Противодействие беспилотным летательным аппаратам - [13]
В таблице 2.1 приведены сравнительные возможности вышеуказанных средств обнаружения БПЛА.
Далее подробно будет рассмотрено обнаружение БПЛА средствами РЛР, РРТР, ОЭР и АР.
Таблица 2.1. Возможности различных типов средств разведки при решении задач, идентификации и сопровождения малых БПЛА[69]
| Характеристика | Радио | Оптические | Акустические | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Средства РЛР (РЛС) | Средства РРТР | Средства ОЭР в видимом диапазоне | Средства ОЭР в ИК-диапазоне | Лазерные средства | Средства АР | |
| Обнаружение в дневное время | + | + | + | - | + | + |
| Обнаружение в ночное время | + | + | – | + | + | + |
| Обнаружение в условиях естественных помех | + | + | + | + | + | + |
| Обнаружение БПЛА среди естественных объектов (прежде всего — птиц) | – | + | – | – | – | ± |
| Обнаружение в сложных погодных условиях | ± | + | – | – | – | – |
| Идентификация БПЛА | – | + | ± | ± | – | + |
| Селекция одиночных и групповых целей | + | + (по различ. каналам) | + | + | + | + (для БПЛА различ. типов) |
| Сопровождение и формирование траектории | + | + (для многопоз. системы) | + | + | + | + (для многопоз. системы) |
| Дальность действия | выс. | выс. | средн. | средн. | средн. | низк. |
2.2. Обнаружение БПЛА средствами радиолокационной разведки
Контроль и ведение РЛР воздушного пространства с помощью РЛС является достаточно широко распространённым и традиционным способом обнаружения воздушных целей комплексами ПВО. Обнаружение средствами РЛР является эффективным в том случае, когда радиолокационная заметность цели соответствует разрешающей способности РЛС. Показателем радиолокационной заметности цели является ее эффективная площадь рассеяния (ЭПР)[70]
σ = (ξ P>отр) / E>1 = (ξ D>0P>рас) / E>1 = ξ S D>0,
где: ξ — коэффициент деполяризации вторичного поля (0≤ξ≤1); P>отр — мощность отражённого от цели сигнала; E>1 — плотность потока энергии радиолокационного сигнала на сфере радиусом равным дальности до цели; D>0 — значение диаграммы обратного рассеяния в направлении на РЛС; S — полная площадь рассеяния цели.
Несмотря на то, что показатель ЭПР имеет размерность м² он не является геометрической площадью, а является энергетической характеристикой, то есть представляет собой коэффициент, который учитывает отражающие свойства цели и зависит от пространственной конфигурации цели, электрических свойств её материала и отношения линейных размеров цели к длине волны. В радиолокационных задачах распознавания и классификации целей обычно пользуются радиолокационным портретом воздушной цели (так называемой сигнатурой), который связан с геометрическими, физическими и кинематическими свойствами цели.
Как объекты РЛР малые БПЛА характеризуются значением ЭПР порядка 0,05-0,5 м². При этом, в большинстве работ для таких БПЛА принимается значение ЭПР равное 0,1 м², которое, как показано в работе[71], является вполне достаточным значением, характеризующим сигнатуры БПЛА, на которых не используются специальные средства снижения заметности, в том числе — коммерческих БПЛА типа «квадрокоптер».
В работе[72] указывается, что расчетные дальности для обнаружения малоразмерных БПЛА со стороны РЛС, находящимися на вооружении формирований ПВО, при различных значениях ЭПР БПЛА составляют:
— для РЛС МВ диапазона:
• 8-14 км для БПЛА с ЭПР около 0,1 м²;
• 0,1–1,5 км для БПЛА с ЭПР около 0,01 м²;
— для РЛС ДЦМВ диапазона:
• 9-16 км для БПЛА с ЭПР около 0,1 м²;
• 0,8–2 км для БПЛА с ЭПР около 0,01 м²;
— для РЛС СМВ диапазона:
• 12–25 км для БПЛА с ЭПР около 0,1 м²;
• 1,4–2,8 км для БПЛА с ЭПР около 0,01 м².
При этом в войсках помимо РЛС комплексов ПВО имеются другие РЛС, предназначенные для ведения разведки местности, наблюдения за передвижением солдат и техники, наведения автоматического оружия на цель в условиях ограниченной видимости, разведки артиллерийских позиций противника, корректировки огня собственной артиллерии (в том числе по координатам разрывов артиллерийских снарядов). Предполагаемые возможности таких РЛС по обнаружению малоразмерных БПЛА с ЭПР 0,01 м² могут составить от 3,5 до 12 км[73].
Однако, как отмечается в работе[74], если для БПЛА с ЭПР 0,1 м² расчетные данные и фактические результаты полигонных испытаний по дальности обнаружения практически совпадают, то для БПЛА с ЭПР 0,01 м² фактические дальности обнаружения приближаются к нулевым значениям.
К дополнительным факторам, снижающим уровень ЭПР БПЛА, нужно отнести возможности быстрого изменения скоростного режима, вплоть до «зависания», что приводит с срыву сопровождения БПЛА в связи с выходом значения скорости за границы стробирования по Доплеровскому сдвигу в алгоритмах селекции движущихся целей (СДЦ) РЛС, а также использование в конструкции большого количества радиопрозрачных пластиковых и композитных материалов[75].
На рис. 2.1 показаны типовые рубежи обнаружения гипотетического БПЛА (массогабаритные характеристики БПЛА построены на основе результатов обработки статистических данных о них) для РЛС с длиной волны λ=3 см, представленные в работе[76]. При этом расчётные сигнатуры БПЛА под различными относительными углами пересчитаны на ЭПР плоской фигуры близкой к прямоугольной с учётом рекомендаций[77]. Диапазон ЭПР для используемых БПЛА составил 0,05-0,5 м².
Рис. 2.1. Рубежи обнаружения БПЛА с различными массогабаритными параметрами для РЛС с λ=3 см[78]
Как показано на рис. 2.1, уменьшение массогабаритных параметров БПЛА до значений менее 5 кг приводит к существенному уменьшению рубежа их обнаружения, а при использовании высокой доли радиопрозрачных (пластиковых и композиционных) материалов в конструкции БПЛА делает их обнаружение с помощью РЛС фактически невозможным. Таким образом, несмотря на то, что РЛС является достаточно надёжным средством контроля воздушного пространства, задача обнаружения и идентификации малоразмерных малоскоростных БПЛА с малыми ЭПР остаётся для них до сих пор нерешённой
