Home > Documents > Sist Radar Hawk

Sist Radar Hawk

Date post: 19-Dec-2015
Category:
Author: socolescu-robert
View: 43 times
Download: 9 times
Share this document with a friend
Description:
Sist Radar Hawk
Embed Size (px)
of 19 /19
TEMA 4 SUBSISTEME RADAR PENTRU “MIM-23 HAWK” Introducere Sistemele de rachete antiaeriene cu bătaie medie din clasa HAWK (Home All Ways Killer) sunt sisteme transportabile sau mobile, care se dispun terestru sau la bordul navelor cu deplasament mediu sau mare (fregate, distrugătoare etc.). Variantele terestre sunt organizate pe mai multe autospeciale şi remorci, care pot fi tractate cu autocamioane 66 sau cu tractoare de artilerie. Sistemele HAWK pot combate simultan câte 2 ţinte, lansând câte o rachetă pe fiecare ţintă. Principalele subsisteme din înzestrarea unei baterii terestre HAWK sunt prezentate în figura 1, precum şi principalele legături informaţionale dintre acestea. Compunerea bateriei standard HAWK PIP III este prezentată în figura 2. Se poate constata că bateria dispune ca unitate de foc de bază (UFB) de 1
Transcript

SISTEME MOBILE DE RACHETE ANTIBALISTICE

TEMA 4SUBSISTEME RADAR PENTRU MIM-23 HAWK

Introducere

Sistemele de rachete antiaeriene cu btaie medie din clasa HAWK (Home All Ways Killer) sunt sisteme transportabile sau mobile, care se dispun terestru sau la bordul navelor cu deplasament mediu sau mare (fregate, distrugtoare etc.). Variantele terestre sunt organizate pe mai multe autospeciale i remorci, care pot fi tractate cu autocamioane 6(6 sau cu tractoare de artilerie. Sistemele HAWK pot combate simultan cte 2 inte, lansnd cte o rachet pe fiecare int.

Principalele subsisteme din nzestrarea unei baterii terestre HAWK sunt prezentate n figura 1, precum i principalele legturi informaionale dintre acestea.

Compunerea bateriei standard HAWK PIP III este prezentat n figura 2.

Se poate constata c bateria dispune ca unitate de foc de baz (UFB) de 6 IL3 R=18 rachete, tot attea fiind prevzute i ca unitate de foc de rezerv (UFR) transportat de camioane.

Toate subsistemele HAWK PIP III sunt realizate pe remorci monoax, transportabile remorcat de camioane sau tractoare enilate de artilerie, sau mbarcate la bordul navelor sau aeronavelor (spre ex. Hercules C-130).Configuraia rachetelor antiaeriene i a instalaiilor de lansare tip M-192 este prezentat n figura 3. Fiecare instalaie este realizat ca semiremorc, avea cte 3 ci de lansare i permite transportul rachetelor pe instalaie, sau pe vehicululul de tractare.

Fig. 3 Instalaie de lansare tip M-192 analogic

Sistemele de rachete antiaeriene din clasa HAWK, indiferent de generaia lor tehnologic, au n compunere cel puin dou sisteme radar, fiecare dintre acestea fiind specializate pentru una sau mai multe funciuni n cadrul procesului de dirijare a rachetelor spre intele aeriene vizate.Radarul de supraveghere aerian, de cutare, descoperire i identificare a intelor la distan mare, dincolo de limita ndeprtat a zonei de nimicire a rachetelor, este radar n impulsuri (PAR), cu caracteristic de directivitate multifascicular, cu posibilitate de a localiza, urmri i identifica mai multe inte aeriene simultan i de a transmite automat date radar la subsistemul tehnic de comand-control al bateriei antiaeriene (BCP, BCC, FDC).Radarul de descoperire i urmrire a intelor care zboar la mic nlime, cu viteze mici i cu suprafee efective de reflexie mici, este un radar Doppler cu emisie continu (CWAR), cu caracteristic de directivitate mai larg dect PAR, cu msuri eficiente de compensare a efectelor clutter-ului terestru i de control al emisiei, astfel nct s se realizeze protecie mpotriva rachetelor antiradiolocaie (ARM Anti-Radiation Missile).Radarele de iluminare a intelor (HPI) sunt sisteme radar cu emisie n impulsuri, care asigur urmrirea intelor pe care se execut tragerea, formeaz i transmit semnalele de orientare a rampelor de lansare pe direcii corespunztoare interceptrii intelor care se combat, emit unde electromagnetice la nivel de putere i coeficient de directivitate suficient de mari pentru ca prin reflexie de la inte s rezulte unde reflectate care permit autodirijarea semiactiv a rachetelor pn la limita ndeprtat a zonei de nimicire, precum i funcionarea precis a focoaselor de proximitate semiactive cu care sunt echipate rachetele MIM-23 folosite de sisteme HAWK.Sistemele HAWK modernizate i produse dup 1995, folosesc rachete aer-aer cu capete de dirijare ce conin sisteme radar active, pentru a permite regimul Fire and Forget. Prin urmare, SL-AMRAAM, HUMRAAM i altele similare nu mai au n compunere radare HPI, iar radarele PAR i CWAR sunt nlocuite cu un radar 3D multifuncional, cu reea plan de antene fazate, de regul de tip TPQ-36 sau MPQ-64.Radare folosite la sistemul MIM-23 PIP IIIAceast variant de sistem RAA folosete simultan trei tipuri de sisteme radar care i transfer datele i informaiile despre inte prin intermediul canalelor de comunicaii cablate i folosind echipamentele de calcul din punctul de comand al bateriei antiaeriene (BCP) pentru transformri de coordonate.Supravegherea spaiului aerian i descoperirea intelor aeriene dincolo de limita ndeprtat a zonei de nimicire a rachetelor se realizeaz cu radarul 2D cu emisie n impulsuri, denumit uzual Pulse Acquisition Radar PAR.De-a lungul timpului s-au folosit la sistemul HAWK mai multe tipuri i generaii tehnologice de PAR, toate lucrnd n banda C (NATO), cu lungimi de und decimetrice, dar cu impedimentul major c banda lor de lucru (0,5(1,25 GHz) se suprapune peste cea alocat transmisiilor de televiziune UHF prin convenie internaional, acceptat de majoritatea rilor utilizatoare de sisteme HAWK. Acesta a fost principalul motiv pentru care s-a realizat nlocuirea PAR cu alte tipuri de radare care lucreaz n benzi superioare de frecven.PAR de tip MPQ-50 lucreaz n banda C NATO (0,5(1 GHz) cu durata impulsurilor de 1,5 s, perioada de repetiie 500 s, puterea n impuls aproximativ 1 kW, ceea ce asigur o distan maxim de descoperire de 80 km pentru inte cu RCS=1m2.

Fig. 4 PAR de tip MPQ 50 desfurat pentru testare funcionalAntena radarului este de tip reflector parabolic excitat cu un ansamblu de dipoli orizontali, care asigur formarea caracteristicii de directivitate cu deschidere de aproximativ 5 n azimut i 45 n elevaie, astfel nct s descopere inte pn la nlimea maxim de 15 km. Ansamblul antenei se rotete sincron cu antena CWAR, cu viteza unghiular de 20 rpm, ceea ce asigur o bun rat de actualizare a informaiilor radar. Ansamblul antenei este dispus cu axul de rotaie pe mijlocul unei semiremorci monoax, iar pe platform se afl dispuse echipamentele electronice ale emitorului, receptorului radar, procesorului datelor radar, precum i echipamentul de transmitere serial a datelor radar ctre indicatorul dispus n punctul de comand al bateriei.nlimea minim a intelor ce pot fi descoperite cu MPQ-50 este de 50 m, iar nlimea maxim este de 15 km. Rezoluia n distan este de 2 km.Limitarea posibilitilor PAR de descoperire la joas nlime a impus completarea sa funcional cu un radar Doppler cu emisie continu, CWAR- Continuous Wave Acquisition Radar, care s contribuie la descoperirea intelor aeriene i s preia intele la urmrire automat n distan i n azimut, folosind metode evoluate de selecie a intelor mobile i eliminare a clutter-ului terestru.

CWAR de tip MPQ-62 funcioneaz n banda J NATO (10,2(18 GHz) cu o putere maxim emis de 400 W, ceea ce asigur distana maxim de lucru de 70 km. Aceast generaie de radare CWAR este prevzut cu procesarea numeric a semnalelor radar, de tip regenerativ (cu memorarea i compararea eantioanelor semnalelor din mai multe cicluri de funcionare), ceea ce permite determinarea distanei nclinate la int i a vitezei intei numai dup o singur scanare, asigurndu-se astfel o bun protecie a CWAR mpotriva rachetelor antiradiolocaie. Fig. 5 CWAR de tip MPQ 62 instalat pentru testare funcional

Dup cum se poate observa, instalaia de anten este realizat cu reflector de tip sector cilindric, dispus orizontal, excitat cu antene horn i avnd deschiderea acoperit de un radom plan, realizat din dou plci de material stratificat, sandwich cu trei straturi, cu grosime de 5 mm pentru a avea atenuare mic i distorsiuni minime ale fasciculelor. Caracteristica de directivitate are deschidere de circa 4( n plan vertical i pn la 6( n plan orizontal. Antena se rotete cu 20 rpm, sincron cu cea a PAR i se afl dispus cu axul de rotaie pe mijlocul unei semiremorci monoax, similar cu cea folosit la PAR. Echipamentele electronice ale CWAR sunt mai puin voluminoase i mai compacte dect cele de la PAR, iar datele radar sunt transmise tot serial, prin linie cablat la punctul de comand al bateriei RAA.

CWAR este tot un telemetru radar care determin distana nclinat i azimutul intelor i transmite date de indicare a intelor la radarele folosite pentru determinarea elevaiei i urmrirea intelor n plan vertical.

HPI High Power Illuminator Radar (sau HPIR) are rolul de determinare a elevaiei unei inte indicate de CWAR n distan i azimut, de urmrire a acesteia n distan i n elevaie i de a emite ctre inta urmrit energie electromagnetic n impulsuri, astfel nct s se poat realiza autodirijarea semiactiv rachetelor MIM-23 B(H prin recepionarea impulsurilor reflectate de int. HPI de tip MPQ 61 este un radar Doppler n impulsuri, care funcioneaz n aceeai band cu CWAR tip MPQ 62, respectiv banda J NATO (10,2(18 GHz) cu agilitate de frecven i control al emisiei, cu o putere n impuls de peste 1,2 kW i distan maxim de aciune de 80 km.

Fig. 6 HPI de tip MPQ 61 instalat pentru testare funcional

Sistemul de antene al acestui radar este format din dou reflectoare parabolice cu diametru de aproximativ 85 cm, cu deschidere n acelai plan, dispuse pe o consol care se poate orienta n azimut (nelimitat) i n elevaie (5(+65(). Reflectoarele sunt prevzute cu margini (benzi circulare metalice late de 4 inch, aprox. 11 cm) destinate s reduc lobii laterali la recepie i influena energiei emise asupra canalului de recepie. Corespunztor unei priviri frontale, antena din stnga (fr radom) este antena emitorului radar, iar antena din dreapta, protejat cu radom, este antena receptorului. Sunt emise i recepionate unde cu polarizare circular, care s poat fi recepionate de capetele de autodirijare ale rachetelor lansate indiferent de micarea de ruliu a acestora. n partea superioar a consolei orientabile, ntre reflectoarele parabolice se afl montat sistemul video de vizare a intei n infrarou cu ( ( 8(11 m, denumit HEOS HAWK Electro-Optical Sensor.Ca i la celelalte subsisteme radar din compunerea bateriei HAWK PIP III, ansamblul antenelor i vizorului optoelectronic este dispus cu axul de rotaie vertical pe mijlocul unei semiremorci monoax. Pe platforma remorcii se afl dispuse n partea din spate echipamentele electronice ale emitorului i schema BITE aferent acestuia.

n partea central a remorcii se afl sistemul de comand al antenei, modulele de stabilizare a tensiunilor de alimentare, panoul de comand pentru distribuia alimentrii electrice. n partea din fa a remorcii se afl receptorul radar, procesorul de semnale i de date radar, precum i echipamentul de transmitere a datelor radar ctre indicatoarele dispuse n punctul de comand al bateriei (BCP).

HPI are caracteristic de directivitate de emisie cu deschidere de 4(5(, care se suprapune cu caracteristica de directivitate la recepie pentru combaterea intelor aeriene la nlimi medii i mari. Se poate realiza cutarea n sector de (10( prin balansarea electronic a diagramelor de directivitate de emisie i recepie. Pentru combaterea intelor aeriene la joas nlime sistemul este prevzut cu posibilitatea de a lucra n regim LASHE Low Altitude Simultaneous HAWK Engagement, caz n care se formeaz caracteristica de iluminare a intelor (de emisie) prin baleiere continu, practic se mrete de 5 ori deschiderea la nivel 3dB i se reduce distana de aciune la 35 km.Principiul de funcionare simultan a sistemelor radar din compunerea bateriei de RAA HAWK PIP III este prezentat n figura 7, precum i principiul autodirijrii semiactive a rachetelor utilizate la aceste sisteme RAA.

Principalele avantaje ale distribuirii funciilor radar de descoperire i msurare a parametrilor intelor aeriene pe mai multe subsisteme radar este asigurarea redundanei funcionale, distribuirea n mai multe benzi de frecven a funciilor de emisie i de recepie, ceea ce face ca neutralizarea complet prin bruiaj a tuturor radarelor de la sistemele HAWK s fie destul de dificil.Dezavantajele majore constau n faptul c echipa de lupt este numeroas, numrul de mijloace de tractare este destul de mare, suportul logistic fiind dificil de realizat n teatrul de operaii militare. Acestea sunt dou din principalele motive pentru care n NATO sistemul HAWK a fost treptat restrns ca arie de rspndire la Forele Terestre, meninndu-se ca important sistem de aprare antiaerian n US Navy pe distrugtoare i crucitoare produse ntre 1975 i 1996.Radare folosite la sistemele HAWK modernePrintr-o colaborare semnificativ a companiei americane Hughes Aircraft i a companiei norvegiene Krongsberg s-a reuit realizarea i operaionalizarea unui sistem radar multifuncional cu reea de antene fazate care s asigure descoperirea i urmrirea intelor aeriene cu RCS mai mic de 1 m2 cu probabilitate de descoperire i cu precizie mai bun dect cele care erau obinute cu ansamblul PAR+CWAR+HPIR utilizat la sistemele HAWK tradiionale. Rezultatul acestor eforturi de cercetare-dezvoltare din perioada 1972-1980 a fost radarul 3D tip TPQ-36 utilizat pentru dou tipuri de misiuni: Firefinder sistem radar de descoperire a sistemelor terestre adversare de artilerie (tunuri, autotunuri, mortiere, obuziere) sau a tancurilor, pentru a se putea conduce eficient tragerile artileriei proprii; Sentinel sistem radar de supraveghere terestr i aerian, capabil s descopere i s urmreasc inte aeriene pentru a le combate cu sisteme de artilerie antiaerian sau cu rachete antiaeriene.Sistemul radar TPQ-36 a fost realizat compact, din dou module principale: grupul de nalt frecven (reea de antene, emitor i receptor radar); grupul de prelucrare i transmitere date radar (procesor semnale radar, procesor comenzi, modul transmitere serial a datelor la punctul de comand i conducere a focului).Construcia acestui sistem rezult din figura 5. Ca mijloc de dispunere i de transport s-a folosit o semiremorc identic celei folosite pentru CWAR tip MPQ-62, ambele ansambluri ale radarului se pot orienta n azimut pe orice direcie n jurul unui ax perpendicular pe osia portant a semiremorcii.

Reeaua de antene este realizat din trei panouri suport, pliabile pe durata transportului i desfurate n plan vertical pe timpul ndeplinirii misiunilor de lupt. Radarul lucreaz n banda 8(11,5 GHz (I/J n codificare NATO), realizeaz pn la 10 fascicule distincte pentru scanarea mediului, cu posibilitate de balansare electronic n sector cu deschiderea de 90( n azimut i n gama 0 ( +45( n elevaie. Distana maxim de aciune a radarului este de 24 km i este prevzut cu modul de lucru TWS Track While Scan, avnd posibilitatea de urmrire a maxim 10 inte simultan.

Fig. 8 Radar de tip TPQ 36 instalat pentru misiune de lupt

Radarul TPQ-36 este deservit de un grup electrogen de 10 kW, fiind prevzut i un grup de rezerv tot de 10 kW, de regul acestea fiind transportate pe platforma din spate a autocamionului care tracteaz semiremorca radarului. Pentru instalare i mentenan acest sistem are nevoie de 9 oameni n echipa de serviciu.Radarul TPQ-36 a fost dispus i pe numeroase fregate i distrugtoare americane ca sistem de conducere a focului artileriei navei. De asemenea, radarul a fost realizat i n variant mobil AN/TPQ-36(V)7, cu dispunerea sistemului pe platforma din spate a unui HMMWV - High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle.Misiunile pentru care s-au dovedit eficiente aceste radare au fost acelea de conducere a focului artileriei terestre. Pe baza experienei dobndite n realizarea i utilizarea sistemului TPQ-36 fiind realizate alte dou tipuri de radare Firefinder de ctre compania Raytheon, care a nglobat din 1988 compania Hughes Aircraft.

Au fost realizate sistemele TPQ-37 n banda 3,2(3,8 GHz (F n NATO) cu distan maxim de aciune de 50 km, iar n prezent se produc sisteme tip TPQ-47, care lucreaz n banda J /NATO i au distana maxim de aciune de 400 km, utilizate n zone deertice sau de cmpie pentru descoperirea i urmrirea sistemelor de lansare a rachetelor tactice balistice (TBM).Radarul MPQ-64 Sentinel este un radar 3D modern, produs de compania Raytheon dup 1996, pentru a rspunde cerinelor de mobilitate tactic pe care le-au impus variantele sistemului HAWK tip SL-AMRAAM i HUMRAAM.Acest radar este de tip Doppler n impulsuri, multifascicular i multifuncional, care lucreaz n banda I (domeniul 6(7,5 GHz) i are timp de desfurare i de strngere de maximum 15 min.Reprezint rezultatul unei colaborri fructuoase ntre experiena managerial i tehnologic a specialitilor companiei Raytheon i rezultatele cercetrilor tiinifice desfurate la companiile Thales (Frana) i Krongsberg (Norvegia) pentru optimizarea sistemelor radar tactice, n mod deosebit a sistemelor radar X-TAR, din categoria crora fcnd parte i sistemul MPQ-64.n figura 9 este prezentat un astfel de sistem instalat pentru funcionare i se poate observa c din punct de vedere al vehiculului de transport s-a folosit o semiremorc similar cu aceea folosit pentru CWAR sau TPQ-36, dar cu roi i anvelope de la HMMWV.

Misiunile principale pentru care a fost realizat radarul MPQ-64 au fost acelea de supraveghere aerian i conducere a focului pentru sisteme SHORAD cu artilerie antiaerian sau cu rachete antiaeriene.

Radarul are funcionare automat, se poate comanda de la distan prin cablu RRDL (Remote Radar Data Link) i are MTBF de cel puin 800 ore (o lun calendaristic). Este prevzut cu scheme BITE la toate echipamentele electronice iar MTTR garantat de productor este 30 min, dac de dispune de subansamblurile necesare n cadrul unitii.

Reeaua de antene a radarului se poate roti cu 30 rpm n regim de cutare n azimut, ceea ce asigur un timp de refresh (actualizare a informaiei radar) de 2 s. Pe timpul funcionrii radarului planul suprafeei reelei de antene formeaz cu planul orizontal un unghi de 100(, pentru a permite realizarea unui sector simetric de balansare electronic a fasciculelor n elevaie i la mic nlime cu deschidere prestabilit la 22(. n elevaie explorarea spaiului se poate realiza n sectorul unghiular 10((+55(. n azimut deschiderea sectorului de balansare este tot 22(, reeaua de antene fiind realizat ca o matrice cvasi-ptratic, 1(1 m2.Distana maxim de aciune a radarului este de 75 km, cu o rezoluie n distan de circa 40 m (durata subimpulsului dup compresie de 0,25 s), iar rezoluia unghiular este de 0,2( att n azimut ct i n elevaie. Radarul poate descoperi i urmri inte aeriene n gama de nlimi 0(4 km i funcioneaz n gama de temperaturi 32(C(+50(C. Este prevzut cu complet IFF tip AN / TPX 56 standard Mark XII (1030 MHz up-link i 1090 MHz down-link).Reeaua de antene poate forma pn la 250 de fascicule, care permit urmrirea automat simultan a pn la 60 de inte conform principiului monoimpuls sum-diferen. Reeaua se poate roti cu viteza unghiular nominal de 30 rpm dac viteza vntului nu depete 64 km/h.Radarul se alimenteaz de la un grup electrogen de 10 kW, care furnizeaz tensiune trifazic de 200V / 400Hz, prevzut cu cablu de transport al energiei cu lungimea de 50 m. Grupul electrogen este transportat de un HMMWV, echipat cu sistem de localizare GPS i cu dou staii radio pentru comunicaii tactice.Echipa de serviciu este format din 2 oameni (ofer-mecanic, operator radar).

Pe durata transportului reeaua de antene se rabate cu spatele peste blocurile cu aparatur electronic. Operaiile de ridicare i de coborre a reelei de antene se execut prin acionarea manual a unei manivele cuplat la un reductor mecanic de efort. Aceste operaii sunt posibile numai dac bisectoarea sectorului azimutal de scanare se suprapune peste EZA (Electrical Zero Axis) a remorcii.Semiremorca radarului complet echipat are o greutate de 1,8 tone, iar grupul electrogen i vehiculul HMMWV au greutatea de 4,2 tone. Lungimea total a convoiului pentru mar este 8 m, limea 2,56 m, iar nlimea 2,4 m cu antena cobort i 3,35 m cu antena ridicat.

Se poate transporta cu o aeronav C-130. Deplasrile terestre se pot efectua cu maxim 48 km/h pe osele, respectiv cu pn la 12 km/h n teren accidentat.

Fig. 10 Radar de tip MPQ 64 instalat pentru misiune de lupt

Sistemul radar MPQ-64 se interconecteaz direct cu FDC tip TSQ-73 Missile Minder, care este realizat ca sistem C3I tactic pentru sisteme SL-AMRAAM.Acest radar are mare versatilitate funcional, msuri moderne ECCM, inclusiv controlul unor fascicule de recepie nul (blank-uri) pe direciile n care se urmresc inte cu generatoare de bruiaj n banda I. n contextul unui sistem integrat de supraveghere aerian, cu o interfa adecvat de transmitere a datelor radar, acest radar poate lucra i ca Gap-Filler.

BIBLIOGRAFIE

1. Cullen T., Foss C. F., Jane`s Land based air defence 1992-1993, Biddles Ltd, Guildford, 1993.

2. Raytheon Website, www.raytheon.com

M 192

Fig. 2 Compunerea i interconexiunile ntre subsistemele bateriei HAWK PIP III

MPQ 61

MPQ 62

MPQ 50

EMBED Word.Picture.8

Fig. 9 Organizarea radarului MPQ 64 Sentinel

Bloc procesor

semnale radar

Receptor

radar

Modul compensare

Lobi laterali

Terminal cutare NORD

i pentru comand

de la distan

Rola cablu FO 220m

Date pentru FDC

Modul Interogator IFF

Bloc emitor cu TWT,

i module TLC , HVPS

EMBED Equation.3

22

_1233636973.doc

Fig. 1 Compunere i interconexiuni la bateria HAWK tip MIM-23A

Instalaii de lansare

Missile Launchers

ML 4

ML 6

M-192

ML 2

ML 3

ML 5

ML 1

HPI 2

HPI 1

High Power

Illuminator

BCC

Battery Control

Center

CWAR

Continuous Wave

Acquisition Radar

PAR

Pulse Acquisition

Radar

First Platoon

Plutonul al doilea

_1361826996.doc

BCP

LCHR

HPIR

EMBED MS_ClipArt_Gallery

CWAR

PAR

Target

Urmrire 2D

Distan-azimut

Fig. 7. Principiul dirijrii rachetelor MIM-23 B(G HAWK

EMBED Equation.3

Urmrire 2D

Distan

Elevaie /

Iluminare

int

Cutare

Fascicul

reflectat

_1127128633.unknown

_1127128277.unknown


Recommended