Способ подготовки взлетно-посадочной полосы летного бассейна гидроаэродрома для выполнения взлета и приводнения гидросамолета

Способ подготовки взлетно-посадочной полосы летного бассейна гидроаэродрома для выполнения взлета и приводнения гидросамолета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области амфибийного транспорта и может использоваться для решения задач, связанных с повышением безопасности взлетно-посадочных действий магистральных самолетов- амфибий за счет увеличения эффективности многопозиционного радиолокационного мониторинга надводной поверхности акватории летного бассейна гидроаэродрома долговременного базирования. Эффективность мониторинга акватории летного бассейна, в частности, надводной части взлетно-посадочной полосы (ВПП) при облучении с помощью радиолокационных станций (РЛС) как с борта гидросамолета, так и береговых постов достигается за счет размещения активных радиолокационных отражателей (АРЛО) с круговой диаграммой рассеяния в верхней полусфере (как в угломестной, так и азимутальной плоскостях) на плавучих навигационных знаках: маркерных (по два входных, центральных и выходных соответственно - края ВПП), курсовом маяке (ось ВПП), судне на воздушной подушке (СВП) как знаке зоны приводнения, а также береговых постройках гидроаэродрома. АРЛО обеспечивает переизлучение в обратном направлении достигших их сигналов посылки РЛС, которые усилены по мощности и когерентны зондирующему излучению, что увеличивает собственную радиолокационную заметность указанных объектов. В верхней полусфере АРЛО имеет форму выпуклой поверхности вращения второго порядка, образованной необходимым количеством активных модулей, каждый из которых представляет собой двухстороннюю щелевую слабонаправленную антенну трехсантиметрового диапазона длин волн интегрированную с усилителем (см. пат. №645496 РФ, МКИ HОЗB 7/14. Генератор сверхвысоких частот / Волощенко П.Ю., Волощенко Ю.П. (РФ); ТРТИ (РФ). Заявл. 01.03.77; Зарег. 23.08.93; Волощенко П.Ю., Волощенко Ю.П., Малышев В.А. Сверхвысокочастотный усилитель. А.с. 882382 СССР, Заявл. 26.12.79. Зарег. 14.10.1993. Бюл. №42. - 4 с.), причем частоты переизлучения в обратных направлениях усиленных по мощности сигналов для всех используемых АРЛО, различны, что обеспечивает «индивидуальную» радиолокационную распознаваемость на акватории объектов, на которых они размещены, - плавучих навигационных знаков: маркерных (края ВПП), курсового маяка (ось ВПП), СВП (знак зоны приводнения), береговых построек гидроаэродрома. В активных модулях используются негатроны электронные приборы с отрицательным сопротивлением, например, лавинно-пролетные диоды (ЛПД) (см. Негатроника / А.П. Серьезнов, Л.И. Степанова, С.А. Гаряинов, СВ. Гагин, О.П. Негоденко, Н.А. Филинюк, Ф.Д. Касимов. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН. 1995. 315 с.). Достигаемое увеличение собственной радиолокационной заметности указанных объектов актуально при выполнении взлетно-посадочных действий в условиях ограниченной видимости: низкая облачность, маскирующее действие гидрометеоров (продукты конденсации водяного пара в атмосфере - дождь, туман, снег, град), ночное время, при возникновении аварийной ситуации на борту СВП и т.д. Многопозиционный мониторинг - радиолокационный и гидроакустический как надводного, так и подводного объема акватории летного бассейна гидроаэродрома позволит береговой службе обеспечения своевременно иметь достаточный объем информации (координаты береговых объектов, плавучих маркерных знаков, курсового маяка и вспомогательного судна на воздушной подушке, параметры переизлучаемых радиосигналов и т.п.) о состоянии взлетно-посадочной полосы (ВПП), на основании которой принимается то ли иное решение, сообщаемое по дополнительному радиоканалу на борт экипажам как судна на воздушной подушке (СВП), так и гидросамолета, готовящего к выполнению взлетно-посадочных операций.

Преимущественная область использования - системы обеспечения безопасной эксплуатации внутренней и шельфовой водной транспортной системы России - естественных и искусственных водоемов: рек, озер, водохранилищ, морского шельфа при нефте- и газодобыче, в частности для обеспечения безопасности взлета и приводнения гидросамолета на акватории летного бассейна гидроаэродрома при осуществлении амфибийной транспортной деятельности.

Известные технологии взлетно-посадочных операций на гидроаэродромах разрабатывались для легкомоторных гидропланов на поплавках. Причем, до настоящего времени контроль чистоты акватории летного бассейна гидроаэродрома от опасных для приводнения предметов (наличие плавсредств, льдин и т.п. на акватории гидроаэродрома) включает в себя только визуальный осмотр с борта гидроплана перед приводнением, что значительно снижает безопасность взлетно-посадочных действий или приводит к их отмене в условиях ограниченной видимости, в ночное время и т.д.

В качестве первого аналога выбран способ, включающий операции определения положения ВПП по направлению ветра и установку плавучих маркерных знаков на открытых морских акваториях (см. «Инженерно-авиационная служба и эксплуатация летательных аппаратов», Н.Н. Андреев и др., М.: изд-во ВВИА им. Жуковского Н.Е., 1970, с.276-280), в котором однако не предусмотрено применение специальных плавсредств для осуществления осмотра, очистки и мелководной части акватории. В способе не осуществляется как гидроакустический осмотр подводной части ВПП, так и радиолокационный мониторинг надводной части акватории летного бассейна гидроаэродрома с целью своевременного обнаружения, определения координат и измерения параметров движения, опасных для приводнения и взлета плавающих предметов, например льдин, контроля расположения плавучих маркерных знаков и вспомогательных судов в условиях ограниченной видимости: низкая облачность, маскирующее действие гидрометеоров (продукты конденсации водяного пара в атмосфере - дождь, туман, снег, град), ночное время. Контроль ВВП от опасных для приводнения и взлета предметов (плавающих и притопленных) включает в себя лишь визуальный осмотр надводной части акватории, по результатам которого принимается решение о ее удовлетворительном навигационном состоянии, что значительно снижает безопасность взлетно-посадочных действий или приводит к их отмене в условиях ограниченной видимости. В аналоге осмотр акватории производится визуально с буксира, осадка которого не позволяет производить данные работы на мелководье, в результате чего данный способ не обеспечивает должный уровень безопасности при маневрах гидросамолета как в водоизмещающем, так и глиссирующем режимах на акватории летного бассейна гидроаэродрома.

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является отсутствие мониторинга акватории летного бассейна гидроаэродрома как гидроакустического (подводный объем ВПП), так и радиолокационного (надводный объем ВПП) с целью оперативного получения необходимой информации о ее удовлетворительном навигационном состоянии, что значительно снижает безопасность взлетно-посадочных операций, а иногда приводит и к невозможности их осуществления в условиях ограниченной видимости: низкая облачность, маскирующее действие гидрометеоров (продукты конденсации водяного пара в атмосфере - дождь, туман, снег, град), ночное время и т.д.

Признаки, совпадающие с заявляемым способом: определение положения ВВП по направлению ветра, установка плавучих маркерных знаков на акватории, проведение визуального осмотра водной поверхности.

В качестве второго аналога выбран способ подготовки гидроаэродромов для выполнения взлета и посадки гидросамолетов (см. патент РФ №2093428, кл. B64F 1/00, опубл. 20.10.1997), заключающийся в том, что в пределах летного бассейна гидроаэродрома определяют по направлению ветра положение ВПП, устанавливают плавучие маркерные знаки (входные, центральные и выходные) и курсовой маяк, производят осмотр и очистку пути перемещения гидросамолета от посторонних предметов, выбор расположения ВПП производят из условия минимальности имеющейся на акватории ветровой волны, причем установку плавучих маркерных знаков, курсового маяка, осмотр и очистку пути перемещения гидросамолета выполняют посредством использования специального плавсредства - судна на воздушной подушке (СВП). В аналоге использование СВП позволяет провести значительный набор действий: 1) проход от места стоянки впереди гидросамолета до точки его взлета, а также до места стоянки после его посадки; 2) швартовка или отшвартовка гидросамолета после его приводнения или перед взлетом; 3) буксировка гидросамолета по акватории; 4) обеспечение приводнения гидросамолета в условиях плохой видимости за счет размещения и использования глиссадных и курсовых радиомаяков для излучения и приема радиосигналов; 5) осмотр пути перемещения гидросамолета по акватории с помощью гидролокатора и радиолокатора, размещенных на СВП, т.е. наряду с «традиционным» визуальным осмотром для обеспечения безопасности маневрирования и исключения столкновений предложено косвенным образом, т.е. с помощью соответствующих приборов обнаруживать, измерять координаты и параметры движения объектов как в подводной, так и надводной частях ВПП, используя импульсный метод определения дистанции и амплитудный метод пеленгования.

Однако используемая аппаратура активной локации - как гидро-, так и радиолокаторы, установленные на СВП, являются однопозиционными системами определения местоположения как подводных, так и надводных объектов, в связи с чем жесткие требования предъявляются к остроте направленного действия и уровню бокового поля антенн обоих устройств. Следует учесть, что и схема импульсного измерения расстояния до цели, и определение направления на цель путем поворота основного лепестка характеристики направленности антенны в плоскости пеленгования предполагает проведение измерений в безграничной среде, в то время как необходимо достоверно обнаруживать объекты расположенные вблизи протяженной границы раздела «вода-воздух» обследуемого как подводного, так и надводного объема ВПП, что обусловит появление маскирующих отражений и индикацию «ложных» целей на дисплеях, в результате чего операция аналога - эхопоиск «опасных» объектов с борта СВП в обоих средах - будет малоэффективной.

В воздушной среде маскирующее действие поверхностных распределенных целей, уменьшающее вероятность обнаружения объекта, заключается в образовании помех в результате отражений электромагнитных (ЭМ) воли от поверхности моря, а также от неоднородностей в атмосфере. При достаточно большой интенсивности такие помехи могут значительно снизить эффективность работы радиолокационных станций (РЛС) или даже полностью исключить возможность ее результативной работы. Сигнал от поверхностной цели создает на экране РЛС интенсивную светящуюся отметку (фон), который мешает наблюдать находящиеся в пределах этой поверхности точечные цели: корабли, маяки, бакены и т.д. Надводная или наземная цель (например, створы или маяк) может быть обнаружена оператором только в том случае, если ее сигнал выделен из отметок, созданных маскирующими отражениями от окружающего цель фона. Опытные данные показывают, что на индикаторе кругового обзора можно выделить отметку от отражающей площадки, на которой размещена точечная цель, из соседних с пей отражающих площадок, не имеющих точечных целей, только тогда, когда коэффициент контрастности K=(σ_пц+σ_ц)/σ_пц станет больше 1,3, где σ_ц, σ_пц - эффективные поверхности рассеяния точечной и поверхностной целей. Для улучшения наблюдаемости точечных целей необходимо уменьшать σ_пц, что можно достичь, сужая ширину основного лепестка в диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости и уменьшая длительность импульса τ. (см. Противолокационная маскировка. Ю.Г. Степанов. - М.: Сов. радио, 1968, с.68-71).

В водной среде причины низкой эффективности поиска с борта надводного плавательного средства в специфических условиях мелководья анализируются из опыта применения эхотрала-гидролокатора для обнаружения подводных препятствий, определения их координат в условиях мелководья на дистанциях до 50 метров, который используется для траления с борта надводного судна с целью проверки чистоты судовых ходов и выявления на них опасных для судоходства подводных объектов (см. Гидролокаторы ближнего действия. А.Н. Яковлев, Г.П. Каблов. Л.: Судостроение, 1983, с.174-178). Возникновение опасных для судоходства подводных объектов связано с естественным процессом изменения русла, а также обусловлено возможностью текущей замусоренности водных путей случайными объектами, например, затонувшими бревнами и т.п. Конструкция пьезоэлектрической интерференционной антенны эхотрала обеспечивала формирование акустического поля со следующими характеристиками:

в вертикальной плоскости - ширина основного лепестка характеристики направленности по уровню 0,7 θ_0,7В=2°, первый боковой лепесток в направлениях (±3,5°) от акустической оси с уровнем (- 13,3 дБ), второй боковой лепесток в направлениях (±5,8°) - с уровнем (- 17,8 дБ), третий боковой лепесток в направлениях (±8,2°) - с уровнем (- 21 дБ);

в горизонтальной плоскости - ширина основного лепестка характеристики направленности по уровню 0,7 θ_0,7B=7,2°, первый боковой лепесток в направлениях (±12°) от акустической оси с уровнем (- 13,3 дБ), второй боковой лепесток в направлениях (±20°) - с уровнем (- 17,8 дБ), третий боковой лепесток в направлениях (±30°) - с уровнем (- 21 дБ).

При данных параметрах приемно-излучающей антенны закономерны выводы, которые делают сами разработчики: «В условиях ограниченной глубины в русле реки (~4 м) и заглублении излучателя (от 0,5 м до 2,4 м) импульс звука не мог пройти расстояния более 30 м, не испытав отражений от поверхности воды или дна; в некоторых случаях эти отражения вызывали интенсивную помеху на индикаторе. … Незначительная часть звуковых импульсов распространялась с отражением от водной поверхности и от дна на всем протяжении, начиная от самого излучателя. Для устранения реверберационной помехи на индикаторе начало развертки искусственно задерживалось, хотя при этом исключалась возможность обнаружения подводных препятствий в радиусе вокруг вибратора около 3 м. Изображение на экране индикатора препятствия с малыми размерами (эхо от буя) вызывало утроение отметки, обусловленное боковыми лепестками характеристики направленности вибратора».

Далее, следует отметить, что операция аналога - разметка ВПП в пределах летного бассейна гидроаэродрома - посредством установки с борта СВП плавучих навигационных знаков: маркерных (по два входных, центральных и выходных соответственно - края ВПП), курсового маяка (ось ВПП), СВП как знака зоны приводнения, причем ориентация СВП носом против ветра указывает направление последнего (направление захода на ВПП для приводнения или взлета против ветра) эффективна для «традиционного» визуального осмотра надводной части ВПП с борта гидроплана перед приводнением лишь в условиях достаточной атмосферной видимости, что значительно снижает безопасность взлетно-посадочных действий или приводит к их отмене в условиях ограниченной видимости: низкая облачность, маскирующее действия гидрометеоров (продукты конденсации водяного пара в атмосфере - дождь, туман, снег, град), ночное время и т.д. В данных сложных метеоусловиях принятие решения о удовлетворительном навигационном состоянии надводной части ВПП должно быть принято в результате получения необходимой дублирующей информации на основе данных радиолокационного мониторинга надводного объема акватории летного бассейна гидроаэродрома как с борта гидросамолета, так и с береговых постов службы обеспечения. В аналоге не обеспечивается возможность получения необходимой информации о удовлетворительном навигационном состоянии подводного объема ВВП вследствие отсутствия проведения подводного наблюдения с помощью многопозиционной гидроакустической системы ближней локации.

Рассмотрим вопрос обеспечения приводнения гидросамолета в условиях плохой видимости за счет операций аналога - размещение на боргу СВП глиссадного радиомаяка и установку с помощью СВП на самостоятельном плавсредстве курсового маяка. Курсо-глиссадная система, КГС (Instrument Landing System, ILS) - наиболее распространенная в авиации радионавигационная система обеспечения захода на посадку по приборам, состоит из двух радиомаяков - курсового (КРМ) и глиссадного (ГРМ).

Антенная система КРМ представляет собой многоэлементную антенную решетку, состоящую из линейного ряда направленных антенн метрового диапазона с горизонтальной поляризацией. Для расширения рабочего сектора радиомаяка до углов (±35°) часто используется дополнительная антенная решетка. Диапазон рабочих частот КРМ - (108÷112) МГц (используется 40-канальная сетка частот, где каждой частоте КРМ поставлена в соответствие определенная частота ГРМ). Антенная система ГРМ представляет собой решетку из двух разнесенных по высоте направленных антенн дециметрового диапазона с горизонтальной поляризацией (решетка «O»). Диапазон рабочих частот ГРМ (329÷335) МГц. На аэродроме ГРМ размещают со стороны, противоположной участку застройки и рулежным дорожкам, на расстоянии (120-180)м от оси ВПП напротив зоны приземления, но удаленно от порога ВПП, а КРМ размещается за пределами ВПП на продолжении ее осевой линии, причем габариты антенных решеток КРМ и ГРМ должны составить приблизительно: по вертикали до 10 м, а по горизонтали до 200 м соответственно, что приемлемо лишь для «сухопутного» аэродрома, но не для гидроаэродрома.

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является отсутствие многопозиционного радиолокационного мониторинга надводного объема акватории летного бассейна гидроаэродрома как с борта гидросамолета, так и с береговых постов службы обеспечения, что снижает безопасность проведения взлета и приводнения гидросамолетов в условиях внезапно наступившей ограниченной видимости: низкая облачность, маскирующее действие гидрометеоров (продукты конденсации водяного пара в атмосфере - дождь, туман, снег, град), ночное время и т.д., а также невозможность получения необходимой информации о удовлетворительном навигационном состоянии подводного объема ВВП вследствие отсутствия проведения подводного наблюдения с помощью многопозиционной гидроакустической системы ближней локации.

Признаки, совпадающие с заявляемым способом: определение положения ВВП по направлению ветра, установка плавучих маркерных знаков (входных, центральных и выходных) и курсового маяка на акватории, проведение визуального осмотра водной поверхности, определение по направлению ветра положение ВПП в пределах летного бассейна гидроаэродрома, установка маркерных знаков на акватории с помощью СВП, осмотр и очистка пути перемещения гидросамолета от посторонних предметов с помощью СВП, выбор расположения ВПП из условия минимальности имеющейся на акватории ветровой волны, проход СВП от места стоянки впереди гидросамолета до точки его взлета, а также до места стоянки после его посадки, швартовка или отшвартовка с помощью СВП гидросамолета после его приводнения или перед взлетом, буксировка с помощью СВП гидросамолета по акватории, обеспечение с помощью СВП приводнения гидросамолета в условиях плохой видимости за счет размещения и использования глиссадных и курсовых радиомаяков для излучения и приема радиосигналов, осмотр пути перемещения гидросамолета по акватории с помощью гидролокатора и радиолокатора, размещенных на СВП.

В качестве прототипа выбран «Способ подготовки летного бассейна гидроаэродрома для выполнения взлета и приводнения гидросамолета» (см. патент РФ №2464205, кл. B64F 1/00, опубл. 20.10.2012 г., Бюл. №29), заключающийся в том, что в пределах летного бассейна гидроаэродрома определяют положение ВПП как с учетом направления ветра, так и из условия минимальности имеющейся на акватории ветровой волны, экипаж СВП производит разметку ВПП посредством установки плавучих навигационных знаков: маркерных (по два входных, центральных и выходных соответственно - края ВПП), курсового маяка (ось ВПП), СВП как знака зоны приводнения, причем ориентация СВП носом против ветра указывает направление последнего (направление захода на ВПП для приводнения или взлета), в процессе чего визуально, а также с помощью радиолокатора и гидролокатора осматривает путь перемещения гидросамолета по акватории, осуществляет швартовку, отшвартовку и буксировку гидросамолета после его приводнения или перед взлетом, а также на борту СВП размещает глиссадные и курсовые радиомаяки для посылки и приема радиосигналов, обеспечивающих приводнение гидросамолета в условиях плохой видимости. Причем, заблаговременно, в процессе подготовки летного бассейна экипаж судна на воздушной подушке размещает на дне акватории вдоль осей четырех радиальных (сдвинуты относительно друг друга на 45°) ВПП приемоизлучающие антенные устройства полусферической формы, обеспечивающие квантованный как по направлению, так и по «частотной окраске» ультразвуковой эхопоиск объектов в водном объеме в режимах кругового или секторного обзора как в азимутальной, так и угломестной плоскостях. Донные приемоизлучающие антенные устройства соединены кабелем с аппаратурой береговой гидроакустической службы гидроаэродрома, обеспечивающей формирование зондирующих сигналов возбуждения однотипных преобразователей накачки параметрических антенн, образующих полусферическую апертуру приемоизлучающего антенного устройства, обработку и отображение информации, полученной в широком частотном, но «индивидуальном» для каждого антенного устройства, диапазоне. Операторы береговой гидроакустической службы осуществляют различные виды подводного мониторинга: ультразвуковое зондирование водного объема взлетно-посадочной полосы, соответствующей имеющемуся направлению ветра; текущий эхопоиск на периметре летного бассейна гидроаэродрома; режим пассивного наблюдения дальней подводной обстановки в шельфовой зоне, примыкающей к акватории гидроаэродрома, причем перечисленные операции береговая гидроакустическая служба может выполнять на постоянной основе вне зависимости от погодных условий, времени суток и года. Одновременное использование соседних донных антенных устройств полусферической формы дает возможность дистанционного получения информации о состоянии водного объема (глубина, направление и скорость течения водных масс), границы раздела «воздух-вода» (высота, скорость и направление движения ветровых волн, границы раздела «вода-лед» (толщина льда) в различных точках акватории летного бассейна. На основе полученной информации о подводной обстановке на акватории береговая гидроакустическая служба гидроаэродрома, принимает то или иное решение относительно взлетно-посадочных действий, сообщаемое по радиоканалу на борт экипажам как СВП, осуществляющему описанные выше действия, так и гидросамолета, готовящего к выполнению взлетно-посадочных действий.

Однако значительная часть описанных выше действий, которые направлены на повышение безопасности взлетно-посадочных действий на акватории летного бассейна гидроаэродрома, выполняется посредством использования многопозиционной гидроакустической система ближнего подводного наблюдения в водном объеме ВПП, физические характеристики которой (плотность, скорость звука, температура, соленость и т.д.) достаточно изучены, стабильны во времени и не флюктуируют внезапно в значительном диапазоне, что могло бы привести к ее неработоспособности, в то время как состояние воздушной среды гидроаэродрома в гораздо меньшей степени предсказуемо, подвержено внешним суточным, погодным и антропогенным воздействиям, что может привести в условиях внезапно наступившей ограниченной видимости: низкая облачность, маскирующее действие гидрометеоров (продукты конденсации водяного пара в атмосфере - дождь, туман, снег, град), ночное время, при возникновении аварийной ситуации на борту СВП и т.д. к невозможности «традиционного» визуального осмотра навигационного состоянии надводного объема ВВП с борта гидросамолета, сводя к нулю эффективность действий экипажа СВП по подготовке ВПП к взлетно-посадочным действиям, что снижает безопасность их проведения. В данных метеоусловиях принятие решения о удовлетворительном навигационном состоянии надводной части ВПП должно быть принято в результате получения необходимой дублирующей информации на основе данных радиолокационного мониторинга надводного объема акватории летного бассейна гидроаэродрома как с борта гидросамолета, так и с береговых постов службы обеспечения, что может быть затруднено в силу целого ряда рассмотренных ниже причин.

1) В воздушной среде маскирующее действие поверхностных распределенных целей, уменьшающее вероятность обнаружения объекта, заключается в образовании помех в результате отражений электромагнитных волн (ЭМВ) от поверхности моря, береговой полосы, а также от неоднородностей в атмосфере. При достаточно большой интенсивности такие помехи могут значительно снизить эффективность работы PJIC или даже полностью исключить возможность ее применения. Например, маскирующее действие морских волн при обнаружении надводных объектов корабельной РЛС «Дон» (τ=1 мкс, θ=1°; частоту следования импульсов F_п=800 Гц; скорость вращения антенны Ω=15 об/мин; высота h=20 м) определяется следующим образом. Задаются величинами максимальной вероятности правильного обнаружения D=0,9 и вероятностью ложной тревоги 10^-5, параметром σ_y=(-15) дБ (соответствующем высоте волн более 2 м). Рассчитывают: число интегрируемых импульсов n=0,5·θ·10^-5/Ω=4 и отношение (P_C/P_П)_ПОР=13 дБ, согласно методике, приведенной в монографии (см. Противолокационная маскировка. Ю.Г. Степанов. - М.: Сов. радио, 1968, с.80). Подставляя все данные в выражение для σ_Ц, получают величину ЭПР надводной цели σ_Ц>12 дБ=16 м². Таким образом, проведенный расчет показывает, что при волнении моря в 4 балла и выше с помощью корабельной РЛС «Дон» с антенной, установленной на высоте 20 м, можно с трудом обнаруживать на фоне отражений от морских волн надводные цели, имеющие эффективную поверхность рассеяния (ЭПР) менее 16 м²: катера, шлюпки, но не плавучие знаки навигационной остановки. Условие обнаружения надводной цели на фоне помех от морских волн состоит в том, что ее ЭПР σ_ц должна быть больше величины, определяемой соотношением (см. Противолокационная маскировка. Ю.Г. Степанов. - М.: Сов. радио, 1968, с.79).

(P_C/P_П)_пор·σ_y·h·c·τ·θ/2,

где P_C, P_П - мощности рассеяния сигнала и помехи, σ_y - эффективная поверхность рассеяния 1 м² морской поверхности, h - высота установки антенны радиолокатора, c - скорость света, τ - длительность излучаемого импульса, θ - ширина по уровню 0,7 основного лепестка характеристики направленности антенны радиолокатора.

2) Следует отметить, что при обзоре морской поверхности интенсивность отраженных радиолокационных сигналов определяется распределенными целями, имеющими различные отражающие свойства. Современные корабельные РЛС позволяют различать очертания контрастных (по интенсивности радиолокационного отражения) больших объектов (мостов, плотин и т.д.). С помощью радиолокационных отражателей (РЛО) можно улучшить изображение небольших навигационных объектов путем изменения отражающих свойств отдельных участков водной поверхности, а также подчеркнуть контуры береговой черты акваторий. Основная цель, которая при этом преследуется, - увеличение радиолокационной контрастности навигационных объектов на экране РЛС от уровня окружающего их фона за счет изменения ЭПР отдельных участков поверхности, где располагаются такие объекты. В международном договоре об обеспечении безопасности судов (SOLAS) существует требование улучшения радиолокационной распознаваемости водных транспортных средств (ТС) и навигационных знаков, выполняемое в настоящее время за счет установки на них пассивных РЛО (см. Комаров В.М., Заличев Н.Н. Радиолокационные отражатели для систем предупреждения столкновения водных транспортных средств // Зарубежная радиоэлектроника - 1982. - №10. - С.40-52). Так, на характеристики РЛО распространяется действие ряда правил и стандартов, разработанных как национальными, так и международными организациями (Offshore Racing Council, Royal Ocean Racing Club, British Marine Radar Reflector Perfomance Specification, 1977r., ISO 8729, 1987 г., Firdell 1988 International Radar Perfomance Standart), в соответствии с которыми к РЛО, предназначенным для использования в морских условиях, предъявляются следующие специфические требования:

- наличие большой ЭПР (например, в 3 см-диапазоне ЭПР должна быть более 100 м²), позволяющей обнаруживать отражатели даже при сильном (около 5-6 баллов) волнении;

- наличие гладкой и ровной диаграммы ЭПР пассивного РЛО как в азимутальной, так и угломестной плоскостях, позволяющей поддерживать постоянство величины ЭПР отражателя даже в условиях качки;

- установка РЛО на достаточно больших высотах над уровнем моря, позволяющих судовым РЛС обнаруживать отражатели на дальностях 5-6 миль;

- обеспечение заданной отражательной способности при любых изменениях состояния моря, вибрации, влажности, температуры и других воздействующих факторов морской среды;

- малый вес и габариты, простота установки и удобство обслуживания, низкая цена (см. Андреев А.Ю., Леонтьев В.В. Радиолокационные отражатели и безопасность на море // Судостроение за рубежом. - 1991. - №9. - С.40-53).

Результаты натурных испытаний радиолокационной заметности пассивных РЛО - 26-дюймовой линзы Люнеберга (ЛЛ) и блока уголковых отражателей, установленных на морских буях, качественно оценивалась по изображению на экране РЛС. Радиолокатор имеет частоту сигнала (9375±30) МГц, излучаемую импульсную мощность 10 кВт (средняя мощность 0,64 Вт), частоту повторения импульсов 800 Гц, длительность импульса 0,08 мкс, чувствительность приемника - 95дБ, коэффициент усиления антенны 29,4 дБ и высоту установки антенны над уровнем моря 3,1 м. Ширина диаграммы направленности антенны по уровню половинной мощности в двух ортогональных плоскостях составляла 0,8°×15°. Результаты испытаний показали, что радиолокационные отражатели увеличивают максимальную дальность обнаружения буев от 2,0 до 6,0 миль.

3) Одним из новых направлений в технике твердотельных устройств СВЧ-диапазона является разработка активных антенн (АА), объединяющих пассивный излучатель и активное устройство на электронных полупроводниковых приборах в виде одного модуля, осуществляющего прием и передачу радиоволн, усиление, преобразование или генерацию сигналов. Активная антенна (ЛА) представляет собой единое конструктивно целое устройство, в котором излучатель играет роль элемента колебательного контура, подключенного к электронному прибору. В общем случае ЛА - это нелинейная система, которая наряду с характеристиками излучения (диаграмма направленности и коэффициент направленного действия, эффективная площадь и др.) описывается параметрами, учитывающими наличие активного прибора (мощность, потребляемая от источников питания и интенсивность излучения на частотах, динамический диапазон и площадь усиления). К настоящему времени перспективными направлениями использования ЛА являются:

оснащение ими РЛО, применяемых для улучшения распознаваемости на экране РЛС транспортных средств (например, малоразмерных и малотоннажных судов и самолетов), навигационных знаков (буев, бакенов, маяков), аварийных спасательных средств (шлюпок, типов, жилетов), рыболовных сетей и т.д., создание усиливающих приемопередающих или передающих антенн активных радиолокационных отражателей (АРЛО) позволяет, в сравнении с пассивными РЛО, за счет изменения параметров полупроводникового прибора, регулировать характеристики отражателей: увеличить эффективную поверхность рассеяния, модулировать отраженный сигнал, расширить рабочую полосу частот, уменьшить вес и габариты;

установка в РЛО, изменяющих отраженный от подвижного или стационарного объекта сигнал с целью затруднения идентификации, либо обнаружения объекта (например, уменьшение радиолокационной контрастности объекта до уровня окружающего фона или создание на экране радиолокаторов искусственной «ложной» ц ели с интенсивностью отраженного сигнала превышающей сигнал от реального объекта);

размещение их в бортовых навигационных и связных системах летательных аппаратов, в радиосистемах мобильных объектов, подвергающихся механическим внешним воздействиям; использование АА, позволяет уменьшить массу и габаритные размеры излучателей подвижных объектов, сохранить механическую прочность конструкции корпуса и уменьшить аэродинамическое сопротивление аппарата.

4) Практически прямолинейное распространение ультракоротких волн, применяемых в радиолокации, ограничивает действие навигационных PJIC видимым горизонтом, причем рельеф местности, наличие «затеняющих» протяженных объектов и т.п. не позволяет обнаружить цели, находящиеся в поле невидимости, т.е. в образующейся области радиотени. Таким образом, имея данные о расположении маяков, створных знаков на местности, можно подсчитать границы их зоны обнаружения по известной формуле (см. Противолокационная маскировка. Ю.Г. Степанов. - М.: Сов. радио, 1968, с.74)

r = 3 , 57 ( h + H ) ,

где r - дальность прямой видимости, км; h, H - высоты антенны РЛС и объекта соответственно, м.

Расположение навигационных объектов за пределами этой зоны не может быть обнаружено корабельными РЛС, какие бы тактико-технические данные они не имели. В условиях прибрежного гидроаэродрома актуально получение дублирующей информации за счет многопозиционного радиолокационного мониторинга посредством высокорасположенных антенн РЛС как с борта гидросамолета, так и с береговых постов службы обеспечения о удовлетворительности навигационного состояния надводного объема ВПК, размеченной плавучих навигационными знаками: маркерными (по два входных, центральных и выходных соответственно - края ВПП), курсовым маяком (ось ВПП) и самим СВП как знаком зоны приводнения, которые для повышения безопасности взлетно-посадочных действий магистральных самолетов- амфибий должны быть оборудованы активными средствами увеличения собственной радиолокационной заметности.

5) Если не принимать во внимание атмосферное поглощение электромагнитной (ЭМ) энергии, отражение от моря и другие ограничивающие факторы, то для свободного пространства максимальная дальность действия радиолокатора определяется формулой r max = A ⋅ σ Ц 4 , где A - коэффициент, объединяющий параметры радиолокатора (см. Противолокационная маскировка. Ю.Г. Степанов. - М: Сов. радио, 1968, с.29). Поэтому основным методом увеличения дальности радиолокационного обнаружения навигационного объекта является повышение величины его ЭПР σ_Ц. Успешное решение этой задачи позволяет, кроме того, увеличить вероятность обнаружения цели и вероятность захвата ее системами навигационного наведения, работающих на радиолокационном принципе; допускает возможность уменьшения веса и габаритов, парусности используемого РЛО; снижает маскирующее действие гидрометеоров, отражений от береговой и морской поверхности. В настоящее время этот эффект достигается усложнением конструкции, увеличением геометрических размеров и высоты размещения РЛО в пространстве над навигационным объектом.

6) Возвращаясь к обеспечению приводнения гидросамолета в условиях плохой видимости за счет операций аналога - размещение на борту СВП глиссадного радиомаяка и установка с помощью СВП на самостоятельном плавсредстве курсового маяка, следует отметить, что кроме недопустимо больших габаритов антенных систем для морских условий, осложнения возникнут при функционировании глиссадного радиомаяка (ГРМ). Его антенная система должна сформировать в пространстве одновременно две диаграммы излучения. Первая диаграмма имеет в угломестной плоскости одни широкий лепесток, направленный вдоль плоскости глиссады, в которо