Текст книги "Битва в ионосфере"

Автор книги: Александр Бабакин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 19 (всего у книги 26 страниц)

– усложненная адаптивная обработка пространственно-временных сигналов для одновременной режекции активных и пассивных помех, особенно для большого времени когерентного накопления;

– новый подход к технике адаптивного выбора частот, основанный на оценке качества доплеровского спектра отраженного сигнала и возможного прогноза эффективности режекции активных помех;

– адаптивные алгоритмы компенсации ионосферных возмущений для улучшения подавления пассивных помех в случаях применения пространственной волны;

– мультистатические системы, особенно для низкочастотных радаров поверхностной волны для повышения ДОА оценок;

– системы на смешанных модах, включающие излучение пространственной волны над землей и прием поверхностной волны;

– адаптивное установление порогов и использование статистических методов высокого порядка для обнаружения целей.

6. Опытно-конструкторские и исследовательские работы на Украине

Для проведения большого комплекса экспериментальных работ в 1973 году был создан филиал НИИДАРа в г. Николаеве, в 1992 г. преобразованный в Украинский радиотехнический институт (директор доктор наук В.А. Алебастров).

Упомянутые выше экспериментальные исследования свойств ионосферного распространения в основном проводились под руководством д-ра наук В.А. Алебастрова в Николаеве, где собрана уникальная база данных, полученных на основе пусков геофизических ракет.

Возможности упомянутого выше измерительного комплекса работать во всех направлениях были использованы для детального изучения распространения радиоволн в полярных районах (авроральная активность). Накопленные данные с очевидностью доказывают зависимость характеристик ВНЗ от типа зондирующей трассы, времени, магнитной и солнечной активности и др.

Более 500 опытов ионосферного многочастотного зондирования со спутника было проведено в Николаеве в течение 1990 г. (Космос 2059). База данных включает высоту и азимутальные данные спутника, оцененную задержку, направление и величину принятого импульса на каждой частоте. С помощью этих данных были изучены многие ионосферные явления, которые определяют затухание и доплеровский частотный спектр принятого сигнала, а также нелинейные эффекты, связанные с излучением достаточно большой мощности.

Более б лет в Николаеве совместно с Горьковским (Нижегородским) институтом радиофизики (1974-1980) исследовалось влияние нагрева ионосферы за счет радиоизлучения на условия распространения ВЧ сигналов. Энергетические, спектральные и поляриметрические параметры сигналов ВНЗ, рассеяния на искусственных ионосферных возмущениях и неоднородностях дали много информации для исследования нелинейных взаимодействий. Были проведены специальные исследования сигналов ВНЗ от движущихся ионосферных нерегулярностей, вызванных ионно-акустическими волнами, образованными наземными взрывами. Пять экспериментальных взрывов, проведенных в Средней Азии в 1980-1982 гг. дали достаточно полную картину о доплеровско-частотных свойствах ВНЗ сигналов, возникающих от взрывной ионно-акустической волны. Предполагалось, что подобные эффекты возникают при старте тяжелых ракет. Соответствующие экспериментальные данные также собраны в Николаеве. Особое внимание было уделено изучению движущихся ионосферных нерегулярностей, вызванных акусто-гравитационными волнами, которые сопровождают терминатор между днем и ночью.

Дополнительная база данных включает сигналы ВНЗ, рассеянные искусственно инжектированной плазмой. В результате такой искусственной инжекции появляются крупномасштабные ионосферные неоднородности (до десятков км), которые оказывают влияние на время-частотные свойства сигналов ВНЗ. Эти эксперименты были выполнены в 1985-1989 гг.

Естественно, что большинство проведенных экспериментов было сфокусировано на военные применения. Тем не менее, полученные данные и особенно экспериментальные установки, могут быть успешно использованы международным научным сообществом для открытия новой эпохи совместных глобальных ионосферных исследований, предсказаний землетрясений, наблюдения за солнечной активностью, дистанционного контроля за ядерными взрывами и т.д. Совместные эксперименты на мультистатической основе с совместным использованием западных установок и установок на территории бывшего СССР, которые уже обсуждались представителями России, Украины и Франции, могут вдохновить международное сообщество на новый этап загоризонтных исследований, которые позволяют получить ценные научные результаты».

«Основные вехи развития отечественной загоризонтной радиолокации»

Бывший командующий ПРО, ПКО, С ПРИ, генерал-полковник в отставке Ю.В. Вотинцев «Мы с Ф.А. Кузьминским (я называл его Александром Александровичем) были единомышленниками в понимании задачи, которую он формулировал так: «Надеть наручники на американский империализм».

То, что начал делать Александр Александрович, – не синица в небе, а журавль в руках. Весной 1969 г. разработан аванпроект на радиолокационную систему, состоящую из трех узлов. Тогда с учетом первых результатов сокращенного образца станции «Дута-2» комиссия вынесла решение о принятии аванпроекта. В Приказе от 29 сентября 1969 г. по результатам рассмотрения аванпроекта определена целесообразность создания системы ЗГ радиолокации.

Один узел размещался в Чернигове, второй – в Комсомольске, третий – в Николаеве. Определена кооперация, которая должна была реализовать проект. Стоимость Черниговского узла, включая стоимость городков, составляла 150 млн. руб., Комсомольского – 250 млн. руб., Николаевского – 200 млн. руб. Общая стоимость трех узлов составляла примерно 600 млн. руб.

Узлы создавались. Впервые Або Сергеевич Шаракшанэ разработал математическую модель для испытаний ЗГРЛС. Необходимо было обнаружить группу из 6 ракет и массовый старт из 940 ракет.

Для получения данных по Николаевскому узлу был осуществлен запуск 4-х групп ракет из района Читы в северном направлении, о чем предварительно уведомили МИД США. По результатам этого эксперимента была откалибрована математическая модель. Получили следующие результаты: вероятность обнаружения одиночной цели Р – 0,4; групповой цели Р – 0,5...0,6, массового старта Р – 0,9 при частоте ложной тревоги менее I за 6,7 года.

В 1977 г. результаты математической модели были поставлены под сомнение. В период с 1977 г. до 1981 г. с западного и восточного побережья США было осуществлено 94 запуска баллистических ракет и ракет со спутниками. Мы считали достоверным, что из этих 94 запусков состоялось 55 в действительности. Из 55 пусков на Черниговском узле было обнаружено 2, на Комсомольском – 3 пуска.

Тогда А.С. Шаракшанэ потребовалось произвести повторную калибровку математической модели. В результате критерий сигнал/помеха удалось повысить на 15 дБ для Черниговского узла, имевшего 3 ионосферных канала, и на 5 дБ – для Комсомольского узла. По этой модели повторно оценили вероятностные характеристики и получили Родин = О, Р групповой = 0,3-0,4 и Р массовой = 0,9 при частоте ложных тревог до 2,6 за сутки. Повторная калибровка математической модели потребовалась из-за того, что в первоначальном варианте модель основывалась на эффекте Кабанова, в соответствии с которым падающая электромагнитная волна зеркально отражается от ионосферы (угол падения равен углу отражения). На самом деле декаметровые волны, таким образом, отражаются и переотражаются от земли не полностью: часть энергии распространяется по ионосфере как по волноводу, а 20-30% уходит в космическое пространство.

Была поставлена задача: определить степень затухания излученной радиолокационными узлами волны на расстоянии 9000 км на американской земле. При этом излученную энергию целесообразно не распределять по всей территории, а сосредоточить на девяти американских базах. Это было реализовано.

Мы получили данные, что американцы на девяти базах постоянно замеряли уровень поля и ощущали, что находятся под воздействием нашего облучения. Это было чрезвычайно важным: даже при низкой эффективности ЗГ системы был положительный момент.

Очень важным был вопрос об испытании узлов. Ионосфера в разные моменты времени ведет себя по-разному. С учетом этого Черниговский узел испытывали с апреля 1978 г. до сентября 1979 г., чтобы проследить все его возможности в сезонных испытаниях.

На испытаниях Комсомольского узла присутствовал председатель Военно-промышленной комиссии при Совмине СССР Смирнов. Когда информация о массовом старте появилась на экране, он потребовал, чтобы вся информация от Комсомольского узла была выведена на КП СПРН.

Я с уважением отношусь к Ю.Г. Бурлакову, который создал станцию «Неман». На вопрос об его отношении к ЗГ радиолокации он ответил, что отрицательно, но готов положить голову на плаху, что в условиях массовых стартов эта система выдает надежную информацию.

Существует мнение, что создание космических систем опережало создание загоризонтных средств. Должен заявить, что загоризонтные средства развивались с опережением.

Так, в 1983 г. с борта космического аппарата поступила ложная информация о массовом старте ракет. Сработал терминатор. Только информация ЗГ средств (Комсомольский узел и Черниговский узел) позволила установить неподтверждение старта американских баллистических ракет. Через несколько минут оповестили необходимые службы об отсутствии массового старта ракет с территории США.

В 1983 г. было принято решение о введении Комсомольского узла в состав системы, и с 15 июня 1983 г. Комсомольский узел входит в состав СПРН.

Черниговский узел, которым занимался Ф.Ф. Евстратов, возвращен промышленности. На нем производились доработки. Поставили вычислительную машину ЕС, выполнялась доработка программ и подборка импульсов, соответствующих состоянию ионосферы. Работы проводились. Все, что внедрялось на головном узле, оперативно переносилось на узел боевого дежурства в Комсомольске. Если бы не произошла Чернобыльская катастрофа, можно было бы продолжить совершенствование узлов.

Несколько слов упрека В.И. Маркову и теперешним руководителям НИИДАРа и ученым. После того, как Ф.А. Кузьминский покинул институт, он продолжал работать, имел некоторые идеи по повышению надежности и эффективности системы. Они остались невостребованными.

Институт ослабил внимание к ЗГ радиолокации. Напомню, что ко времени ввода Комсомольского узла объект «Круг« был выведен из его состава, и программа работ по набору статистических данных с целью повышения характеристик узла оказалась невыполненной. Станция «Круг« сгорела, и это позволило т. Кисунько написать известную Вам статью.

Для работы системы очень важно оценить степень затухания сигнала, достигающего территории США. Была разработана программа, но интерес к этому вопросу пропал, институт работы прекратил, а вопрос остался без ответа.

Ситуация с Черниговским узлом понятна, а то, что институт дал согласие на снятие с дежурства Комсомольского узла я считаю просчетом. Условия, в которых мы оказались, не позволяют нам прекращать эти работы. Сейчас угрозы нет, но прекращать работы опрометчиво.

Наши традиционные средства обнаружения, расположенные на периферии и имеющие обращенные во внутрь страны антенны, удара ракет с подводных лодок «Трайдент» не обнаружат. Не пора ли узлы ЗГ развернуть на периферии страны?

Когда начал работать Черниговский узел, произошел инцидент, спровоцированный США заявлением, что их «задавили» помехами. Для разрешения конфликта была назначена комиссия, которая определила частоты «бедствия». Мы исключили эти частоты и ослабили обстановку.

ЗГ радиолокация всего мира прошла славный путь, несмотря на многие попытки ее задавливания. Но поддаваться нажиму не следует, в нынешних условиях особенно важно продолжать работу.

Когда есть совокупность средств, работающих на различных принципах, даже с невысокими характеристиками, общая эффективность повышается. Думаю, что присутствующий здесь И.И. Родионов поддержит это. После того, как объекты передавались войскам, к чести многих ученых их предложения принимались, эффективность средств повышалась за счет достижения заданных характеристик. Сейчас система находится в критическом состоянии, из которого ее надо выводить. На средства ЗГ радиолокации может быть возложено решение части задач. Одна космическая система все задачи, видимо, решить не сможет».

Применение ЗГ радиолокации для решения задач ВМФ

И. И. Тынянкин «Военно-морская наука начала заниматься вопросами загоризонтной радиолокации с 30-40 гг. В 1942 г. группа ученых Академии наук и флота получила Сталинскую премию за концепцию многоскачкового обнаружения целей.

Роль флота в решении задач нельзя считать ограниченной. Флот решает свои задачи. Он динамичен и охватывает 70 % пространства. Решение задачи обнаружения крылатых ракет является заслугой флота. Флот первый пошел па вооружение МБР. Когда появились МБР и крылатые ракеты дальнего действия, СПРН было трудно решать эти задачи.

Наши институты обосновали единую систему освещения надводной и подводной обстановки. Нам удалось оценить влияние морской среды, которая значительно сложнее других сред. Для этого потребовалось больше внимания и научного потенциала. В результате получено решение задачи обнаружения на дальности 3000 км. Мы можем с высокой точностью разрешать цели и просматривать надводную обстановку. Мы имеем также подводную систему, работающую на тех же дальностях.

Когда были обсчитаны региональные границы, где надо ставить системы, мы провели встречи с учеными и руководством НИИДАР.

Американцы располагают ракетами, которые летят на высоте 3 м над водой. Обычная радиолокация может обнаружить их на расстоянии 25 км. За это время не успевает сработать ни одна система. Приводная или волноводная радиолокация позволяет увеличить это расстояние до 300 км. Соответствующую систему можно разместить на корабле.

Отдавая дань уважения Ф.А. Кузьминскому, сотрудникам НИИДАРа, считаю необходимым отметить, что перспективы загоризонтной радиолокации велики, следует расширять развитие этих средств. Для решения поставленных задач ученые прилагают большие усилия и надо найти пути для оказания поддержки науки».

Заместитель председателя научного совета по Комплексной проблеме распространения радиоволн РАН академик В.В. Мигулин

«Коллеги, друзья, дамы и господа! Я не собираюсь делать большого обзора тех проблем, которые связаны с радиолокацией, хочу только напомнить некоторые вопросы, которые не решены до сегодняшнего дня.

Радиолокация родилась до Второй Мировой войны, в 30-е годы, под большим секретом. Сама война дала мощный толчок к развитию техники радиолокации, к решению тех проблем, которые связаны с возможностью радиообнаружения и определения координат и оперативной доставки информации для различных нужд.

В предвоенное, и в военное время, радиолокация базировалась на ультракоротких, метровых и даже дециметровых волнах, с тем, чтобы иметь возможность оперативно и надежно работать в пределах прямой видимости. Были достигнуты успехи, в частности, в создании соответствующих генераторов, приемников. Но желание получить информацию об объектах за пределами прямой видимости с самого начала волновало всех исследователей и разработчиков, и было немало попыток расширить диапазон дальности. Но тут возникли сложности, которые известны в радиотехнике и физике уже давно. За пределами видимого горизонта, когда мы попадаем за границу день-ночь (солнечный терминатор) плотность электроэнергии, излучаемой передатчиком, начинает резко падать. С другой стороны, более длинные волны – декаметровые, средние волны, распространяясь и дифрагируя вдоль земной поверхности, позволяют использовать ионосферу и выходят за горизонт даже при малых мощностях.

Но тут появилось самое главное «но» – ионосфера – это не постоянный экран, не надежный экран, и распространение очень не постоянно во времени, зависит от времени суток и состояния солнечной активности.

Возник вопрос, который надо было решить с учетом опыта, накопленного радиоконструкторами и физиками в области распространения радиоволн.

Чтобы выйти за пределы радиогоризонта и использовать те диапазоны, которые позволяют принимать остронаправленные антенные системы, надо было преодолеть ряд сложностей. Должны быть большие мощности излучения, которые сложно фокусировать. Эти большие мощности сами влияют на состояние ионосферы и могут изменять условия распространения на дальних расстояниях. При односкачковом распространении возникают искажения сигнала за счет отражения от ионосферы, при повторном распространении эти искажения сигнала еще более увеличиваются.

Какой должен быть сам сигнал, чтобы можно было выделить на фоне тех искажений, которые возникают при отражении от ионосферы и земной поверхности?

Надо было изучить свойства ионосферы и выбрать соответствующие условия работы, чтобы сигнал имел достаточную мощность, чтобы соответствующий сигнал смог обратно достичь приемного устройства и мог быть выделен на фоне помех.

Научные исследования процессов, происходящих в ионосфере, разработка методов корректировки сигналов, создание соответствующих устройств – эти вопросы очень интересны и ими успешно занимался Франц Александрович.

Совершенно обоснована организация этой конференции, посвященная памяти Франца Александровича, так как им сделан большой вклад в решение тех вопросов, о которых я говорил. Успехи, которые сейчас имеются, связаны с его именем».

От себя, как автора этой книги могу добавить то, что исследования по загоризонтной радиолокации в 60-80-е годы прошлого века просто фантастические. В 60-е годы вышел на экраны страны художественный фильм «Иду на грозу», в котором весьма детально показывалась широкой общественности опасная научная работа ученых. Исследования по ЗГРЛС в нашем государстве практически не известны россиянам и во всем мире. На мой взгляд, они гораздо сложнее, чем исследования по многим космическим программам. Может быть, я ошибаюсь, но эксперименты по ЗГ радиолокации в ионосфере возможно даже вызывали появления неопознанных летающих объектов.

В 1983 году я нес суточное дежурство на командном пункте нашей РЛР под польским городом Явор. Перед Второй Мировой войной это была территория Германии. Город тогда назывался Альт Яуер. Примерно в 23.00 по московскому времени дежурный по командному пункту войск ПВО Северной группы войск дал мне команду включить дежурные средства радиолокационной разведки и провести поиск и обнаружение неизвестного летающего объекта над Вроцлавом. Немцы его называли Бреслау. Польские радиолокационные средства ПВО его уже обнаружили. Однако НЛО не отвечало на имеющиеся у польских войск радиозапросщики «свой-чужой». Вот поляки и подумали, возможно, что это новейший советский или американский летательный аппарат. Мол, пусть русские с ним сами разбираются. Через несколько секунд были включены радиолокаторы П-18, П-40, радиовысотомер ПРВ-16. На выносном индикаторе обзора (ВИКО) я, действительно, увидел над Вроцлавом отметку, соразмерную с отметкой от четырехмоторного транспортного самолета Ил-18. На сигналы наших современных радиозапросщиков неизвестная цель не отвечала. Об этом доложил командиру радиолокационной роты капитану Григорию Моргунову, а тот в свою очередь командиру радиотехнического батальона подполковнику Анатолию Сагуле. Было принято решение усилить дежурную смену. Всю ночь мы следили всеми своими дальномерами и высотомерами за НЛО над Вроцлавом. На ВИКО отчетливо с командиром роты видели, как трассу НЛО вначале пересекали польские истребители. Потом прямо по НЛО прошла пара советских МиГ-25, поднятых с советской военной авиабазы Бжег. Оперативный дежурный с КП ПВО СГВ сообщил, что ни наши истребители, ни польские не обнаружили НЛО. Однако отметка от цели точно висела над Вроцлавом на довольно большой высоте. Уже под утро неожиданно отметка о НЛО пошла резко вверх и исчезла из зоны обнаружения радиолокаторов нашей РЛР. Утром документы объективного контроля из РЛР были доставлены на командный пункт противовоздушной обороны Северной группы войск в город Легницу. За отличную боевую работу мне лично командующий ПВО СГВ объявил благодарность.

В период написания этой книги я проконсультировался по тому НЛО в Польше со специалистами по радиолокации, в том числе и с генеральным директором – генеральным конструктором НИИДАР Сергеем Дмитриевичем Сапрыкиным. Все единодушно подтвердили, что это вполне могло быть какое-то последствие возмущений в ионосфере, в том числе вызванных и экспериментами по загоризонтной радиолокации.

Весьма необдуманно, а может быть и умышленно, некоторые деятели представляли в печати эпопею по ЗГРЛС каким-то мало продуманным поступком группы некомпетентных коррумпированных военных и гражданских чиновников. Выше приведенные материалы прямо показывают, какая гигантская научно-исследовательская работа велась в СССР по проблеме загоризонтной радиолокации. На мой взгляд, военного журналиста, все нынешние достижения России в этой области стали возможны благодаря труду и самоотверженности ученого Франца Кузьминского, его товарищей, коллег, последователей и учеников. Вот кого, действительно, надо по заслугам наградить. Нельзя предавать забвению великие дела наших современников. Тем более такие, которые осуществили прорыв в науке и технике. Думается, что сам Франц Александрович достоин увековечивания его имени.