Самолет дальнего радиолокационного обнаружения и наведения А-50

А-50 – это советский (российский) самолет дальнего радиолокационного обнаружения и управления (ДРЛОиУ). Он был разработан в ОКБ Бериева (ОКБ-49) в середине 70-х годов прошлого столетия на базе транспортного самолета Ил-76. Работы над этим проектом велись совместно с Московским НИИ Приборостроения.

Самолет А-50 до сих пор находится на вооружении российской армии. Кроме того, в 2003 году с Индией был подписан контракт на поставку трех А-50ЭИ с израильской РЛС EL/W-2090. До 2010 года все машины были отправлены заказчику.

За антенну характерной формы журналисты часто называют этот самолет «российским АВАКСом», в войсках же он получил прозвище «гриб» или «летающая тарелка». До последнего времени А-50 был одним из самых секретных российских военных самолетов, только несколько лет назад журналисты смогли попасть на борт этой машины.

Самолет А-50 способен обнаруживать и сопровождать воздушные и надводные цели, управлять самолетами ударной и истребительной авиации, при необходимости наводить их на различные типы целей, а также вести общий мониторинг воздушной и надводной обстановки. Также А-50 можно использовать в качестве воздушного командного пункта.

Первый полет самолет А-50 совершил в конце 1978 года, его эксплуатация началась в 1985 году. Серийное производство машины было развернуто на Ташкентском заводе имени Чкалова и продолжалось до 1991 года. За это время было изготовлено около 40 машин, а также разработано несколько модификаций самолета.

Еще А-50 можно назвать завсегдатаем воздушных парадов и авиационных шоу. Впервые машина была показана публике на авиасалоне «МАКС-95».

Стоимость одного самолета составляет примерно 330 млн долларов.

Для чего создавался самолет ДРЛО А-50

Уже к началу 70-х годов стало очевидным, что самолет радиолокационного дозора и наведения (РЛДН) Ту-126, стоявший на вооружении войск ПВО, безнадежно устарел. Он не отвечал существующим на тот момент требованиям и значительно уступал своему американскому аналогу – самолету ДРЛО Е-3А. Бурное развитие зенитно-ракетных комплексов заставило боевую авиацию искать спасения у самой земли, где радиолокационный комплекс Ту-126 был бессилен.

Военным нужен был новый самолет, оснащенный РЛС, которая могла бы отслеживать воздушные цели на малых и сверхмалых высотах.

В 1969 году появилось постановление советского правительства о начале работ над радиотехническим комплексом (РТК), способным находить и сопровождать воздушные цели на малых высотах. Его разработка была поручена Московскому НИИ Приборостроения. Военные настаивали, чтобы в качестве носителя РТК был взят обычный серийный тяжелый транспортный самолет. Именно из-за этого требования был отклонен проект КБ Туполева, которое предлагало использовать в качестве носителя переделанный пассажирский лайнер.

Конечно, вариант с пассажирским самолетом имел свои преимущества, но подобная машина была куда дороже в эксплуатации. Поэтому новый самолет решили создавать на базе транспортника Ил-76. Работа над этим проектом была поручена ОКБ-49, которым в то время руководил Константинов. Соответствующее правительственное постановление появилось в 1973 году.

Физика процесса: эффект Доплера, или «умное эхо»

Как и любое направление развития науки и техники, радиолокация базируется на некоторых физических основах, позволяющих обеспечивать решение стоящих перед ней задач, а именно: обнаруживать различного рода объекты и определять координаты и параметры их движения с помощью радиоволн.

Использование радиоволн, или, другими словами, электромагнитных колебаний (ЭМК), частотный диапазон которых сосредоточен в пределах от 3 кГц до 300 ГГц, определяет основные преимущества радиолокационных систем (РЛС) перед другими системами локации (оптическими, инфракрасными, ультразвуковыми). В первую очередь, это обусловлено тем, что закономерности распространения радиоволн в однородной среде достаточно стабильны как в любое время суток, так и в любое время года и, следовательно, изменение условий оптической видимости, обусловленных появлением дождя, снега, тумана или изменением времени суток, не нарушает работоспособность РЛС.

Основными закономерностями распространения радиоволн, которые позволяют обнаруживать объекты и измерять координаты и параметры их движения, являются следующие:

– постоянство скорости и прямолинейность распространения радиоволн в однородной среде (при проведении инженерных расчетов скорость распространения радиоволн принимают равной 3·10–8 м/с;

– способность радиоволн отражаться от различных областей пространства, электрические или магнитные параметры которых отличаются от аналогичных параметров среды распространения;

– изменение частоты принимаемого сигнала по отношению к частоте излученного сигнала при относительном движении источника излучения и приемника радиолокационного сигнала.

Последнее свойство радиоволн в радиолокации называют эффектом Доплера по имени австрийского ученого Кристиана Андреаса Доплера, который в 1842 году теоретически обосновал зависимость частоты колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волны и наблюдателя относительно друг друга.

В 1848 году эффект Доплера был уточнен французским физиком Арманом Физо, а в 1900 году – экспериментально проверен русским ученым Аристархом Белопольским на лабораторной установке. В этой связи в научно-технической литературе наименование данного эффекта можно встретить под названием «эффект Доплера – Белопольского».

Для проведения процедуры измерения расстояния до цели РЛС излучает в ее направлении зондирующий сигнал. Данный сигнал доходит до объекта, отражается от него и возвращается обратно к РЛС. Поскольку, как отмечалось ранее, скорость распространения радиосигнала в однородной среде постоянная, то для определения дальности до объекта необходимо зафиксировать момент излучения зондирующего сигнала t0 и момент приема отраженного сигнала от цели t1. В результате разность (t1 – t0) позволяет определить время, в течение которого радиоволна проходит путь от РЛС к цели и обратно, которое равно 2Д, где Д – дальность до объекта (расстояние между РЛС и целью). Разность времен (t1 – t0) в радиолокации называют временем запаздывания и обозначают как tд. В результате при известной величине tд можно составить равенство 2Д = Сtд, из которого следует, что дальность до объекта (цели) равна Д = Сtд/2.

Таким образом, подводя итог процедуре измерения дальности до цели, можно констатировать, что для измерения с помощью РЛС расстояния до цели необходимо определить время запаздывания tд, которое при известной скорости распространения радиоволн позволяет определить дальность до нее.

Большой процент объектов радиолокационного наблюдения составляют подвижные или движущиеся цели. К таким целям, например, относятся самолеты, вертолеты, автомобили, люди и т.д. Основным отличительным признаком таких объектов является скорость их движения. Выявить эффект движения цели, как отмечалось ранее, можно, опираясь на эффект Доплера, который позволяет определить радиальную скорость движения цели. То есть частота принимаемых РЛС колебаний от цели, двигающейся ей навстречу, возрастает по сравнению со случаем неподвижной цели и уменьшается при удалении цели от РЛС. Данное изменение частоты принимаемого сигнала называют доплеровским смещением частоты. Величина данного смещения зависит от скорости взаимного движения носителя РЛС и цели. Необходимо заметить, что рассмотренные свойства радиоволн будут проявляться вне зависимости от условий оптической видимости в зоне радиолокационного наблюдения.

Длинная дорога в небо

Переоборудование серийного Ил-76 в первый самолет А-50 завершилось только в конце 1978 года. В августе 1979 года начались государственные испытания машины, в ходе которых также осуществлялась доработка и доводка комплекса радиоэлектронного оборудования на борту самолета. До 1983 года на опытном заводе ОКБ-49 в Таганроге в А-50 было переоборудовано первые три Ил-76. Испытания продолжались до 1985 года, после чего машины были переданы в строевые части на опытную эксплуатацию. Еще раньше, в декабре 1984 года, было принято решение о начале серийного производства самолета на Ташкентском авиационном заводе.

Официально принятие на вооружение А-50 состоялось только в 1989 году. Уже после распада СССР, в 1996 году, многие конструкторы, работавшие над проектом А-50, были награждены Государственными премиями.

Первая встреча А-50 с «вероятным противником» состоялась в декабре 1987 года: норвежский противолодочный самолет Р-3В Orion обнаружил «советский АВАКС» над акваторией Баренцева моря.

В 1987 году начались работы над созданием модернизированного радиотехнического комплекса «Шмель-2», для чего была переоборудована летающая лаборатория Ту-126ЛЛ. Однако в 1992 году работы над этим проектом заглохли.

В начале нулевых годов начались работы по модернизации А-50, причем велись они и над обновлением самолета, и над улучшением характеристик РТК. Результатом стало появление новой модификации самолета – А-50У с куда более продвинутыми летно-тактическими характеристиками. Первый А-50У был передан российским ВВС в 2011 году. Второй был принят в эксплуатацию в конце 2012 года. В марте 2017 года ВКС получили четвертый А-50У. До 2020 года планируется модернизировать и передать вооруженным силам 20 подобных машин.

С момента начала эксплуатации А-50 постоянно привлекались при проведении различных учений. Периодически эти самолеты участвуют в дистанционном контроле тех или иных сопредельных территорий. Так, например, А-50 проводили мониторинг ситуации в Ираке во время войны в начале 90-х годов. Во время первой и второй чеченской кампании эти самолеты контролировали воздушное пространство мятежной республики, предотвращая полеты с территории сопредельных государств. В 2020 году А-50 вошел в состав российской группировки ВКС в Сирии. Фото этого самолета на базе Хмеймим легко можно найти в интернете.

Описание конструкции самолета А-50

А-50 выполнен по нормальной аэродинамической схеме, это двухмоторный высокоплан, его конструкция во много повторяет конструкцию серийного транспортного самолета Ил-76. Экипаж самолета состоит из 5 человек и еще 10-11 операторов, которые обслуживают аппаратуру радиотехнического комплекса «Шмель». Именно этот РТК и является основным «оружием» А-50. В его состав входит:

• трехкоординатная РЛС с пассивным каналом пеленгации;
• комплекс аппаратуры съема и отображения полученных данных;
• система запроса – ответа;
• вычислительный комплекс, который решает задачи управления, а также наведения истребителей на воздушные цели;
• система госопознавания;
• комплекс аппаратуры ЗАС;
• система связи;
• комплекс аппаратуры документирования;
• телекодовая аппаратура.

Характерной особенностью А-50 является наличие «гриба» – обтекателя РЛС кругового обзора, который имеет диаметр больше 10 метров и высоту 2 метра. Конструкторам пришлось решать нетривиальную задачу размещения этого сооружения на фюзеляже самолета. Он располагается сзади задней кромки крыла, при этом он несколько ниже стабилизатора машины.

Радиоэлектронное оборудование, размещенное на борту А-50, весит около 20 тонн. РЛС самолета позволяет обнаруживать одиночную воздушную цель типа «истребитель», летящую на малой высоте, на расстоянии в 200-400 км. Высотные цели такого же класса определяются на дальности до 600 км. Морские цели РТК «Шмель» «видит» на расстоянии в 400 км. Комплекс способен одновременно вести до 60 целей и наводить на них до 12 истребителей.

Также А-50 способен засекать старты тактических и оперативно-тактических ракет по факелу работы их двигателя на расстоянии в 1 тыс. км.

Взаимодействие А-50 с истребителями обеспечивается за счет автоматизированных фиксированных каналов связи. Дальность по КВ-диапазону составляет 2 тыс. км, а по УКВ-диапазону – до 400 км. Для обеспечения глобальной связи А-50 оснащен спутниковым каналом коммуникации.

Пилотажно-навигационный комплекс А-50 позволяет самолету решать боевые задачи в любых метеорологических условиях, днем или ночью, в любой точке земного шара.

А-50 вполне может постоять за себя. Он имеет комплекс самообороны, состоящий из систем пассивного и активного радиоэлектронного противодействия. Самолет может выпускать радиолокационные отражатели и ложные тепловые цели. Есть система дозаправки в воздухе.

Самолет способен выполнять боевые задачи даже в условиях помех и активного противодействия противника. Если сравнивать А-50 с Boeing E-3 Sentry, то советская машина уступает американской по дальности обнаружения целей и по количеству каналов наведения. Однако А-50 лучше распознает и выделяет воздушные цели на фоне земной поверхности. Правда, вес электронной аппаратуры «советского АВАКСа» в полтора раза больше, чем у его американского аналога.

Ответчики госопознавания

Бортовой ответчик государственного опознавания предназначен для определения государственной принадлежности оснащенных им летательных аппаратов воздушными, морскими и наземными радиолокационными запросчиками системы опознавания. Принцип опознавания состоит в том, что на запрос запросчика ответчик должен выдать один из кодов, имеющихся у него в фиксированном наборе, действующие коды время от времени меняются, и экипаж в нужное время устанавливает нужный код. При необходимости, вместе с сигналом опознавания ответчик может выдавать сигнал бедствия. Структура сигналов и несущая частота зависят от применяемой системы опознавания. В рассекреченной советской системе Кремний-2 использовались частотные коды. Ответный сигнал представлял собой радиоимпульсы с несущей частотой 668 МГц, промодулированные видеоимпульсами в виде гребёнки, частота гребёнки менялась в зависимости от номера кода и составляла единицы мегагерц. В современных системах используется цифровое кодирование, несущие частоты находятся в дециметровом диапазоне, точные их значения в открытых источниках не приводятся.

Основные модификации самолета А-50