Радиоэлектронное оборудование бомбардировщика  B-1B

Подполковник А. Боков, к.т.н.

При создании нового стратегического бомбардировщика B-1B первостепенное внимание уделялось разработке бортового радиоэлектронного оборудования (РЭО), стоимость которого составила 35- 40 проц. общей стоимости самолета. Согласно требованиям ВВС США, это оборудование призвано обеспечить решение как основной задачи - прорыв ПВО противника и доставка к цели ядерного и обычного оружия, так и некоторых других, включая ведение разведки, поиск и обнаружение подводных лодок, постановку мин.

В основу создания РЭО самолета положены современные принципы построения электронных систем, к которым относятся: широкое использование цифровых ЭВМ; модульность структуры, обеспечивающая заменяемость блоков и возможность наращивания систем; резервирование наиболее важных подсистем; комплексирование аппаратуры, выполняющей сходные функции. Для уменьшения сроков разработки и технического риска было максимально использовано оборудование, уже прошедшее проверку на модернизированных самолетах B-52G и Н, а также на современном истребителе F-16. Такой подход позволил снизить стоимость обслуживания и упростить материально-техническое обеспечение. В то же время на бомбардировщике B-1B установлен ряд новых и модернизированных средств, которые значительно расширили его боевые возможности. В целом, как отмечается в зарубежной печати, при разработке самолета B-1B использованы последние научно-технические достижения, и его РЭО отражает достигнутый в настоящее время в США уровень развития бортовой радиоэлектроники.

Американские авиационные специалисты подразделяют задачи, решаемые с помощью бортового РЭО бомбардировщика, на наступательные и оборонительные. К первым относятся навигация на маршруте, выход в район цели на малых и предельно малых высотах, применение оружия, поддержание радиосвязи с наземными командными пунктами и другими самолетами в воздухе. Вторые включают обнаружение и предупреждение экипажа о работающих радиоэлектронных средствах противника, представляющих опасность для бомбардировщика, а также снижение эффективности функционирования этих средств, то есть оборонительные задачи сводятся к задачам РЭБ. В соответствии с типом решаемых задач бортовые радиоэлектронные средства самолета B-1B делятся на наступательные и оборонительные.

Бортовое радиоэлектронное оборудование характеризуется высокой насыщенностью средствами вычислительной техники. Основу вычислительной подсистемы составляют восемь 16-разрядных ЭВМ AP-101F, шесть из которых обслуживают комплекс наступательного РЭО (три функционируют постоянно, позволяя осуществлять навигацию, доставку оружия, управление оборудованием и отображением информации, одна является резервной и две обеспечивают режим следования рельефу местности). По одной ЭВМ входит в состав комплекса оборонительного РЭО и центральной системы контроля оборудования. Кроме того, в различных подсистемах используется большое количество специализированных процессоров. Быстродействие ЭВМ составляет 1 млн. опер./с, объем оперативной памяти 128 тыс. слов, Программное обеспечение ведется на языке ДЖОВИАЛ J3B.

Передача информации между системами и подсистемами РЭО осуществляется с помощью шины передачи данных с четырехкратным резервированием. Шина обеспечивает двустороннюю передачу информации между 9000 входов и выходов со скоростью 1 Мбит/с. Передача данных производится по двум двужильным кабелям.

Основу комплекса наступательного РЭО составляет многофункциональная моноимпульсная радиолокационная станция AN/APQ-164, созданная на базе РЛС AN/APG-68 истребителя F-16 с заменой подвижной щелевой фазированной антенной решетки (ФАР) на твердотельную с электронным сканированием. Сменные блоки обеих РЛС имеют одинаковые размеры и внешний вид, однако не являются взаимозаменяемыми. РЛС позволяет получить наиболее полную информацию, необходимую для выполнения боевых задач. Диапазон рабочих частот 8-10 ГГц, масса 570 кг. В передатчике использованы лампы бегущей волны.

При работе в режиме синтезирования апертуры оператор может выбрать один из пяти масштабов, определяемых размером стороны квадратного участка земной поверхности - 1,2; 2,4; 4,8; 9,6; 18,5 км. Получение изображения местности с высоким разрешением позволяет реализовать режим коррекции инерциальной навигационной системы (ИНС) по радиоконтрастным ориентирам, местоположение которых известно, например по мостам. 3 этом режиме ИНС выдает в ЭВМ координаты контрольного ориентира и текущее местоположение самолета. Оператор накладывает перекрестие на изображение ориентира на индикаторе РЛС. При этом автоматически определяется ошибка ИНС и производится коррекция.

РЛС позволяет осуществлять полет на высотах до 60 м. В режиме следования рельефу РЛС определяет профиль местности вдоль маршрута на дальности ро 18 км. Обновление информации происходит непрерывно в зависимости от характера рельефа. Обычно коррекция осуществляется через 3-4 с. Работа в таком режиме повышает скрытность РЛС. На индикаторе отображаются профиль местности впереди по курсу самолета и дальность до опасных участков при полете на данной высоте. Поскольку при следовании рельефу местности одно сканирование обеспечивается менее чем за 1 с, то становится возможной работа РЛС параллельно в нескольких режимах с временным разделением. При этом каждому члену экипажа выдается индивидуальная информация. Следование рельефу может осуществляться как в автоматическом, так и в ручном режиме. В режиме облета препятствий самолет маневрирует в азимутальной плоскости.

ФАР радиолокационной станции представляет собой плоскую решетку эллиптической формы, включающую 1526 фазовращателей и излучающих элементов. Среднее время наработки ФАР на отказ составляет 10 тыс. ч. Учитывая высокую надежность ФАР, командование ВВС США не планирует проводить ее техническое обслуживание в строевых частях, а демонтаж и проверка будут осуществляться только при поступлении самолета в ремонтные мастерские после нескольких лет эксплуатации.

Антенна размещена в носовой части B-1B и обеспечивает сектор сканирования в азимутальной плоскости ±60°. Время переключения положения главного лепестка диаграммы направленности 0,15-0,2 мс. Для выполнения бокового обзора в режиме с синтезированной апертурой предусмотрено механическое перемещение антенны на 90° вправо и влево относительно оси самолета. В целях снижения заметности летательного аппарата плоскость ФАР наклонена на 35° вниз.

К преимуществам ФАР американские специалисты относят возможность формирования диаграммы направленности различных типов для работы РЛС в нескольких режимах. ФАР позволяет также быстро изменять поляризацию зондирующих сигналов для улучшения селекции целей на фоне отражений от облаков и подстилающей поверхности. Однако масса ФАР больше массы обычной антенны и составляет около 180 кг.

При создании РЛС AN/APQ-164 особое внимание уделялось обеспечению высокой надежности и снижению затрат на обслуживание. В РЛС имеются два независимых канала, один из которых резервный. Таким образом, РЛС полностью дублирована за исключением ФАР, что дало возможность довести вероятность безотказной работы РЛС в течение 15-часового полета до 0,99. Сообщается, что стоимость обслуживания РЛС втрое меньше закупочной. Это обеспечивается резервированием и использованием системы встроенного контроля, позволяющего локализовать 95 проц. отказов на уровне отдельного блока. Зарубежные специалисты считают, что следующим этапом совершенствования РЛС будет создание станции полностью на твердотельных приборах и. применение ФАР на активных элементах, в каждый из которых войдут приемник, передатчик и фазовращатель.

С помощью инерциальной навигационной системы SKN-2440 определяются местоположение, скорость и курс самолета. Высокая эффективность ИНС достигается благодаря применению высокоточных инерциальных элементов, быстродействующего цифрового вычислителя и математической компенсации дрейфа. Точность определения координат составляет 0,46 км на 1 ч полета. С помощью ИНС осуществляется также стабилизация РЛС. ИНС может выдавать информацию как в цифровой, так и в аналоговой форме. Гиростабилизированная платформа измерительного блока размещена на четырехрамочном карданном подвесе. На ней установлены вертикальный и два горизонтальных акселерометра и два двухосных гироскопа. Выставка ИНС может быть произведена как на земле, так и в воздухе. Масса ИНС 17,3 кг, габаритные размеры 485X194X191 мм. Конструктивно система размещена в двух быстросъемных блоках.

На трех первых серийных бомбардировщиках B-1B в качестве дополнения к основной ИНС установлена автономная астроинерциальная система NAS-26, которая обеспечивает глобальную навигацию. В запоминающее устройство вычислителя системы могут быть записаны эфемериды 61 звезды. Устройство сопровождения ведет поиск и идентификацию заданных звезд со скоростью три звезды в минуту. Выставка системы может осуществляться в воздухе и на земле. Точность системы (КВО) в астроинерциальном режиме (с периодическим сопровождением звезд) не хуже 330 м на 10 ч полета, а без коррекции по звездам - 0,9 км на 1 ч полета. Масса системы 66,8 кг, объем 0,35 м3. Среднее время наработки на отказ 800 ч.

На самолете B-1B установлен доплеровский измеритель скорости и сноса (ДИСС) AN/APN-218 (в некоторых иностранных публикациях отмечается, что используется модифицированный вариант этого ДИСС, получивший обозначение AN/APN-230). Основные преимущества ДИСС AN/APN-218 обусловлены двумя техническими решениями: применением непрерывного излучения и узконаправленной антенной решетки. ДИСС является четырехлучевым (формирование

лучей осуществляется с разделением по времени) и обеспечивает измерение параметров при полете над сушей и спокойной морской поверхностью при скоростях 180-3330 км/ч в диапазоне высот 0-23 км. Мощность передатчика на рабочей частоте 13,325 ГГц составляет 1,5 Вт. Время наработки на отказ не менее 3000 ч. Конструктивно ДИСС выполнен в виде блока датчиков, двух блоков индикаторов и управления, имеющих раз. меры соответственно 716х645х170, 146X76X155 и 146х152х165 мм. Общая масса ДИСС 37,3 кг.

В состав комплекса наступательного РЭО также входят два высотомера, связные радиостанции (в том числе станция спутниковой системы связи АФСАТКОМ), аппаратура инструментальной системы посадки, внутренней связи и т. д. Масса всего комплекса 2270 кг.

Комплекс оборонительного РЭО представлен главным образом системой радиоэлектронного подавления (РЭП) AN/ALQ-161, разработка которой началась в 1972 году. В зарубежной печати отмечаются следующие наиболее важные особенности этой системы:
- С самого начала реализации программы разработчики ориентировались на создание интегральной системы, в которой функционирование приемников радиотехнической разведки и передатчиков помех было бы объединено на основе цифровой обработки сигналов в ЭВМ. Создание единого комплекса приемных и пере, дающих устройств обеспечивает быструю реакцию системы.
- Многорежимность, то есть возможность противодействия радиолокационным станциям управления оружием, обзорным РЛС, РЛС систем наведения ракет классов «земля - воздух» и «воздух - воздух», работающим в режимах поиска, захвата и сопровождения целей.
- Обеспечение поиска и обнаружения сигналов новых угрожающих РЛС при одновременном продолжении в том же частотном диапазоне отслеживания и постановки помех ранее обнаруженным РЛС.
- Управление мощностью излучения помех от импульса к импульсу.
- Использование перепрограммируемых банков данных о целях и параметрах сигналов подавления. В системе определяется назначение каждой РЛС, оценивается ее потенциальная угроза для самолета и устанавливается приоритет для подавления, причем приоритеты непрерывно пересматриваются по мере изменения обстановки.
- Применение фазированной антенной решетки.

Опытный образец AN/ALQ-161 проходил испытания на совместимость с комплексом наступательного РЭО и системой управления полетом на самолете В-1А. В процессе испытаний было выполнено 95 полетов общей продолжительностью 400 ч.

После возобновления программы создания бомбардировщика B-1B в 1981 году система РЭП была значительно усовершенствована. К наиболее серьезным усовершенствованиям относятся:
- расширение диапазона рабочих частот (были включены средства создания помех и обнаружительные приемники с верхней границей рабочих частот 20 ГГц, а также перекрывающие низкочастотный диапазон до 100 МГц включительно);
- использование цифрового запоминающего устройства, обеспечивающего формирование ответных помех импульсно-доплеровским РЛС;
- введение в систему аппаратуры обнаружения ракет в задней полусфере, что позволило отказаться от первоначально планировавшейся РЛС защиты хвоста.

Система РЭП AN/ALQ-161 состоит из 108 элементов (быстросъемных блоков), более трети которых антенны. Большинство блоков имеют объем 0,03-0,06 м3 и массу 18-36 кг. Они расположены в легкодоступных местах и могут быть сняты или установлены одним-двумя специалистами. Общая масса системы (без кабелей, пультов управления и индикаторов) около 2300 кг.

В системе используются три ФАР: одна размещена в хвостовой части самолета, а две находятся в передних кромках корневой части консолей крыла. Каждая ФАР имеет длину 4,5 м и перекрывает телесный угол 120° по азимуту (обеспечивая всеракурсное подавление) и 90° по углу места. Диаграмма направленности ФАР может изменить свое пространственное положение за 1 мкс. ФАР применяются в высокочастотных диапазонах. Рупорные и ножевые антенны низкочастотных диапазонов расположены в передней и хвостовой частях бомбардировщика и не обеспечивают широкое перекрытие по азимуту. Мощность, потребляемая системой РЭП при включении всех передатчиков помех, составляет 120 кВт.

В AN/ALQ-161 имеется аппаратура встроенного контроля, которая выдает информацию о состоянии системы, а при появлении отказов или боевых повреждений позволяет ей так организовать прохождение сигналов, минуя неисправные блоки, чтобы продолжить подавление наиболее опасных целей. Важным элементом РЭО бомбардировщика B-1B считается бортовая интегрированная система контроля, обеспечивающая измерение и контроль более чем 19 тыс. параметров электронной аппаратуры. В 65 проц. случаев эта система дает возможность обнаружить отказ и локализовать его с точностью до быстросъемного блока, в оставшихся случаях 95 проц. отказов локализуются с точностью до четырех блоков. В дальнейшем намечается снизить интенсивность возникновения необнаруженных отказов в любом быстросъемном блоке до величины 3,2-10-7 на 1 ч полета.

На B-1B установлена новая система автоматической регистрации параметров полета ADAMS (Airborne Data Multifunction Acquisition System). В течение последних 15 лет на самолетах ВВС США для регистрации параметров полета использовались бортовые цифровые магнитофоны, например MXU-533/A. Запись параметров полета осуществлялась через фиксированные интервалы времени на магнитную пленку. Механическая часть таких систем была источником многих отказов. Новая система бомбардировщика B-1B построена на основе микропроцессорной техники, что позволяет производить обработку и сжатие регистрируемых данных на борту летательного аппарата. С помощью программируемых алгоритмов задаются пороговые значения, диапазоны, темп считывания регистрируемых параметров. Значение параметра записывается только при достижении заданного предела. Это обеспечивает значительное сокращение объема избыточной, несущественной информации, которая ранее составляла до 80 проц. всех данных, обрабатываемых на земле. Записанная информация (111 па-раметров полётов) сохраняется в течение 15 мин, 30 мин и 11 ч, предшествующих летному происшествию. 11-часовой интервал записи введен в связи с тем, что причиной летного происшествия или аварии может быть неисправность, имевшая место задолго до аварии. Запись информации производится на твердотельных носителях. Объем памяти системы 1 млн. байт.

Большое внимание уделяется организации наземного обслуживания РЭО. 212 быстросъемных блоков РЭО (из 420) являются восстанавливаемыми. На авиабазах ВВС США с использованием контрольно-проверочной аппаратуры ремонтируются 109 блоков. Остальные направляются в специальные ремонтные мастерские. Характерной особенностью программы создания стратегического бомбардировщика B-1B считается то, что параллельно с разработкой бортового РЭО создавались необходимые наземные средства: тренажеры для подготовки летчиков, имитаторы радиоэлектронных средств противника для обучения операторов комплексов РЭО, автоматическая контрольно-поверочная аппаратура. Наличие этих средств заметно упростило и ускорило освоение нового бомбардировщика личным составом боевых частей. Однако зарубежные специалисты отмечают, что разработчики столкнулись со многими техническими проблемами, часть из которых еще не преодолена. Наибольшие трудности связаны с бортовым РЭО. Требования ВВС США и заложенные на этапе НИОКР потенциальные возможности бортовой электроники реализованы далеко не полностью. Поэтому применение даже введенных в боевой состав самолетов в течение длительного времени будет осуществляться с серьезными ограничениями.

Наиболее острые проблемы связаны с функционированием комплекса оборонительного РЭО. Это обусловлено тем, что комплекс в целом не был испытан до начала серийного производства, так как контракты на разработку и производство были заключены одновременно.

Озабоченность разработчиков вызвана отсутствием повторяемости результатов испытаний системы РЭП. Например, на одних испытаниях система обнаруживает угрожающий источник излучения, а- при повторных в аналогичных условиях - нет. Сложность состоит в том, что система одновременно излучает помехи и принимает сигналы подавляемой РЛС для контроля эффективности подавления, а это требует очень высокого уровня развязки приемных и передающих антенн.

Другая проблема касается РЛС защиты хвоста, введенной в систему РЭП. Отмечается неприемлемо высокий уровень ложных тревог, что может привести к бесполезной трате дипольных отражателей и ИК ловушек, так как система пассивных помех одноразового применения работает по сигналам РЛС защиты хвоста. В процессе доработки РЛС несколько улучшилось обнаружение атакующих ракет, однако обнаружение медленно приближающихся самолетов по-прежнему затруднено из-за малого доплеровского сдвига. В зарубежной печати сообщалось, что на первых 55 самолетах планировалось установить систему РЭП без РЛС защиты хвоста. Установка РЛС на этих летательных
аппаратах будет осуществляться после завершения поставок всех заказанных бомбардировщиков. Часть серийных самолетов B-1B оснащена системой РЭП, работающей только в одном из трех 120-градусных секторов. Представители ВВС США неоднократно заявляли, что все недоработки могут быть устранены с помощью небольших модификаций программного обеспечения, однако завершение этих работ из года в год переносится на более поздние сроки. Кроме того, совместное функционирование комплексов наступательного и оборонительного РЭО чрезвычайно затруднено из-за взаимных помех. Поэтому экипажи вынуждены включать лишь тот комплекс, который более необходим в данный момент.

В комплексе наступательного РЭО наибольшие трудности связаны с работой РЛС в режиме следования рельефу местности. Неполадки в работе РЛС не позволили командованию ВВС США осуществлять обучение летного состава на минимальной высоте 60 м, как было записано в первоначальных требованиях.

Определенную сложность представляет несовершенство интегральной системы встроенного контроля. В отдельных вылетах система регистрировала до 30-40 лож. ных сигналов об отказах оборудования. К осени 1987 года предполагалось сократить число ложных сообщений до десяти на один полет, а в дальнейшем - до трех (уровень, предусмотренный требованиями ВВС).

Крупными неудачами программы создания стратегического бомбардировщика стали две катастрофы*, в результате которых были потеряны в 1984 году самолет В-1А № 2 и в 1987-м - B-1B № 12. Расследования показали, что в обоих случаях бортовая электроника имела определенное отношение если не к основным причинам, то к тяжести последствий.

Первая катастрофа произошла во время испытательного полета по оценке летных характеристик на малых скоростях. При катапультировании один член экипажа погиб и двое получили тяжелые травмы. По официальной версии, катастрофа произошла из-за ошибочных действий экипажа при отработке неавтоматического варианта перекачки топлива для изменения центровки летательного аппарата. На В-1А и первых самолетах B-1B светосигнализатор (желтого цвета) о выходе центровки за пределы допустимого диапазона был размещен в нижней части приборной доски рядом с креслом второго летчика. Полагают, что летчик не заметил предупреждающего сигнала, так как светосигнализатор мог быть закрыт коленом. Фирма «Рокуэлл» предложила установить два светосигнализатора у лобового стекла в поле зрения обоих летчиков. Начиная с 19-й машины B-1B светосигнализаторы будут иметь красный цвет. Кроме того, световой сигнал будет дополнен сигналом зуммера. Предложено также в систему речевого оповещения ввести сообщение об опасном изменении центровки самолета в связи с выработкой топлива.

Причиной второй катастрофы явилось столкновение бомбардировщика B-1B с крупной птицей (пеликаном массой около 7 кг). В процессе учебно-тренировочного полета на борту находился экипаж из трех инструкторов и трех обучаемых. В момент столкновения самолет выполнял полет на высоте 180 м со скоростью 1030 км/ч. В результате столкновения возник пожар, три из четырех гидравлических систем были выведены из строя, самолет стал неуправляемым. Комиссия по расследованию катастрофы установила, что действия экипажа были правильными. Погибли три члена экипажа: двое находились на дополнительных рабочих местах, не оборудованных катапультируемыми креслами, и не успели покинуть самолет, второй летчик в результате отказа электронной схемы в системе катапультирования не смог катапультироваться.

После этой катастрофы были прекращены полеты самолетов B-1B на высотах ниже 1500 м до проведения модификации, направленной на повышение выживаемости летательного аппарата при столкновении с птицами. В программу модификации входит улучшение защиты топливопроводов и гидросистемы в трех наиболее уязвимых точках самолета с использованием пластин из стали и кевлара. Усиленные конструкции рассчитаны на столкновение с птицей массой 4,5 кг при скорости 300 м/с. Ряд усовершенствований будет внесен также в автоматическую систему катапультирования.

В западной прессе отмечается, что вышеперечисленные технические трудности сдерживают освоение нового стратегического бомбардировщика в боевых частях.

8 процессе эксплуатации осуществляется доработка ряда бортовых систем, не отвечающих требованиям ВВС, что сказывается на состоянии боевой готовности. Так, на момент передачи САК ВВС США 52 машин лишь один бомбардировщик постоянно находился на боевом дежурстве, а остальные могли быть использованы только для учебных полетов. К 1990 году намечается довести число бомбардировщиков B-1B, находящихся на боевом дежурстве, до 30 проц. Парк самолетов должен быть полностью доработан при общем налете 200 тыс. ч или ориентировочно к 1994-1995 годам (к этому времени должны быть выполнены все требования ВВС по надежности и ремонтопригодности).

Несмотря на то что доводка существующего бортового РЭО бомбардировщика В-1В далека от завершения, ВВС США планируют установку новых радиоэлектронных систем. В частности, рассматривается возможность введения в состав РЭО приемника спутниковой навигационной системы НАВСТАР и оконечного устройства связи системы МИЛСТАР. Разрабатывается также наземная система контроля и анализа параметров бортового РЭО, предназначенная для обнаружения неисправностей в процессе наземного технического обслуживания. Эта экспертная система, основанная на использовании методов искусственного интеллекта, должна позволить в 95 проц. случаев локализовывать отказ с точностью до отдельного быстросъемного блока.

Оценивая бортовое РЭО бомбардировщика B-1B, зарубежные военные специалисты отмечают высокий уровень научно-технических идей, положенных в его основу, применение современных элементной базы и технологии производства электроники. Однако в полном объеме возможности бортового РЭО будут реализованы лишь в 90-х годах.

* Судя по сообщениям иностранной печати, в 1988 году разбились еще два бомбардировщика B-1B. - Ред.

Зарубежное военное обозрение №2 1989 С.44-50