Radary pokładowe.

Pierwsze lotnicze radary pokładowe były celownikami radiolokacyjnymi dla myśliwców nocnych. Pracowały na falach metrowych z falą ciągłą, w związku z czym były użyteczne dopiero po osiągnięciu wysokości większej od zasięgu. W przeciwnym razie odbicia od powierzchni Ziemi dosłownie zatykały odbiornik.
Jeden z takich radarów, angielski ASV, przebudowano na zakres fal 10 cm do celów wykrywania okrętów podwodnych (pozwalał wykryć peryskop zanurzonego okrętu). Niemieccy konstruktorzy zaniedbali badań nad zakresem fal centymetrowych. Nie dysponowali oni właściwymi do tego celu lampami elektronowymi (magnetronami), więc wyniki były zniechęcające. Dopiero pod koniec wojny powstały pierwsze niemieckie radary na pasmo 9 cm Marbach, Berlin-S i Berlin-U (dla okrętów podwodnych).
Operatorzy radarów ASV zauważyli, że w czasie przelotu nad lądem zobrazowanie radaru odwzorowuje powierzchnię Ziemi pod samolotem. Zjawisko to wykorzystano, budując radary do odnajdywania celów dla bombowców.

Obraz terenu na wskaźniku brytyjskiego radaru H2S. Radar ten służył do naprowadzania bombowców na cel (no cóż, to też nawigacja...). Były to pierwsze radary na pasmo 3 cm, posłużyły jako wzór do budowy amerykańskich AN/APS-7 i japońskich Tachi-51

Do dnia dzisiejszego powstało nieprzeliczone mrowie lotniczych radarów pokładowych, w większości wojskowych (nawigacyjne, zwiadowcze, naprowadzające uzbrojenie, czyli celowniki radiolokacyjne, itp.). Większość z nich to radary trójwspółrzędne.
Z zastosowań cywilnych najbardziej znane są radary meteorologiczne, niewielkie urządzenia o czułości i zasięgu wystarczającym do wykrycia frontów burzowych przed samolotem, z reguły współpracujące z komputerem nawigacyjnym samolotu.

Wskaźnik analogowego radaru pokładowego z lat siedemdziesiątych. Po prawej, dla porównania, cyfrowy wskaźnik radaru pogodowego. "Gęstość" chmur wyróżniana jest kolorem.

Radar do obserwacji powierzchni morza Bendix/King RDS-81 zabudowany na samolocie TS-11 Iskra. Jakby były wątpliwości, to aparatura radaru ledwo wystaje zaraz za anteną. Reszta zawartości pyska Iskry to radiostacja, przetwornice napięcia, itp. Cóż, różnica pokoleń, ale nie ma się czego wstydzić. Iskra dalej lata, kręci akrobację mimo niedoboru mocy. Jej "upakowanie" połączone z łatwością dostępu zadziwia mnie do dziś. Ma wszystko, co w owych czasach (1961) miał samolot szkolno - bojowy, a spójrzcie na sylwetkę mechanika - Iskra ma przekrój poprzeczny dosłownie opisany na sylwetce siedzącego lotnika.

W samolotach bojowych stosuje się głównie radary do wykrywania i śledzenia celów powietrznych i naprowadzania uzbrojenia. W samolotach wielozadaniowych często spotyka się stacje radiolokacyjne mogące obserwować powierzchnię Ziemi. Standardem jest możliwość śledzenia i naprowaczania pocisków na wiele celów równocześnie.
Radar Northrop Grumman AN/APG-68, dawniej krzyk techniki, dziś nic wyjątkowego, ma w sumie 25 trybów pracy. Może wspomagać nawigację w czasie lotu na bardzo małych wysokościach (także poniżej poziomu przeszkód). Podczas pracy z automatycznym mapowaniem powierzchni Ziemi może odnajdywać cele o zadanych cechach i położeniu i współpracować z systemem uzbrojenia przy wykonywaniu ataku (automatyczne odpalenie rakiet lub zrzut bomb). Niektóre tryby pracy AN/APG-68 służą wspomaganiu walki powietrznej i są dowiązane do konkretnego typu uzbrojenia: pociski AMRAAM i AIM-7 na większe odległości, AIM-9 (Sidewinder) lub działko do walki kołowej. Dobra odporność na zakłócenia została osiągnięta, co u Jankesów rzadkie, dość prostymi metodami: sprytnym przeplataniem częstotliwości pracy i powtarzania impulsów, dobrym zogniskowaniem wiązki radaru i algorytmem filtrowania informacji do zobrazowania na cyfrowym wyświetlaczu. Zobrazowanie informacji odbywa sięprzez FMS na ekranie HDD, lub przez system sterowania uzbrojeniem na HUD.

Francuski radar pokładowy RC 400 dla samolotów wielozadaniowych. Wahliwie zamocowana antena szczelinowa jest umieszczana w plastykowej osłonie na nosie samolotu. Widoczne są małe anteny kanału precyzyjnego śledzenia celów. Jest to wersja z anteną tradycyjną jest ofertą dla krajów, chcących modernizować stare myśliwce. Podejrzewam, że radar został skonstruowany do nieruchomej anteny z matrycą aktywną, ale Francuzi trzymają karty przy orderach.

Pokładowe stacje radiolokacyjne samolotów bojowych mogą współpracować z cyfrowym systemem sterowania (słynnym fly by wire), co pozwala na automatyczny lot na małej wysokości w dowolnie skomplikowanym terenie, identyfikację celu, atak i ucieczkę z miejsca zajścia. Pilotowi pozostaje spocić się ze strachu, zaaprobować atak i czekać na "nieprzewidziane okoliczności" (podobno są zawsze).
No właśnie. Dla pilota samolotu bojowego radar ma, oprócz wielu zalet, dużą wadę: emituje energię w wystarczającej ilości, aby można go było namierzyć z odległości znacznie przekraczającej jego efektywny zasięg. Środki zaradcze są różne, ale zawsze mało skuteczne.
Nowoczesne radary pokładowe do naprowadzania uzbrojenia mają możliwość dostosowania mocy nadawania zakresu obserwacji do sytuacji w powietrzu. Samoloty zbudowane jako trudno wykrywalne (Stealth) bardzo rzadko korzystają z radaru. W ogóle działanie wszystkiego, co emituje jakąkolwiek energię, jest w nich ograniczone do minimum (nawet impulsy laserowego dalmierza - wskażnika celu są wyżyłowane do niemożliwości). Najpewniejszym jak dotąd środkiem jest lot z wyłączoną stacją radiolokacyjną dokąd to tylko możliwe. W czasie dolotu do rejonu działań korzysta się z informacji ze stanowiska dowodzenia. W tym celu samoloty NATO są wyposażane w system przesyłu i zobrazowania informacji taktycznej w czasie rzeczywistym Link 11 i Link 16 z monitorem JTIDS (Joint Tactical Information Display System).
Oczywiście nie maani niewidzialnych samolotów, ani stuprocentowo pewnych metod unikania wykrycia. Na przykład sprawa F-117, strąconego w zeszłym roku w czasie nalotu na Belgrad. Śledzenie raz po raz znikającego celu było niemożliwe, za to naloty były przeprowadzane co noc według tego samego schematu. Po jednorazowym wykryciu F-117 rakiety zostały wystrzelone bez naprowadzania, w punkt obliczony na podstawie przebiegu poprzednich ataków. Obliczenia były wystarczająco dokładne, aby eksplozje rakiet zniszczyły delikatną maszynę. Jak dotąd nie jest jasne czy wybuch nastąpił na nakazanej wysokości, na rozkaz z ziemi, czy wskutek działania zapalników zbliżeniowych. Jak to zwykle bywa, wszyscy zainteresowani twierdzą co im wygodne.
A w Belgradzie rozbawione towarzystwo obnosiło transparent z napisem: "Nie wiedzieliśmy że był niewykrywalny. Przepraszamy."

Arystokracją wśród wojskowych radarów pokładowych są systemy, stosowane na samolotach wczesnego ostrzegania (AEW - Airborne Early Warning). Pierwszymi samolotami AEW były lekko przerobione samoloty bojowe. Avro Shackleton, czyli zaopatrzony w radar i konsole operatorów Lancaster, był bez wątpienia najdłużej pozostającą w służbie maszyną tego typu.
Późniejsze samoloty AEW, takie jak amerykański EC-121 (Lockheed C-121 Super Constellation) i brytyjski Nimrod (De Havilland Comet 4) tworzyły powietrzne ogniwo systemu AWACS (Airborne Warning And Control System), realizującego funkcję naprowadzania samolotów bojowych i łączności z naziemnymi stanowiskami dowodzenia.
Wyniesienie radaru na dużą wysokość daje dużą przewagę nad naziemnymi środkami obserwacji. Przede wszystkim polepsza wykrywanie celów na granicy zasięgu. Doskonale widać także samoloty na małych wysokościach, i to niezależnie od rzeźby terenu. Piloci samolotów bojowych, działających w dowolnym punkcie są szybciej i lepiej informowani o sytuacji, bo mają system dowodzenia ze sobą. Złośliwi przypisują zasadnicze znaczenie temu, że operatorzy na stanowisku dowodzenia wiedzą, że jak spaprzą robotę, to przeciwnik dobierze się i do nich.

E-3C Sentry, czyli stary, dobry Boeing 707-320B, tylko z efektowną anteną na dachu. Najbardziej chyba znana stacja AWACS. Wielokrotnie modernizowany system radarowy AN/APY-2 zawdzięcza swoje sukcesy nie tyle jakiejś supertechnice, ile przemyślanemu, dobrze przećwiczonemu użyciu i dobrym załogom.

Jeżeli już mowa o obserwacji z powietrza to należy wspomnieć o radarach obserwacji bocznej. Anteny tych radarów umieszcza się w owiewkach wzdłuż kadłuba, najczęściej pod nim. Układ taki charakteryzuje się możliwością skonstruowania anteny aktywnej, zawierającej moduły nadawczo - odbiorcze. Daje to skrócenie toru falowodowego, a co za tym idzie zmniejszenie strat sygnału. Poza tym z wnętrza kadłuba ubywa sporo elektroniki i układów chłodzenia. Tak właśnie jest skonstruowany szwedzki system Ercson EIREYE, czasem nazywany "mini-AWACSem".
Radar obserwacji bocznej daje obraz prostokątnego wycinka terenu pod samolotem. Urządzenia takie mają dość dużą rozdzielczość, typowo 3 do 10 m przy wysokości lotu 10000 m. Radary przeznaczone do bliskiego rozpoznania widzą do 200 km w bok od trasy lotu, są więc idealne do zwiadu wzdłuż granic lub linii frontu.
Cywilne wersje radarów obserwacji bocznej są niezastąpione przy morskich akcjach poszukiwawczo ratunkowych i wykrywaniu sprawców wycieków ropy naftowej.

Systemy radarowe samolotów wojskowych są uzupełniane radiolokatorami pasywnymi (nie emitującymi własnych sygnałów), służącymi do wykrywania nieprzyjacielskich stacji radiolokacyjnych. Starsze rozwiązania, np, rosyjska Syrena mogą tylko sygnalizować opromieniowanie przez radar i podać orientacyjny kierunek. Nowsze (amerykańskie ALR 73 z A2C Hawekeye czy francuski Sherloc z samolotu wielozadaniowego Rafale podają położenie wykrytych radarów i na podstawie parametrów sygnału określają ich typ, tryb pracy i stopień zagrożenia (poszukiwanie, śledzenie, naprowadzanie broni rakietowej czy artyleryjskiej). Urządzenia takie pozwalają na nawigowanie między strefami obrony przeciwlotniczej.

Z radarami wojskowymi są na śmierć i życie związane przeciwradarowe systemy walki radioelektronicznej. Bez wątpienia pierwszym takim systemem było zakłócanie pasywne, czyli zrzucanie chmury dipoli w postaci pasków folii aluminiowej odbijających wiązkę radaru. Pod nazwą Window metoda ta została zastosowana przez aliantów w czasie II wojny światowej i jest stosowana do dziś.
Pierwsze aktywne urządzenia przeciwradarowe z lat czterdziestych i pięćdziesiątych służyły jedynie do obrony przed myśliwcami. Przyjmowano że rakiety ziemia - powietrze chronią tylko najważniejsze cele, a te miały być atakowane spoza zasięgu rakiet (później tę rolę przejęły rakiety taktyczne lub balistyczne). Już w roku 1957 zestaw AN/ALQ-16, projektowany dla bombowca B-58 Hustler, potrafił dostosować się do parametrów sygnału celownika radiolokacyjnego i wysyłać z opóźnieniem sygnał fałszywego echa. W zależności od wybranego programu działania "podrabiany" był kierunek lub odległość. Bynajmniej nie chodziło tu o oszukanie pilota myśliwca. Przerwanie automatycznego śledzenia celu przez system sterowania uzbrojeniem zmusza pilota do ponownego podejścia i wskazania celu, a to zabiera czas i paliwo.
Spotyka się twierdzenie, jakoby ówczesne systemy walki radioelektronicznej służyły do ogłupiania rakiet ziemia - powietrze. Otóż rakiety takie są kierowane sygnałami nadawanymi dużą mocą w postaci wąskiej wiązki śledzącej tor lotu rakiety. Same sygnały są kodowane i często wysyłane równolegle dwoma (lub więcej) kanałami w celu zabezpieczenia przed zakłócaniem. Wówczas stosowano raczej zakłócanie pracy stacji radarów wykrywających cele lub wprost niszczenie ich przy pomocy rakiet przeciwradarowych (naprowadzających się na źródło promieniowania). Jeżeli rakieta już leciała do celu, atakowany samolot stosował zakłócanie pasywne, czyli wystrzeliwał chmurę pasków folii aluminiowej. Paski folii miały różne długości aby skutecznie odbijać wiązki radarów pracujących na różnej częstotliwości.
Nowsze urządzenia zakłócające są w stanie zakłócać pracę aktywnych i półaktywnych głowic rakiet naprowadzanych radiolokacyjnie. Dysponują one dosyć dużą mocą nadawania i możliwością analizy odebranych sygnałów w czasie rzeczywistym. Komputery sterujące pokładowymi środkami zakłócającymi dysponują informacjami o systemach obrony, z jakimi mogą się spotkać i o ich ostatnio zarejestrowanych emisjach. Regularne zbieranie takich danych (także w czasie pokoju) zwiększa szanse pokonania obrony przeciwnika bez strat własnych.

Na zakończenie trzeba wymienić dwa typy pokładowych urządzeń radiolokacyjnych, stosowanych w lotnictwie cywilnym i wojskowym: radiowysokościomierze i radiolokacyjne mierniki prędkości i kąta znoszenia.
Radiowysokościomierz jest prostym radarowym miernikiem wysokości nad powierzchnią Ziemi w zakresie 0 - 1500 m, z dokładnością około pół metra. Istnieją radiowysokościomierze dla dużych wysokości (impulsowe), ale ich zastosowanie jest dość ograniczone. Anteny radiowysokościomierza, osobno nadawczą i odbiorczą, umieszcza się w plastykowych owiewkach pod kadłubem lub na dolnej powierzchni statecznika poziomego.
Miernik prędkości i kąta znoszenia określa dopplerowskie przesunięcie sygnału, odbitego od terenu lub wody. Na tej podstawie przekazuje do układów nawigacyjnych prędkość względem Ziemi (GS - Ground speed) i kąt znoszenia wywołanego wiatrem. Na podstawie tych danych i czasu można zliczać przebytą drogę, a co za tym idzie okreslać pozycję. Układ złożony z miernika prędkości i kąta znoszenia i przeliczników nazywano dopplerowskim systemem nawigacyjnym. System Dopplera przeważnie współpracuje z układem bezwładnościowym i pokładowymi urządzeniami radionawigacyjnymi. Mierniki stosowane w śmigłowcach umożliwiają automatyczne utrzymywanie się w zawisie nad określonym punktem. Anteny takiego miernika montuje się na spodzie belki ogonowej. W samolotach są one mocowane w kadłubie i zaopatrzone od spodu w plastykowe osłony. Często spotyka się anteny stabilizowane w poziomie za pomocą układów żyroskopowych.

Początek formularza

Dół formularza

Jacek Tomczak - Janowski

12-Jan-1999
Akt. 19-Jan-2000

---