДАР выполнял на экспериментальной установке, которую смонтировали в районе г. Николаева (около с. Калиновка). В 1964 г. она впервые засекла ракету, стартовавшую с Байконура, на дальности 3000 км.

После завершения НИР «Дуга-1» в 1965 г. во НИИ ДАР приступили к следующему этапу работ. На том же месте, в г. Николаеве с Министерством обороны и Комиссией по военно-промышленным вопросам было согласовано создание нового опытного образца РЛС загоризонтного обнаружения БР.

30 июня 1965 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР НИИ ДАР было задано создание опытного сокращённого образца ЗГРЛС «Дуга-2». Опытный образец ЗГРЛС «Дуга-2» получил шифр 5Н77. В 1966 г. главным конструктором опытного образца ЗГРЛС был назначен В.П.Васюков.

В 1966 г. был разработан эскизный проект ЗГРЛС, в котором были определены состав и характеристики сокращенного опытного образца загоризонтного радиолокатора. Были решены вопросы внешней кооперации. К проектированию антенно-фидерных устройств (АФУ) был привлечён Ленинградский филиал ЦПИ-20, Спецстальконструкция и КБ им. А.А.Расплетина; усилителей мощности – КБ ленинградского завода им. Коминтерна, ОКБ ДМЗ; аппаратуры поиска рабочих каналов – ленинградский НИИ «Вектор». Остальная аппаратура разрабатывалась и изготавливалась во НИИ-37 (с 24 марта 1966 г. Научно-исследовательский радиотехнический институт (НИРТИ), с 25 ноября 1975 г. - НИИ ДАР (Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи)). К монтажно-настроечным работам было привлечено Головное производственно-техническое предприятие (ГПТП) из Москвы.

В том же 1966 г. в районе г. Николаева начаты строительные работы опытного сокращённого образца ЗГРЛС 5Н77 «Дуга-2». Приёмный центр радиолокационного узла с ЗГРЛС 5Н77 «Дуга-2» находился около г. Николаева (с. Калиновка), передающий центр - около п. Луч на границе Николаевской и Херсонской областей.

Приёмная антенна радиолокационного узла с ЗГРЛС 5Н77 «Дуга-2» около г. Николаева (с. Калиновка):

Она же в цвете:

Не ожидая завершения испытаний опытного сокращённого образца ЗГРЛС 5Н77 «Дуга-2» в г. Николаеве, в 1969 г. было принято решение о создании системы загоризонтного обнаружения баллистических ракет (БР), состоящей из двух более совершенных ЗГРЛС, расположенных в районе городов Чернобыля и Комсомольска-на-Амуре. При согласовании технических требований главный конструктор Ф.А.Кузьминский, опираясь на положительные данные, полученные на николаевском объекте (который был ориентирован по среднеширотной трассе на Китай), принял для этих ЗГРЛС завышенные требования по вероятности обнаружения одиночных и групповых целей на дальности 9 000 км (новые ЗГРЛС должны были быть ориентированы через Северный полюс на Северную Америку). При этом была допущена вскрывшаяся впоследствии недооценка влияния полярной ионосферы на затухание сигнала и времени существования «дальних сигналов» на этих трассах.

29 сентября 1969 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР НИИ ДАР была задана разработка головного Радиолокационного узла (РЛУ) № 1 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга».

НИИ ДАР в 1971 г. был разработан эскизный проект ЗГРЛС 5Н32 и аванпроект системы на базе ЗГРЛС 5Н32.

В 1972 в СССР была разработана концепция интегрированной системы (ИС) предупреждения о ракетном нападении. Она включала в себя как построенные и строящиеся, так и предполагавшиеся к строительству объекты системы предупреждения ракетного нападения (СПРН). Концепция ИС включала в себя наземные надгоризонтные и загоризонтные РЛС и космические средства. Основной задачей ИС была способность обеспечить реализацию ответно-встречного удара. Для обнаружения пусков МБР во время прохождения ими активного участка траектории, что обеспечило бы максимальное время предупреждения, предполагалось использовать спутники СПРН и ЗГРЛС. Обнаружение боевых частей ракет на поздних участках баллистической траектории предусматривалось с помощью системы надгоризонтных РЛС. По мнению разработчиков концепции, такое разделение значительно повышало надёжность системы и снижало вероятность ошибок, так как для обнаружения ракетного нападения используются разные физические принципы: регистрация инфракрасного излучения работающего двигателя стартующей МБР спутниковыми датчиками и регистрация отражённого радиосигнала с помощью РЛС.

Концепция ИС была оформлена 18 января 1972 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР. Постановлением в целях создания комплексной СПРН было задано строительство узла раннего обнаружения № 5 (РО-5) с РЛС «Днепр» в Мукачево, узла РО-30 с РЛС «Дарьял» в Печоре, узла РО-7 с РЛС «Дарьял» в Мингечауре, двух узлов загоризонтного обнаружения с ЗГРЛС «Дуга» в Чернобыле и Комсомольске-на-Амуре, вынесенной приемной позиции «Даугава» на узле РО-1 в Мурманске и создание Командного пункта (КП) Системы предупреждения ракетного нападения (СПРН) на базе Командного пункта раннего обнаружения (КПК РО) в г. Солнечногорске.

Таким образом, РЛУ № 1 ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» в районе г. Чернобыля и РЛУ № 2 ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» в районе г. Комсомольска-на-Амуре (оба с ориентацией на Северную Америку через Северный полюс), а также вынесенной приемной позиции «Даугава» около Мурманска, на узле РО-1 системы СПРН, должны были обеспечить надежное обнаружение группового и массового старта МБР с территории США.

Уже в марте 1972 г. около г. Чернобыля было начато строительство головного РЛУ № 1 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга».

Первая серия электромагнитных трансляций с этого объекта началась 4 июля 1976 года. Эти трансляции нарушали радиосвязь на всей планете в диапазоне от 3 до 30 Мгц. Импульсы передавались с интервалом в одну десятую секунды. Сигнал регистрировался не только специальной аппаратурой, но и был слышен в обычных радиоприемниках, как пульсирующий стук.

Во множестве стран мира на «Русского Дятла» сыпались тысячи жалоб от компаний и простых радиолюбителей. Так как «Русский Дятел» стучал на частотах, охраняемых международными соглашениями для гражданского пользования, правительства США, Великобритании и Канады заявили протест Советскому Союзу. Но СССР не признавал даже факт существования Дятла. Мировое сообщество радиолюбителей даже предприняло попытку подавления Русского Дятла, попробовав вещать в противофазе прямоугольные импульсы на той же частоте, чтобы помешать советскому дятлу-приемнику. Однако и эта попытка не увенчалась успехом.

Что касается назначения Русского Дятла то тут была масса теорий. Так, даже на самом высоком уровне рассматривалась теория управления сознанием. Один из консультантов Министерства Обороны США писал: «сигнал Русского Дятла - это самый мощный источник электромагнитной радиации когда-либо созданный человеком. 10 импульсов в секунду, 40 миллионов Ватт, он психоактивен! Он излучается из Советского Союза и проницает всё в США. Он улавливается проводами электросети и через них втекает в наши дома» В 1988 году Федеральная комиссия по связи США провела расследование и, наконец, выяснила назначение Русского Дятла. Оказалось, что Русский Дятел являлся мощным надгоризонтным радаром советской системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН). Он отслеживал изменения состояния ионосферы, которые возникают при включении ракетных двигателей (эффект деионизации ионосферы и снижения отражаемости радиоволн КВ-диапазона).

Западные спецслужбы активно изучали другие возможные эффекты действия «Русского дятла” от изменения погоды и до разрушающего влияния на сознание людей, всерьез рассматривая «Русский Дятел”, как экспериментальное оружие СССР. Такие предположения были вполне обоснованные, так как уже многие годы велись исследования всевозможных воздействий мощных электромагнитных излучений. К примеру, еще в начале века опыты ученого Теслы по беспроводной передаче электрической энергии привели к нарушению энергоснабжения и сотням лесных пожаров из-за разразившихся гроз. В 1978 году журнал «Спекьюла» опубликовал данные исследований, которые показали, что электромагнитные сигналы определенных частот могут передаваться через толщу земли. Входя в ее поверхность под углом 30 градусов, они образуют в глубине земли стоячие волны, которые складываться с волнами, излучаемыми расплавленным ядром Земли, что в результате может приводить к землетрясениям и атмосферным бурям.

По имеющейся информации, в Норвегии был установлен мощный передатчик, электромагнитное излучение которого могло создавать нелинейные эффекты в ионосфере, мешающие нормальному функционированию узлов Дуги.

Другим направлением исследований была передача загоризонтными РЛС сигналов, способных влиять на психику людей. Суть идеи заключалась в том, что высокочастотный сигнал использовался загоризонтными РЛС как несущий. Он модулировался с другим сигналом сверхнизкой частоты, который совпадал с частотами импульсов мозга, находящегося в состоянии депрессии или раздражения. Такие сверх низкочастотные сигналы, регистрировались и выделялись из сигналов загоризонтных РЛС СССР на территории многих западных стран. Такие сигналы классифицировались как психоактивные и способные влиять на поведение людей.

Первые полосы западной прессы того, времени пестрели такими заголовками:

«Русские стоят на пороге открытия новых технологий и вооружения, которые оставят в прошлом ракеты и бомбардировщики. Эти технологии позволят им разрушать до пяти американских городов в день посредством трансляции радиоимпульсов. Они смогут нести панику и болезни целым народам.”

Данные советской разведки подтверждали, что подобные работы вели и американцы. Американский аналог «Русского дятла» назывался «Циркулярная пила”. «Циркулярная пила” могла излучать психоактивный сигнал, который взаимодействовал с мозгом человека, как бы накладываясь на его работу. Активные работы велись по уменьшению размеров «Пилы”, для получения мобильных установок, которые могли бы устанавливаться на вертолетах, танках и другой военной технике.

Строительство станции вблизи Чернобыльской АЭС объяснялось ее высокой энергоемкостью. Первоначально радар радиолокационного узла, часто называемый «Чернобыль-2″, работал на частотах между 3.26 и 17.54 Мгц. С началом работы станции, ее передатчик начал блокировать частоты связи и частоты, предназначенные для работы авиации. Впоследствии радар был модифицирован так, что стал пропускать эти частоты, перемещая свой сектор обнаружения.

Возможности проверять станцию на стартах советских ракет не было, поскольку антенна была направлена строго на Северную Америку. Поэтому тестирование проводилось на учебных стартах «Трайдентов” с американских подлодок в Карибском море, запусках «шаттлов” и даже на метеоритах.Станция способна была обнаружить старт КР «Томагавк» с АПЛ в Атлантическом океане.
В классификации НАТО эти РЛС были известны под кодовым названием - «Steel Yard».

Информация с «Чернобыля-2″ постоянно передавалась на командный пункт, хотя объект на полноценном боевом дежурстве никогда не находился, дежурные смены заступали и работа велась круглосуточно. В том числе и исследовательская.

В 1972 в СССР была разработана концепция интегрированной системы предупреждения о ракетном нападении. Она включала в себя наземные надгоризонтные и загоризонтные радиолокационные станции и космические средства и была способна обеспечить реализацию ответно-встречного удара. Для обнаружения пусков МБР во время прохождения ими активного участка траектории, что обеспечило бы максимальное время предупреждения, предполагалось использовать спутники СПРН и загоризонтные РЛС. Обнаружение боевых частей ракет на поздних участках баллистической траектории предусматривалось с помощью системы надгоризонтных РЛС. Такое разделение значительно повышает надёжность системы и снижает вероятность ошибок, так как для обнаружения ракетного нападения используются разные физические принципы: регистрация инфракрасного излучения работающего двигателя стартующей МБР спутниковыми датчиками и регистрация отражённого радиосигнала с помощью РЛС.

Строительство первых РЛС раннего предупреждения велось в 1963-1969 годах. Это были две РЛС типа «Днестр-М», размещённые в Оленегорске (Кольский полуостров) и Скрунде (Латвия). В августе 1970 система была принята на вооружение. Она была рассчитана на обнаружение баллистических ракет, запускаемых с территории США или из акваторий Норвежского и Северного морей. Основной задачей системы на данном этапе было предоставление информации о ракетном нападении для системы противоракетной обороны, разворачиваемой вокруг Москвы.

В 1967-1968, одновременно со строительством РЛС в Оленегорске и Скрунде, было начато строительство четырех РЛС типа «Днепр» (модернизированная версия РЛС «Днестр-М»). Для строительства были выбраны узлы в Балхаше (Казахстан), Мишелевке (возле Иркутска), Севастополе. Ещё одна была построена на узле в Скрунде, в дополнение к уже работающей там РЛС Днестр-М. Эти станции должны были обеспечить более широкий сектор обзора системы предупреждения, расширив его на Северную Атлантику, районы Тихого и Индийского океана.

Разработанная в 1972 концепция системы предупреждения о ракетном нападении предусматривала интеграцию с существующими и вновь создававшимися средствами противоракетной обороны. В рамках этой программы в систему предупреждения были включены РЛС «Дунай-3» (Кубинка) и «Дунай-3У» (Чехов) системы ПРО Москвы.

Кроме окончания строительства РЛС Днепр в Балхаше, Мишелевке, Севастополе и Скрунде было запланировано создание новой РЛС этого типа на новом узле в Мукачево (Украина). Таким образом РЛС Днепр должны были стать основой новой системы предупреждения о ракетном нападении. Первая очередь этой системы, в состав которой входили РЛС на узлах в Оленегорске, Скрунде, Балхаше и Мишелевке, начала боевое дежурство 29 октября 1976. Вторая очередь, в состав которой входили РЛС на узлах в Севастополе и Мукачево, была поставлена на боевое дежурство 16 января 1979.

Станция в Комсомольске-на-Амуре на узле «Дуга-2″ после значительных доработок поставлена на боевое дежурство 30 июня 1982 года. Она обеспечивала охват Тихого океана до территории США. В настоящее время РЛС снята с боевого дежурства.

Вследствие низкой эффективности двухскачковой загоризонтной радиолокации во второй половине 1980-х возникает вопрос о целесообразности использования по прямому назначению узла «Дуга-2″ и в 1987 уточняются задачи узла. В начале 1990-х на узле произошел пожар, вследствие чего станция прекратила свое функционирование в составе СПРН.

При эксплуатации загоризонтных РЛС в условиях северо-широтных трасс МБР, проходящих через Северный полюс, с постоянным хаотическим возмущением ионосферы выяснились их отдельные недостатки, в частности, РЛС могли обнаружить только массовый старт МБР и с некоторыми ограничениями. В результате чего, эти узлы не были приняты на вооружение. Общие затраты по ним составили порядка 600 млн. рублей.

Строительство.

Проект ЗГРЛС «Дуга-2» рассмотрен и одобрен Государственной комиссией (председатель Ю.В. Вотинцев) и рекомендован для поэтапной реализации. Решение о строительстве принято в 1969 году.

Для строительства ЗГРЛС, первоначально выбрали место возле Дымера на севере Киевской области, затем изменили решение. По слухам, первый секретарь Компартии Украины Владимир Щербицкий настоял, чтобы площадку отвели на малоплодородных полесских землях. Для персонала построили целый городок.

Первые результаты испытаний станции в Чернобыле в направлении северо-широтных трасс оказались неудовлетворительными. Из-за сильных возмущений ионосферы, наличия полярных шапок и других неблагоприятных условий в приполярных и полярных районах вероятность обнаружения одиночных и групповых стартов ракет оказалась очень малой (0,1–0,2 для одиночных и небольших групп ракет, а массовых их запусков – 0,7). Поэтому узел Любеч-1 был возвращен на доработку. На нем выполнялась так называемая «полярная» доводочная программа. Разработчики утверждали, что результаты доводочных работ были положительными.

В составе системы «Дуга-2» предусматривалось создание двух узлов на базе мощных РЛС ЗГО. Первый узел (западный) предполагалось развернуть в районе г. Припять - объект 2999, обозначение НАТО - «Стальной ярд” (steel yard).

Чернобыль-2 обслуживала ВЧ 74939, а Любеч-1 ВЧ А3330.

Второй узел (восточный) – возле пос. Большая Картель (г. Комсомольск-на-Амуре, Хабаровский край) – объект 1937.

Главный конструктор изделия 5Н32 «Дуга-2» (в последствии систему индексации сменили, шифр стал - 32Д6) - Кузьминский Франц Александрович.

Вычислительный комплекс имел шифр 1С31Г.

ЭВМ К-340А для обработки сигнала изготавливалась на дискретных элементах.

В Любече и в Чернобыле были две решетки - одна большая, вторая поменьше. Вероятно, меньшие работали на высокочастотной части диапазона станции, большие на низкочастотной части диапазона.

Антенны под Любечем были хорошо видны с крыш 9-ти этажных зданий города Славутича. От Чернобыльской атомной станции к ЗГРЛС провели линию электропередач. Энергия подавалась и от ЛЭП, шедшей со стороны Киева. Мощность передатчиков в Любеч-1 - до 8 МегаВатт импульсная (до 400 КилоВатт в пересчете на среднюю для синусоидального источника). Из-за такой огромной мощности, некоторые работники в Любече даже фиксировали стук дятла без дополнительных приборов, собственными органами осязания.

По технологии содержания АФУ, положена была покраска изделия раз в 5 лет в чередующиеся полоски красного и белого цвета. Первая покраска была осуществлена альпинистами летом 1980 года. Конструкции АФУ были изготовлены на ГОМСЕЛЬМАШЕ из высоколегированной стали и там же оцинкованы. Монтаж башни в Любеч-1 вело СМУ - 168 «Радиостроя” с использованием монтажного крана, высотой под 200 метров со скоростным лифтом.

Передающая аппаратура собиралась на Днепропетровском машиностроительном заводе и состояла из 26 передатчиков, размер каждого был с двухэтажный дом.

На расстоянии около 2-х километров западнее от больших антенн Чернобыля-2 была конструкция антенн диаметром 300 метров и высотой 10 м - два концентрических круга с одноэтажным зданием в центре (240 вертикальных объемных вибраторов - 2 круга по 120 вибраторов - внутренний и внешний и между ними экран). Между селом Корогод и городком Чернобыль-2, туда идет бетонка. Поворот перед большими антеннами налево (направо-Чернобыль-2).

Это так называемая СОТ (система определения трассы) - станция возвратно-наклонного зондирования ионосферы для определения МПЧ. Кольцевая решетка, позволяла определить направление прихода ЭМ волны и качество распространения. Но свое предназначение она не выполняла, а использовалась периодически для проведения всевозможных эксперементов, например, пассивной радиолокации в диапазоне КВ.

Между кругом и антеной Чернобыль-2 еще был объект ЦКС (центр космической связи).

Объект «Чернобыль-2″ как часть системы противоракетной и противокосмической обороны войск ПВО был задуман для обнаружения ядерного нападения на СССР в первые две–три минуты после запуска баллистических ракет. От Америки до Союза ракеты летели бы 25–30 минут, и можно было успеть принять контрмеры. С помощью коротких радиоволн, способных распространяться на тысячи километров, планировалось постоянно сканировать территорию Соединенных Штатов. Передатчик, расположенный в 60 километрах от антенны под Чернобылем, в Черниговской области, должен был посылать мощные импульсы, которые через Северную Европу и Гренландию доходили до США и возвращались обратно. Их улавливали антенной «Чернобыль-2″, и обрабатывали с помощью компьютеров.

Пишут, что в начале 1986 года узел Ч-2 обнаружил и старт, и взрыв челнока «Челленджер», запущенного с западного полигона США на расстоянии 9000 км от ЗГРЛ. Если только на станции информацию о пуске не получили из сообщений по телевидению. Шаттл взорвался 28 января 1986 г. на 73 секунде после старта. Эффективной отражающей поверхности в этом случае, было мало. Однако, в этот период устанавливалось новое оборудование. За это дежурство расчет получил оценку 5.

После катастрофы.

После катастрофы на Чернобыльской АЭС (апрель 1986 года) узел Любеч-1, оказавшийся в 30 км зоне отчуждения, был законсервирован, а в 1987 году было принято решение о его закрытии.

Около 11 часов утра 26 апреля 2006 г. командир комплекса Владимир Мусиец распорядился отключить объект - система вентиляции засасывала вместе с воздухом радиацию. Гражданское население городка Чернобыль-2 эвакуировали в тот же день, что и Припяти…После аварии на ЧАЭС «Чернобыль-2″ ни разу не работал. Хотя о его закрытии заговорили только через полтора года после. Первую попытку дезактивации предприняли в начале июня 1986 года. Тогда бригада химзащиты, прибывшая из Ленинградского военного округа, три дня мыла объект и городок, снимала сильно загрязненный дерн. Но вскоре уровень радиации восстановился. Позже ставился вопрос о строительстве жилья в новом городке энергетиков Славутиче, чтобы персонал мог работать вахтовым методом. В течение 1986–1987 годов работики станции своими силами неоднократно пытались провести дезактивацию. Территория была чуть ли не вылизана, но это не помогало. В дальнейшем, часть оборудования была вывезена/уничтожена самими военными, остальное растащили на драгметаллы в первые же годы после аварии «собирателями”, некоторые, выдавали себя за ликвидаторов и с поддельными документами и набором инструментов пробирались в зону и доламывали аппаратуру Ч-2.

Антенну в Любеч-1 демонтировали где-то в районе 1998-2005 годов. Большую часть опор растащили на металл. Несколько штук удалось сохранить, одна из них смонтирована в Днепропетровске, вторая вероятно в Измиле, в качестве телевизионной башни, в несколько усеченном виде, на 15 метров ниже.

5Н32 - загоризонтная радиолокационная станция (ЗГРЛС) «Дуга»

Опытная сокращённая ЗГРЛС 5Н77 «Дуга́-2».
Построен один опытный сокращённый образец. На нём велись исследования и испытания для боевых ЗГРЛС 5Н32 «Дуга».

Опытный радиолокационный узел (опытный РЛУ), с. Калиновка, г. Николаев:
— Радиопередающий центр опытного РЛУ с ЗГРЛС 5Н77 «Дуга́-2» — п. Луч,
— Радиоприёмный центр опытного РЛУ с ЗГРЛС 5Н77 «Дуга́-2» — с. Калиновка, г. Николаев,

Боевая ЗГРЛС 5Н32 «Дуга».
Всего было построено два Радиолокационных узла (РЛУ): № 1 (около г. Чернобыля), № 2 (около г. Комсомольска-на-Амуре).

РЛУ № 1, г. Чернобыль-2:
— Радиопередающий центр РЛУ № 1 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» — г. Любеч-1,
— Радиоприёмный центр РЛУ № 1 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» — г. Чернобыль-2,

РЛУ № 2, п. Большая Картель, г. Комсомольск-на-Амуре:
— Радиопередающий центр РЛУ № 2 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» — п. Лиан,
— Радиоприёмный центр РЛУ № 2 с ЗГРЛС 5Н32 «Дуга» — п. Большая Картель.

Следует рассказать о тех системах, с помощью которых в ближайшем будущем будет создано сплошное поле радиолокационного контроля воздушно-космического пространства страны. А также будет осуществляться контроль воздушного пространства сопредельных стран. Причём на всех высотах - от самой поверхности до ближнего космоса.

Задача эта нетривиальная, учитывая огромные пространства нашей страны. Решить её можно с помощью нетривиальных же технических средств. И такие средства у нас есть. 2 декабря этого года в Мордовии на опытно-боевое дежурство заступила РЛС загоризонтного обнаружения нового поколения 29Б6 «Контейнер» .

Это первый узел создаваемой сети станций разведки и предупреждения о воздушно-космическом нападении. Система будет построена на основе новых радиолокационных станций (РЛС), в том числе и загоризонтных (ЗГРЛС) 29Б6. В чём их принципиальное отличие от других РЛС?

Прежде всего - в дальности действия. ЗГРЛС «Контейнер» способна обнаруживать цели на дальности около 3000 км . Причём как цели на высотах до100 км, так и низколетящие цели у самой земли или поверхности моря! Станция, заступившая на дежурство близ города Ковылкино (в 100 км от столицы Мордовии Саранска), в западном направлении способна просматривать всю территорию Польши и Германии. А поскольку станция имеет гигантский сектор обзора - 180 градусов, - в зону контроля попадает вся Турция, Сирия и Израиль на юге; всё Балтийское море и Финляндия на северо-западе. Как такое возможно? Чтобы в этом разобраться, придётся немного остановиться на технических подробностях.

Станции 29Б6 относятся к так называемым загоризонтным станциям поверхностной волны . Её принцип действия отличается от надгоризонтных станций. Как известно, Земля имеет форму шара. По этой причине обычная РЛС - не «видит» то, что происходит у поверхности земли, за пределами радиогоризонта (зоны прямой радиовидимости). Мощные РЛС способны отслеживать цели на огромных дальностях и высотах, в том числе и в космосе. Но не на низких высотах - зона прямой радиовидимости ограничивается всего лишь десятками километров. Размещение РЛС на возвышенностях и мачтовых устройствах, конечно, позволяет расширить радиогоризонт. Но всё равно лишь на дальность до100 км.

Приподнять РЛС выше над горизонтом могут только самолёты дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО). Но у них тоже есть существенные недостатки. Мощность сигнала «воздушных радаров», качество приёма и обработки отражённых сигналов - ограничены весом аппаратуры, которую способен поднять в воздух самолёт. Кроме того, самолёт ДРЛО достаточно уязвим для наземных средств радиоэлектронной борьбы и различных средств поражения.

ЗГРЛС поверхностной волны способна заглядывать далеко за горизонт, при этом не поднимаясь в воздух . Такая станция излучает радиосигнал вверх. Отражаясь от ионосферы Земли как от зеркала, сигнал снова уходит к земной (или водной) поверхности, но уже далеко за горизонтом. Достигнув земли, радиосигнал рассеивается, но небольшая часть сигнала возвращается назад (также отражаясь от ионосферы) к приёмным устройствам РЛС.

Приёмная часть ЗГРЛС может находиться довольно далеко от излучающей . Так, в Мордовии находится приёмная часть новой ЗГРЛС и аппаратная часть выделения и обработки полезного сигнала. А излучающая часть - в Нижегородской области. В целом это достаточно крупные сооружения. Они состоят из десятков антенно-фидерных мачт, имеющих высоту более30 метров. В Ковылкино линия таких мачт растянулась почти на полтора километра. Несмотря на это, ЗГРЛС вполне мобильна.

Антенно-мачтовые системы могут достаточно быстро собираться на оборудованных площадках. А вся аппаратура, включая мощный вычислительный комплекс, размещается в транспортируемых контейнерах. Благодаря тому, что ЗГРЛС «Контейнер» не требует строительства специальных капитальных сооружений, ввод в строй новых станций может происходить достаточно быстро.

ЗГРЛС 29Б6 «Контейнер» работает на коротких радиоволнах (декаметровых, от 3 до 30 МГц) . Именно они отражаются от ионосферы с малыми потерями. Для волн такой длины не существует так называемой «технологии стелс» (технологии пассивного снижения радиозаметности). Любой «малозаметный» летательный аппарат, крылатая ракета или корабль будут давать отличный отражённый сигнал, к тому же усиленный вторичным излучением (переотражениями внутри конструкции).

Сама идея загоризонтной локации не нова. Её предложил ещё в 1946 году советский учёный и конструктор Николай Кабанов. Но реализация идеи оказалась связанной с большим объёмом научной и технической работы. И к станции «Контейнер» мы шли долгим и непростым путём. Позволим себе небольшой исторический экскурс.

Первая экспериментальная ЗГРЛС появилась у нас в начале 60-х годов в районе города Николаев . В 1964 г. она впервые обнаружила ракету, стартовавшую с Байконура, на дальности 3000 км. А затем были построены и две боевые ЗГРЛС «Дуга» - одна близ Чернобыля (в начале 70-х), другая в районе Комсомольска-на-Амуре (в начале 80-х). Они должны были входить в систему предупреждения о ракетном нападении и были направлены на Северную Америку (только с разных сторон земного шара).

Две «Дуги», дублируя друг друга, контролировали всю территорию США и обширные прилегающие пространства. Они должны были обнаруживать пуски баллистических ракет у самой поверхности Земли, чтобы ответный ядерный удар был нанесён раньше. Дальность их действия достигала фантастических10.000 км. Она достигалась благодаря многократному отражению сигнала от ионосферы и поверхности Земли.

РЛС загоризонтного обнаружения 29Б6 «Контейнер»

Впрочем, такие «многоскачковые» ЗГРЛС имели существенный недостаток. Они не обладали точностью. «Дуги» не позволяли точно определять координаты целей из-за того, что луч несколько раз «бился» об ионосферу. Дополнительные искажения в работу «Дуг» вносили хаотические возмущения ионосферы, которые тогда были слабо изучены, а компенсация этих искажений ещё не была отработана.

Строительство боевых «Дуг» было начато до завершения экспериментов на опытной станции в Николаеве, когда ещё не был накоплен достаточный опыт загоризонтной локации. К тому же уже в конце 80-х американцы построили в Норвегии, а затем и в Японии и на Аляске мощные излучающие системы. Они должны были создавать нелинейные эффекты в ионосфере, мешающие нормальному функционированию ЗГРЛС. С этими эффектами научились бороться, правда, не сразу.

Но, тем не менее, «Дуги» так и не были приняты на вооружение . А система раннего предупреждения обходилась надгоризонтными станциями, которые могли обнаруживать не взлетающие баллистические ракеты, а только их атакующие боевые блоки. Сейчас обнаружение пусков баллистических ракет в системе предупреждения о ракетном нападении выполняет космический эшелон в составе спутниковой группировки.

Стоит сказать, что ЗГРЛС «Дуга» всё же оставила свой след в истории. Она породила массу сказок о «психотронном излучении» и «климатическом оружии». Дело в том, что начало работы «странной советской радиостанции» (в 1976 году) невозможно было не заметить. Мощность сигнала была такова, что он принимался обычными радиоприёмниками по всему миру. Он был слышен как пульсирующий стук, благодаря которому станция быстро получила прозвище «Русский дятел». Вдобавок «Дуга» нарушала радиосвязь, поскольку работала на частотах, которые активно использовались по всему миру.

США, Великобритания и Канада даже выражали Советскому Союзу протест, правда, без какого-либо результата. При этом назначение столь странного радиосигнала долго оставалось загадкой. Естественно, заголовки западной прессы быстро заполнились предположениями, что «русские хотят воздействовать на сознание людей во всём мире ». А известие, что сигнал направлен на ионосферу, быстро привёл к предположениям о воздействии «коварных русских» на климат Земли. Отголоски этих небылиц и сегодня будоражат умы, в том числе и у нас.

Второй загоризонтной системой, уже гораздо более совершенной, стали станции «Волна» . Их появление было бы невозможно без участия выдающегося советского государственного деятеля - главкома ВМФ Сергея Георгиевича Горшкова. Сложности с первыми ЗГРЛС привели к скептическому отношению к ним у советского руководства. Тогда как Сергей Георгиевич был настоящим подвижником прорывных военных технологий. Его стараниями на флоте были испытаны первые боевые лазерные системы и системы, использующие электромагнитные импульсы как поражающий фактор. Хотя действительно эффективные образцы такого оружия появляются только сегодня, к заслуге советского главкома ВМФ следует отнести то, что он не боялся взять на себя ответственность, давая ход разработкам, которые казались тогда фантастическими.

Станции «Волна» конструировалась в интересах флота. Она предназначалась для контроля надводной и воздушной обстановки в ближней 200-мильной зоне и радиолокационной разведки в дальней зоне до 3000 км . «Волна» не должна была «освещать» территорию США, поэтому работала в пределах одного отражения сигнала от ионосферы. Это позволило добиться большой точности получаемых данных о целях, недостижимой для станций предыдущего поколения.

Загоризонтный радиолокатор дальней зоны «Волна» (ГП-120)

В 1986 году станция «Волна» начала работать в экспериментальном режиме на Дальнем Востоке (недалеко от Находки) . Она постоянно совершенствовалась, модернизировался её программно-алгоритмический комплекс, повышался энергетический потенциал. К 1990 году станция устойчиво обнаруживала и сопровождала авианесущие группировки США в Тихом океане на дальностях гораздо выше3000 км, а отдельные воздушные цели ― на дальностях до2800 км.

В 1999 году на Камчатке, также в интересах флота, была построена новая ЗГРЛС «Телец» . Она использует сигнал меньшей мощности и служит для обнаружения кораблей и воздушных целей на дальности до250 км. Развитием «Тельца» стали береговые ЗГРЛС «Подсолнух», которые строятся сейчас в различных частях нашей страны и даже предлагаются на экспорт. Дальность их действия составляет около450 км.

Ну и наконец, вслед за флотом новые загоризонтные станции появляются и в войсках ПВО/ВКО . Станция 29Б6 «Контейнер» является развитием флотской «Волны». Она начала функционировать в экспериментальном режиме ещё в 2002 году. С этого времени был накоплен огромный опыт загоризонтной радиолокации, а технические средства самой станции неоднократно модернизировались.

В настоящий момент все основные режимы её использования отработаны, а на Дальнем Востоке начата подготовка к возведению уже серийной станции «Контейнер». Всего будет построено более десяти подобных станций, что позволит в короткие сроки покрыть сплошным радиолокационным полем всю территорию страны и обширное прилегающее воздушно-космическое пространство.

Россия создает группировку РЛС загоризонтного обнаружения со сплошным радиолокационным полем на дальности 1500-2000 км от границ, рассказал «Газете.Ru» собеседник в оборонно-промышленном комплексе. Приоритетному контролю этих систем подлежат взлеты самолетов с крылатыми ракетами с авиабаз стран , морские носители ядерного оружия и авианосные ударные группировки.

В ближайшем будущем ожидается развертывание нескольких РЛС ЗГО типа «Контейнер» (в различных модификациях) на Дальнем Востоке, в Сибири и на Балтике, а также РЛС ЗГО «Подсолнух» на Кольском полуострове, в Севастополе и в Балтийске Калининградской области.

Заглянуть за горизонт

Принцип работы загоризонтных локаторов имеет принципиальные особенности по сравнению с обычными надгоризонтными РЛС. Последние работают в зоне «прямой видимости», которая ограничена расстоянием в десятки, максимум сотни километров. Загоризонтные системы используют отражение радиоволн от ионосферы — верхнего слоя атмосферы Земли, сильно ионизированного из-за облучения космическими лучами. Радиоволны нужного диапазона отражаются от нее словно от «зеркала» высоко над горизонтом, затем достигают Земли, где снова могут отразиться от нужных целей — самолетов, кораблей и взлетающих ракет — и опять же через ионосферу вернутся к приемным антеннам. Таким образом создается радиолокационное поле на тысячи километров.

Из-за значительной изменчивости ионосферы от активности солнца, времени года и суток создание такой техники потребовало от отечественных разработчиков решения совершенно новых радиофизических, алгоритмических и технических проблем. Только при помощи сложнейшей математической обработки РЛС ЗГО могут разобрать нужные объекты и, более того, по характеру допплеровского смещения спектра определить их скорость и направление движения.

Сама идея использования эффекта отражения радиоволн от ионосферы для загоризонтного обнаружения целей была в 1947 году впервые в мире выдвинута русским ученым . Однако обнаружить цели за горизонтом ему в то время на своем макете не удалось. Поэтому укрепилось мнение, что засечь цели за горизонтом на фоне мощных отражений от Земли невозможно. Работы по загоризонтной радиолокации возобновились в 1958 году, когда была доказана принципиальная возможность загоризонтного обнаружения самолетов на дальности однократного отражения от ионосферы (3 тыс. км) и стартующих баллистических ракет на дальности двукратного отражения (6 тыс. км).

В 1962 году в СССР началась разработка экспериментальной загоризонтной радиолокационной станции Н-17 «Дуга-1» под Николаевым. В 1972 году прошли ее заводские испытания. Радиолокатор не полностью оправдал завышенные ожидания военных, но на многие годы стал уникальной экспериментальной базой, на которой были получены фундаментальные данные для разработки военных радиолокаторов загоризонтного обнаружения.

Испытания показали принципиальную возможность обнаружения относительно слабого сигнала от цели на фоне гораздо большей интенсивности отражений от Земли. Кроме того, была на практике решена задача автоматической адаптации РЛС к изменениям отражающих свойств ионосферы, а также автоматической отстройки мощных активных помех.

В 1971 году был разработан проект уже боевой станции 5Н32 «Дуга». В следующем году принято решение о строительстве двух радиолокаторов, на тот момент самых мощных в мире. Одна РЛС была построена на Украине: приемная позиция — в 10 км от Чернобыльской АЭС, передающая — около города Любеч Черниговской области. Вторая — на Дальнем Востоке, у поселка Большой Картель возле Комсомольска-на-Амуре.

Большие трудности возникли при сооружении огромных антенн — двух приемных полотен протяженностью 900 и 500 м, высотой 140 и 90 м, а также передающего полотна протяженностью около 300 м.

В 1976 году РЛС в Чернигове начала работу. Ее излучение даже было зафиксировано военными на Западе. Российским специалистам, в свою очередь, удалось обнаружить американские ракеты, стартующие с мыса Канаверал. После многочисленных модернизаций «Дуга» стала устойчиво обнаруживать старты ракет-носителей с космическими аппаратами «Шаттл» на борту и старты МБР «Титан» с мыса Кеннеди на дальности 7-9 тыс. км. Однако все попытки обнаружить старт МБР США «Минитмен» с базы Ванденберг через полярную ионосферу из-за ее специфики заканчивались неудачей.

В это же время были получены положительные результаты испытаний советской космической системы по обнаружению пусков межконтинентальных баллистических ракет.

После успехов в космической составляющей системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН) у военных пропал интерес к загоризонтной радиолокации, а финансирование соответствующей программы практически прекратилось.

«Контейнеры» и «Подсолнухи»

Сейчас космический эшелон СПРН действительно успешно справляется с задачами обнаружения старта МБР с территории США. Однако задачу по определению координат воздушных целей космический эшелон решить не может. И в начале 1990-х к идее РЛС ЗГО решили вернуться, но заново строить гигантские антенны после развала Советского Союза было признано нецелесообразным. Поэтому специалисты занялись созданием следующего поколения таких радиолокаторов, но ввиду тяжелого экономического положения в стране основные работы пришлись на конец 1990-х - начало 2000-х годов.

Научно-производственным комплексом «НИИ дальней радиосвязи» () была создана двухкоординатная радиолокационная станция загоризонтного обнаружения пространственной волны 29Б6 «Контейнер». Весь ее аппаратурный комплекс размещался в транспортабельных контейнерах и не требовал капитального строительства.

Радиотехнический узел таких РЛС состоит из двух частей: передающей и приемной. Каждая из них в своем составе имеет техническую позицию и жилой городок. На технических позициях установлены антенно-фидерные устройства со всем необходимым коммутационным и прочим оборудованием.

Сигнал «Контейнеров» в отличие от «Дуги» отражается от ионосферы только один раз, благодаря чему можно получить достаточно точное целеуказание и отслеживать на территории Западной Европы даже самолеты малой авиации.

Первая РЛС «Контейнер» в составе ПВО-ПРО заступила на опытно-боевое дежурство в мордовском поселке Ковылкино в декабре 2013 года. Ее задача — следить за западным направлением с целью обнаружения и определения координат воздушных целей в азимуте 180° и на расстоянии более 3 тыс. км.

На северо-западном направлении РЛС следит за пространством от Польши, Германии и Балтики до Турции, Сирии и Израиля.

К 2017 году «Контейнер» должны дооснастить, чтобы он мог засекать аэродинамические цели в азимуте 240°.

Восточный загоризонтный узел должен быть построен в ближайшие два года. В Зее Амурской области уже была проведена рекогносцировка и выбрано место, где будет развернут «Контейнер».

В 1990-х годах, когда средств в бюджете на создание дорогих РЛС ЗГО не было, производитель также предложил командованию Тихоокеанского флота создать надежный и недорогой радиолокатор для освещения надводной обстановки. В итоге был создан береговой загоризонтный радиолокационный комплекс поверхностной волны «Подсолнух», предназначенный для освещения надводной и воздушной обстановки, обнаружения, сопровождения и классификации цели в секторе 120° в качестве элемента системы берегового наблюдения.

Первая станция была развернута на побережье на мысе Первый в районе Камчатской бухты. В 1999 году ознакомиться с РЛС ЗГО «Подсолнух» прибыли военные специалисты из Китая. Они поставили условие: Китай купит станцию этого типа, если РЛС обнаружит корабль в море на расстоянии 200 км. В итоге «Подсолнух» обнаружил две морские цели на расстоянии 220-230 км.

С Китаем был заключен контракт на несколько миллионов долларов на поставку трех РЛС «Подсолнух-Э» (в экспортном варианте). В начале 2000-х все они были развернуты на территории Китая.

Затем ВМФ России заказал три РЛС «Подсолнух» с улучшенными характеристиками. Их развернули под Находкой, на Камчатке возле Петропавловска-Камчатского и в районе Каспийска на побережье Каспийского моря. Зона контроля воздушной обстановки этих РЛС — 450 км по дальности, надводной обстановки — до 300 км. «Подсолнух» позволяет в автоматическом режиме обнаружить, сопровождать и классифицировать до 300 морских и 100 воздушных объектов, определяя их координаты и параметры движения.