Рис. 1. Подвесной контейнер фирмы «Дойче аэроспейс» на самолете «Торнадо»
В настоящее время за рубежом для ведения воздушной разведки наряду со специализированными самолетами-разведчиками, на которых разведывательное оборудование устанавливается внутри фюзеляжа (U-2, RF-4C и Е, RF-5A и другие), широко применяются тактические истребители и вертолеты. С этой целью они оснащаются комплексами разведывательной аппаратуры, размещаемыми в подвесных контейнерах, что очень важно в условиях ограниченности парка штатных самолетов-разведчиков. Практически любой самолет с таким контейнером (рекомендуется иметь один на три машины) способен выполнять разведывательные задачи. В некоторых странах (например, Великобритании, Нидерландах) практически вся воздушная разведка базируется на использовании контейнерных комплексов.
За исключением пульта и блоков управления, расположенных в кабине летчика, вся разведывательная аппаратура находится внутри контейнеров, поэтому для их подвески не требуется никаких изменений в конструкции самолета, достаточно лишь произвести минимальное количество соединений с его системами. На подвеску или снятие контейнеров в зависимости от их типов затрачивается от 4 мин до 1 ч. В случае крайней необходимости они могут аварийно сбрасываться в полете.
Контейнеры имеют обтекаемую цилиндрическую форму, оптимальную с точки зрения воздействия па летные и маневренные характеристики самолета-носителя и чаще всего выполняются в виде подвесного топливного бака. Конструкция, как правило, металлическая, силовой набор состоит из фрезерованных шпангоутов и продольных элементов, обшивка изготовлена из алюминиевых сплавов. Для их установки на летательный аппарат применяются подфюзеляжные или подкрыльевые стандартные пилоны наружной подвески (рис. 1). Масса контейнеров при полном снаряжении 100-500 кг, длина 2-3 м, они выдерживают перегрузку 4—7. Электропитание и опорные сигналы поступают к аппаратуре контейнера по кабелю через штепсельный разъем.
Рис. 1. Подвесной контейнер фирмы «Дойче аэроспейс» на самолете «Торнадо»
Благодаря модульному принципу проектирования, оснащению аппаратурой с высокой степенью стандартизации и унификации, контейнерные комплексы обладают тем преимуществом, которое зарубежные специалисты определяют как гибкость использования. Это позволяет легко изменять состав оборудования в зависимости от поставленной задачи (ведение разведки днем или ночью, с малых или больших высот и т.д.) и в то же время обеспечивает удобство при модернизации и снижение стоимости переоснащения летательного аппарата более современными средствами.
Рис. 2. Состав аппаратуры шведского контейнера «Грин Бэрон»:
1 - АФА (фокусное расстояние 75 мм) для съемки вперед; 2 - АФА (75 мм) для перспективной съемки вправо - влево; 3 - вентилятор; 4 - приемопередатчик радиовысотомера; 5 - блок управления ИК станции; 6 - блок управления АФА; 7 - АФА (280 мм) для съемки назад; 8 - зеркало; 9 - АФА (38 мм) для плановой съемки; 10 - датчик гировертикали: 11 - блок стабилизации по крену; 12 - ИК станция RD-702; 13 - антенна радиовысотомера; 14 - обогреватель
Большинство контейнеров рассчитано на несколько вариантов снаряжения разведывательной аппаратурой. В каждый, как правило, входят два-три аэрофотоаппарата (АФА) и ИК станция с линейным сканированием (рис. 2). На вооружении ВВС некоторых стран состоят и более крупные контейнеры (масса 500-1000 кг, длина 3-7 м), которые могут вмещать до пяти АФА, ИК станцию и РЛС бокового обзора (РЛС БО). Существуют также легкие контейнеры (масса 35-100 кг, длина до 1 м), предназначенные для использования па дозвуковых скоростях и малых высотах. Они иногда имеют даже обшивку из пластика и вмещают один-два миниатюрных АФА или И К станцию.
Внутри многих контейнеров установлены блоки преобразования данных от инерциальной навигационной системы самолета (курс, долгота, широта). Информация с них наносится на изображение снимаемой местности.
Вместе с тем конструкции контейнеров присущ и ряд недостатков. Это прежде всего увеличение лобового сопротивления летательного аппарата и возрастание его эффективной поверхности рассеяния (и как результат - радиолокационной заметности) , вследствие чего контейнеры не рекомендуется устанавливать на самолетах, создаваемых по технологии «стелт». Кроме того, из-за повышенного уровня вибрации ухудшается разрешающая способность полученных изображений разведываемой местности. Чтобы этого избежать, улучшают соединения с пилоном, а для стыковочных узлов применяются аэродинамические обтекатели специальной конструкции, виброизоляторы и демпферы. Широко также используется гиростабилизация разведоборудования, разрабатываются способы электронной стабилизации изображений. Характеристики некоторых образцов контейнеров приведены в таблице.
Аэрофотосъемка превосходит все другие виды воздушной разведки по достоверности, объему и качеству получаемой информации, поэтому в состав аппаратуры практически всех контейнеров входят АФА. Значительное повышение в последние годы разрешающей способности и светочувствительности фотопленок позволяет уменьшать формат кадра аэрофотоаппаратов, способствует их миниатюризации. Скорость химической обработки отснятого маршрута при этом возрастает.
Чаще всего используются автоматические малоформатные аэрофотоаппараты (ширина пленки 70 мм), но в больших контейнерах могут устанавливаться и среднеформатные (127 мм). В современных АФА много специальных механизмов и вспомогательных устройств, обеспечивающих автоматическое регулирование экспозиции, оптическую и механическую компенсацию сдвига изображения, автоматическую фокусировку объектива. Благодаря этому достигается разрешающая способность 60-120 лин/мм.
Высокое качество аэрофотоснимков во многом зависит от компенсации дефокусировок. Считается, что увеличение или уменьшение фокусного расстояния на 0,3 мм ведет к ухудшению разрешающей способности АФА в 3 раза. Колебание же температуры в пределах 0-40°С влечет изменение фокусного расстояния от —0,25 до +0,2 мм, а уменьшение давления, соответствующее возрастанию высоты полета с 300 до 9000 м, на 0,5 мм. Чтобы снизить влияние вышеуказанных факторов, применяются термостабилизация и герметизация контейнеров. Часто весь их внутренний объем кондиционирован, благодаря чему работа оборудования не зависит от окружающих атмосферных условий. Как правило, в контейнерах поддерживается температура 35-40°С.
В 80-е годы в США, Великобритании и Франции были разработаны длиннофокусные АФА типа «Лороп» , позволяющие вести перспективную дневную аэрофотосъемку при полетах вдоль государственных границ на глубину 100-110 км без захода самолета в воздушное пространство сопредельной страны. Причем они могут осуществлять обычную (с перекрытием кадров на 10-12 проц.) и стереосъемку (55-56 проц.). У таких аппаратов большие масса и размеры, поэтому они применяются в основном в контейнерном исполнении (КА-102А, КА-112А, СА-880 и другие).
Разрешающая способность в полете кадровых АФА (фокусное расстояние 1676 мм) составляет 60 лин/мм, а у панорамных (1829 мм) - 70-120 лин/мм.
Одним из основных требований к воздушной разведке является передача (получение потребителем) разведданных в реальном масштабе времени. В связи с этим в создаваемых в настоящее время комплексах разведоборудования АФА с фотопленками заменяются оптико-электронными камерами (ОЭК) с твердотельными датчиками изображения. В США в рамках программы FOTARS (Follow - on Tactical Air Reconnaissance System) фирма «Мартин Мариэтта» разрабатывает систему оптикоэлектронной воздушной разведки (в том числе в контейнерном варианте), в состав которой входят три такие камеры и ИК станция с линейным сканированием. Ранее, с середины 80-х годов, аналогичные работы велись той же фирмой по программе ATARS.
В фокальной плоскости ОЭК размещается матричный фотоприемник, состоящий из 12 000 чувствительных элементов, что эквивалентно разрешающей способности около 45 лин/мм для фотопленки шириной 114 мм и приводит к незначительному ухудшению качества изображения по сравнению с фотоматериалами (в последних разработках число таких элементов доведено до 20 000, а размер - до 10x10 мкм). Видимое изображение непосредственно преобразуется в электронный сигнал, регистрируется бортовым видеомагнитофоном и может передаваться на наземные пункты в цифровом виде по радиоканалу (как непосредственно в ходе съемки, так и с задержкой, например при возвращении с маршрута).
Рис. 3. Внешний вид аппаратуры, разрабатываемой по программе FOTARS:
1 - ОЭК F-979L; 2 - ОЭК F-979H; 3-ОЭК F-979М
Предполагается, что контейнерный разведывательный комплекс, создаваемый по программе FOTARS, будет включать следующие элементы: широкоугольную камеру F-979L для плановой или перспективной съемки с малых высот (фокусное расстояние 70 мм, угол поля зрения 140°, масса 13 кг, длина 280 мм); среднефокусную F- 979М для перспективной съемки со средних высот (305 мм, 22°, 27 кг и 500 мм соответственно) и ИК станцию D-500 (Рис. 3). Кроме того, в контейнере может быть установлена длиннофокусная ОЭК F-979Н (фокусное расстояние 1670 мм, длина 910 мм). Фиксацию видеоинформации предполагается производить в цифровом виде со скоростью 120 Мбит/с двумя устройствами DCTR-A120 для записи на магнитную ленту. Передача данных па наземные пункты будет осуществляться по широкополосной линии ABITS (Airborne Imagery Transmission System), работающей в 2- или 3-см диапазоне волн. В качестве наземного элемента, предназначенного для приема, обработки, отображения и автоматического дешифрирования развединформации, планируется использовать мобильные пункты JSIPS (Joint Services Imagery Processing System).
Рис. 4. Схема размещения длиннофокусного АФА ES-183C:
1 - в подвесном контейнере; 2 - в конформном контейнере для самолета F-16
Американская фирма «Айтек» на базе длиннофокусных АФА разработала контейнерные оптико-электронные системы разведки, в которых по выбору можно использовать фотопленку или матрицу чувствительных элементов. Такие матрицы с общим числом элементов 10 240 созданы для АФА КА-102А (КА-Ю2А/ЕО «Кондор» ), а с 12 240 элементами - для ES-183С (PC/ES-183C «Игл Ай», рис. 4). Заслуживает внимания тот факт, что диапазон работы фотоприемника системы «Игл Ай» составляет 3,5-5,2 мкм. Это позволяет вести разведку на больших дальностях в ночное время. Изображение в цифровом виде передастся на наземные пункты по радиолинии в 3-см диапазоне волн с применением остронаправленных антенн. Дальность передачи достигает 350 км при наличии прямой видимости и 900 км через воздушный ретранслятор.
Для ночной аэрофоторазведки с высот 150-500 м в 70-е годы за рубежом были созданы контейнерные аэрофотосистемы, оснащенные импульсными осветительными установками с подсветкой местности в ближней ИК области спектра (английский контейнер «Викон-75», американский KS-128). Электропитание этих установок обеспечивается автономными трехфазными генераторами с приводом от воздушной турбины. Однако в последние годы интенсивность таких разработок заметно снизилась, что связано с успешным развитием инфракрасной аппаратуры разведки.
ИК станции с линейным сканированием, входящие в состав разведоборудования контейнеров, дают возможность вести разведку как в светлое (даже при наличии задымления, слабого тумана и дождя), так и в темное время суток без подсветки местности. Большинство из них работает в диапазоне 8-14 мкм, сканирование осуществляется в пределах 120-140° в направлении, перпендикулярном направлению полета самолета. Результаты съемки фиксируются на фотопленке (70 или 120 мм) в виде тепловой карты местности (рис. 5).
Рис. 5. Изображение г. Бостон и аэропорта, полученное с помощью ИК станции AN/AAD-5
С помощью ИК снимков можно обнаруживать объекты, скрытые листвой деревьев или средствами маскировки, оценивать их состояние по степени нагрева и даже по оставляемому на земле тепловому следу. Обработка фотопленок производится на авиабазе, а в некоторых системах последних лет - на борту летательного аппарата (или осуществляется видеомагнитофонная регистрация данных) с передачей развединформации на наземные пункты по радиоканалу. Масса ИК станций 30-130 кг, угловая разрешающая способность 0,5-2 мрад, температурная разрешающая способность 0,1—0,3° С. Высота применения в пределах от 60 до 3000 м при М = 0,6-0,95.
Некоторые подвесные контейнеры оснащаются РЛС бокового обзора. Они позволяют просматривать полосы местности на дальности 20-80 км по обе стороны от линии пути самолета (их разрешающая способность 10- 30 м, высота применения 3000-12 000 м). Наличие режима селекции движущихся целей обеспечивает выделение объектов, скорость перемещения которых свыше 5 км/ч. Разведываемая местность и цели отображаются на фотопленке в условном виде с передачей их по радиоканалу на наземные станции. С помощью РЛС бокового обзора можно вести наблюдение за противником круглосуточно и в любых погодных условиях.
В настоящее время многие зарубежные фирмы разрабатывают новые образцы технических средств воздушной разведки. Одновременно с созданием подвесных контейнеров, совершенствованием их аппаратуры, оптимизацией ее состава большое значение придается развитию средств передачи, обработки и доведения получаемой информации до заинтересованных инстанций. Особое внимание уделяется созданию разведывательных систем, работающих в реальном или близком к реальному масштабе времени.
Полковник С. АЛЕКСЕЕВ, кандидат военных наук
"Зарубежное военное обозрение" №11 1994 г.