Битва в ионосфере
Шрифт:
Более сложной оказалась задача расчета характеристик взаимодействия радиоволн с различными фрагментами следа. Фактически эта задача так и не была решена с достаточной для загоризонтной локации полнотой. Это обусловило проведение масштабных экспериментов по локации следа баллистической ракеты, как в зоне прямой видимости, так и на дальности одного скачка. По техническим причинам данные эксперименты осуществлялись при таком взаимном расположении средств локации и следа ракеты, которое соответствует облучению движущейся ракеты сзади. При этом радиоволновые пакеты прежде, чем достичь областей следа примыкающих к корпусу самой ракеты и, следовательно, движущихся со скоростью самой ракеты, проходили через более далекие области, покоящиеся относительно ионосферы или движущиеся в направлении противоположном движению корпуса ракеты. Тем не менее, спектральный анализ отраженных сигналов
Почему при локации из задней полусферы летящей ракеты рассеянная волна приобретает сдвиг частоты, соответствующей скорости движения самой ракеты, а при локации с передней полусферы сдвиг частоты существенно меньше? Ответ на этот вопрос можно было бы найти, предположив наличие разной роли поверхностного и объемного рассеяния радиоволн при различных ракурсах облучения следа. Однако эти гипотезы не смогут объяснить отсутствия подобного различия в скорости изменения задержки импульсов.
В заключение следует отметить, что целый ряд радиофизических парадоксов связан с нелинейными эффектами скачковых и скользящих волновых пакетов. Сигналы кругосветного эха также обладают рядом свойств, которые с трудом поддаются интерпретации. Можно смело утверждать, что отмеченные парадоксы являются, и будут являться мощным стимулом к исследованию свойств радиосигналов на протяженных радиолокационных трассах, включая ситуацию наличия искусственных ионосферных неоднородностей».
«Опытно-теоретический метод оценки характеристик сложных систем вооружения и его применение при решении задач загоризонтного обнаружения»
А. Шаракшанэ доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии, генерал-майор в отставке. С. Козлов, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, подполковник запаса. «Во второй половине 50-х годов на вооружение страны стали предлагаться некоторые системы, которые в дальнейшем получили название сложных. Наиболее типичными из них являются системы противоракетной обороны (ПРО) и предупреждения о ракетном нападении (СПРН). Главными отличительными чертами таких систем от других были невозможность их натурных испытаний в полном объеме на соответствие требованиям тактико-технического задания (ТТЗ), большая сложность в построении подобных систем и практически автоматизированное принятие решений (технических, политических). Все это потребовало разработки принципиально новых подходов к испытаниям таких систем и оценке их тактико-технических характеристик (ТТХ).
Первые идеи в данном направлении были высказаны и разработаны в управлении анализа одного из казахстанских полигонов Минобороны СССР, которое возглавлял в те годы полковник А. Шаракшанэ. Основное внимание уделялось решению двух вопросов: оценке характеристик сложных автоматизированных систем вооружения и проверке правильности работы программно-алгоритмического комплекса. Исследования проводились в интересах систем ПРО («Алдан», А-35) в период 1957-1961 гг. Большую роль в данной работе сыграли Г. Кононенко, И. Железнов, Ф. Евстратов, В. Васенев. В дальнейшем новый подход к испытаниям сложных систем авторы назвали опытно-теоретическим.
В 1961 году создается Специальный НИИ МО. Его основными задачами были разработка методологии испытаний и прием на вооружение систем ПРО и СПРН. Развитие и совершенствование опытно-теоретического метода связано именно с этим институтом, которым руководил генерал-лейтенант, доктор технических наук, профессор
Со временем в ЦНИИ начало развиваться новое направление опытно-теоретического метода, связанное с созданием комплексных испытательных моделирующих стендов (КИМС) для разных средств и элементов систем ПРО и СПРН. В отличие от испытаний, основанных на использовании главным образом математических моделей, КИМСы должны были применяться только на самих боевых узлах с полным использованием аппаратуры и комплекса программно-реализованных алгоритмов узла. Главная задача, решаемая с помощью КИМСов — имитация целевой обстановки и сигналов от целей, что позволяло в конечном счете вести испытания в реальном масштабе времени с максимальным привлечением технических средств объектов.
Новая проблема, возникшая в ЦНИИ в начале 70-х годов, была связана с загоризонтной радиолокацией (ЗГРЛС) стартов баллистических ракет с территории США (в рамках создания СПРН). Загоризонтная радиолокация, предназначенная для обнаружения запусков БР, когда они выходят на высоты более 100 км, безусловно, должна была сыграть положительную роль в рамках общей системы ПРН. Работа системы ЗГ РЛС предусматривалась в коротковолновом диапазоне радиоволн. Причем сама система «подстраивалась» под непрерывно изменяющиеся условия распространения радиоволн. Основные особенности использования опытно-теоретического метода относительно ЗГРЛС заключались в необходимости решения следующих задач:
– определения объема и условий исходных данных для последующей калибровки математических моделей с учетом значительной зависимости ТТХ от геофизических условий;
– обоснование принципов переноса экспериментальных оценок, полученных для РЛС в г. Николаеве, на боевые трассы;
– обоснование принципов моделирования массового старта БР с территории США;
– оценка достоверности результатов моделирования по определению ТТХ ЗГРЛС.
Создание теоретической модели помеховой и радиофизической обстановки для ЗГРЛС КВ-диапазона представляется весьма сложной задачей. Поэтому был использован КИМС, реализуемый на вычислительных средствах самих боевых объектов, который давал реальный помеховый и радиофизический фон. В конечном счете, были разработаны два вида моделей: автономная математическая модель, использование которой проводилось в вычислительном центре Специального НИИ Минобороны; КИМС, внедренный на узлах в городах Чернобыль и Комсомольск-на-Амуре. Достоверность результатов моделирования определялась с учетом трех факторов: адекватность созданных математических моделей описываемым физическим явлениям и процессам; точность исходных данных, включая самые разнообразные экспериментальные результаты, формируемые до начала испытаний; количеством реализаций на моделях.
Создание всего комплекса моделей потребовало использование последних достижений науки того времени в различных областях знаний. В этом отношении необходимо отметить коллективы ученых ИЗМИРАН (директор академик РАН Мигулин В.В.), НИРФИ (директор доктор физико-математических наук, профессор Гетманцев Г.Г.), НИИДАР (директор и главный конструктор ЗГРЛС Кузьминский Ф.А.), ИПГ (директор академик Федоров Е.К.). Среди ученых различной ведомственной принадлежности, внесших заметный вклад в решение проблемы в целом, следует упомянуть Шустова Э.И., Евстратова Ф.Ф., Козлова СИ., Васенева В.Н., Дубровского Н.Ф., Карлова М.Н., Лидлейна Г.А., Калинина Ю.К., Стрелкина В.Н., Ручкина А.Н., Алебастрова В.А., Акимова В.Ф., Заморина И.М., Богданова О.М., Когана В.А., Ватолло В.В.
Поученные результаты по натурным экспериментам, а также при проведении моделирования позволили, в конечном счете, с достаточной достоверностью оценить ТТХ созданных узлов ЗГРЛС по обнаружению запусков БР с территории США. Не останавливаясь на деталях и частностях, здесь мы отметим лишь несколько, на наш взгляд, наиболее важных результатов:
1. Оба боевых узла трудно использовать в СПРН с целью обнаружения одиночных и групповых стартов БР.
2. По своим ГФУ и РФУ чернобыльский узел хуже восточной РАС, так как часть трассы распространения радиоволн проходит через субполярную ионосферу.
3. Боевой узел в г. Комсомольске-на-Амуре может быть достаточно надежно использован в СПРН в качестве независимого от всех остальных средств системы источника информации о массовом налете БР. В этом плане физические и технические принципы, положенные в основу разработки ЗГРЛС, следует признать оправдавшими себя. В ряде случаев будет наблюдаться ухудшение некоторых ТТХ узла из-за состояния ионосферы по трассе распространения КВ-радиоволн, которая в целом характеризуется как среднеширотная».