СТЕНД ДЛЯ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК БОРТОВОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ АВИАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДОЗОРА И НАВЕДЕНИЯ

Стенд для оценки характеристик бортовой радиолокационной станции авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения.
Полезная модель относится к компьютерным устройствам специального назначения, конкретно к стендам для оценки характеристик бортовой радиолокационной станции (БРЛС) авиационного комплекса радиолокационного дозора (АК РЛДН).
Известны методы и средства оценки характеристик бортовой РЛС АК РЛД /1-5/, путем летных испытаний бортовой радиолокационной станции (РЛС) авиационного комплекса радиолокационного дозора (АК РЛДН) и регистрацией характеристик РЛС в реальных и имитационных условиях управления наземными и воздушными объектами.
Недостатком известных методов и средств /1-5/ является недостаточное качество результатов оценки характеристик БРЛС АК РЛДН, связанное с недостаточным количеством статистических данных измерений из-за ограниченного ресурса летных испытаний и высокой стоимостью и полетов АК РЛДН.
Желательно повысить точность оценки характеристик БРЛС АК РЛДН путем увеличения статистического объема измерений за счет моделирования БРЛС, ее функциональных узлов, связей между ними и особенностей функционирования в условиях приближенных, к реальной обстановке применения БРЛС.
В известном уровне техники /5-7/ научно-исследовательских моделей и компьютерных устройств для оценки характеристик бортовой радиолокационной станции (БРЛС) авиационного комплекса радиолокационного дозора (АК РЛДН) не выявлено.
Задачей полезной модели является повышение точности результатов оценки характеристик БРЛС АК РЛДН при ограниченном ресурсе ее летных испытаний.
Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является создание неизвестного ранее из уровня техники стенда для оценки характеристик БРЛС АК РЛДН.
Сущность полезной модели.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что стенд для оценки характеристик бортовой радиолокационной станции (БРЛС) авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения (АК РЛДН) выполнена в виде переносного стенда на перепрограммируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). На верхней панели стенда размещены: модуль задания вариантов эксперимента (ЗВЭ); модуль базы данных типов (БДТ) воздушных объектов (ВО); модуль имитации динамики конфликта (ИДК); модуль формирования вариантов полета (ФВП) ВО; модуль оценки характеристик (ОХ) бортовой радиолокационной станции (БРЛС) с трассовым выходом; модуль имитации режимов зондирования пространства (ИРЗП) БРЛС; модуль формирования траекторий полета (ФТП) авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения (АК РЛДН) - носителя БРЛС; модуль базы данных по экспериментальным оценкам (БДЭО) уровня альтиметровых помех (УАП); модуль имитации функционирования подсистем (ИФП) бортового радиотехнического комплекса (БРТК); модуль оценки характеристик активной фазированной антенной решетки (ОХАФАР) с учетом влияния радиопрозрачного обтекателя; модуль оценки отражений от подстилающей поверхности (ОТПП); модуль оценки навигационных параметров (ОНП) АК РЛДН; модуль базы данных по экспериментальным исследованиям (БДНИ) антенно-фидерного тракта (АФТ) и модуль подсистемы отображения динамики эксперимента (ПОДЭ).
При этом модуль ПОДЭ соединен по входу с выходом модуля ЗВЭ, с выходом модуля ОХ БРЛС, с выходом модуля ИФП БРЛС. Модуль ИФП БРЛС соединен по входу с модулем ФВП ВО, с модулем ФТП АК РЛДН, с модулем 3 ИДК, с модулем 6 ИРЗП БРЛС, с модулем 10 ОХАФАР, с модулем 12 ОНП АК РЛДН и с модулем 12 ОНП АК РЛДН. Вход модуля 12 ОНП АК РЛДН соединен через модуль 11 ОТПП с модулем 8 БДЭО УАП. Модуль 10 ОХАФАР соединен по входу с первым выходом модуля 13 БДЭИ АФТ, второй выход которого соединен с входом модуля 6 ИРЗП БРЛС. Второй выход модуля 6 ИРЗП БРЛС соединен с первым входом модуля 3 ИДК, второй и третий входы которого соединены соответственно через модуль 2 БДТ ВО и модуль 4 ФВП ВО со вторым и третьим выходом модуля 1 ЗВЭ.
Сущность изобретения поясняется функциональной схемой стенда, представленной на фигуре.
На фигуре обозначены:
1 - модуль задания вариантов эксперимента (ЗВЭ);
2 - модуль базы данных типов (БДТ) воздушных объектов (ВО);
3 - модуль имитации динамики конфликта (ИДК);
4 - модуль формирования вариантов полета (ФВП) ВО;
5 - модуль оценки характеристик (ОХ) БРЛС;
6 - модуль имитации режимов зондирования пространства (ИРЗП) БРЛС;
7 - модуль формирования траекторий полета (ФТП) АК РЛДН;
8 - модуль базы данных по экспериментальным оценкам (БДЭО) уровня альтиметровых помех (УАП);
9 - модуль имитации функционирования подсистем (ИФП) бортового радиотехнического комплекса (БРТК);
10 - модуль оценки характеристик активной фазированной антенной решетки (ОХ АФАР) с учетом влияния радиопрозрачного обтекателя;
11 - модуль оценки отражений от подстилающей поверхности (ООПП);
12 - модуль оценки навигационных параметров (ОНП) АК РЛДН;
13 - модуль базы данных по экспериментальным исследованиям (БДЭИ) антенно-фидерного тракта (АФТ);
14 - модуль подсистемы отображения динамики эксперимента (ПОДЭ);
15 - научно-исследовательский стенд (стенд).
Представленный на фиг. 1 стенд для оценки характеристик бортовой радиолокационной станции (БРЛС) авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения (АК РЛДН) выполнена в виде переносного научно-исследовательского стенда 15 на перепрограммируемых логических интегральных схемах (ПЛИС).
На верхней панели стенда 15 размещены модуль 1 задания вариантов эксперимента (ЗВЭ), модуль 2 базы данных типов (БДТ) воздушных объектов (ВО), модуль 3 имитации динамики конфликта (ИДК), модуль 4 формирования вариантов полета (ФВП) ВО, модуль 5 оценки характеристик (ОХ) бортовой радиолокационной станции (БРЛС), модуль 6 имитации режимов зондирования пространства (ИРЗП) БРЛС, модуль 7 формирования траекторий полета (ФТП) авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения (АК РЛДН) - носителя БРЛС, модуль 8 базы данных по экспериментальным оценкам (БДЭО) уровня альтиметровых помех (УАП), модуль 9 имитации функционирования подсистем (ИФП) бортового радиотехнического комплекса (БРТК), модуль 10 оценки характеристик активной фазированной антенной решетки (ОХАФАР) с учетом влияния радиопрозрачного обтекателя, модуль 11 оценки отражений от подстилающей поверхности (ОТПП), модуль 12 оценки навигационных параметров (ОНП) АК РЛДН, модуль 13 базы данных по экспериментальным исследованиям (БДНИ) антенно-фидерного тракта (АФТ) и модуль 14 подсистемы отображения динамики эксперимента (ПОДЭ). Модуль 14 ПОДЭ соединен по входу с выходом модуля 1 ЗВЭ, с выходом модуля 5 ОХ БРЛС, с выходом модуля 9 ИФП БРЛС. Модуль 9 ИФП БРЛС соединен по входу с модулем 4 ФВП ВО, с модулем 7 ФТП АК РЛДН, с модулем 3 ИДК, с модулем 6 ИРЗП БРЛС, с модулем 10 ОХАФАР, с модулем 12 ОНП АК РЛДН и с модулем 12 ОНП АК РЛДН. Вход модуля 12 ОНП АК РЛДН соединен через модуль 11 ОТПП с модулем 8 БДЭО УАП. При этом модуль Мира в формате «sxf от ГИС Панорама» обзорно-географического типа с цилиндрической проекцией карты.
Стенд для оценки характеристик БРЛС АК РЛДН, представленная на фиг. 1, работает следующим образом.
Перед началом оценки характеристик БРЛС АК РЛДН на научно-исследовательском стенде 15 исследователь устанавливает в модули 1-13 стенда соответствующую Flech - память с данными предыдущих натурных измерений характеристик элементов и ограниченного объема полетных испытаний БРЛС, включающие:
- варианты структуры, характеристики БРЛС и ее составных элементов при различных вариантах исполнения, полученных на основе физического моделирования и натурных испытаний элементов БРЛС;
- летно-технические характеристики и возможные варианты движения ВО в зоне ответственности АК РЛДН;
- варианты построения, летно-технические параметры самолетов-носителей (АК РЛДН) БРЛС;
- параметры и внешние условия применения БРЛС, включая высотные неоднородности и погодные условия местности, пространственное распределение местных источников активных и пассивных помех, мешающие радиолокационному обзору воздушного пространства.
После установки Flech-памяти с данными предыдущих натурных измерений на стенд 15 исследователь с помощью цифровой клавиатуры модуля 1 ЗВЭ задает первый вариант эксперимента и запускает программу оценки параметров БРЛС в выбранном варианте его оснащения и применения.
При этом модуль 1 ЗВЭ автоматически формирует временной интервал моделирования, число реализаций вычислительного эксперимента, типов ВО, участвующих в эксперименте, фигур (вариантов) барражирования и полета АК РЛДН в зоне дежурства. Выбранный вариант эксперимента отображается на экране модуля 14 отображения динамики эксперимента и передается на модуль 2 БДТ ВО и модуль 4 ФВП ВО для выбора исследуемого типа ВО и трассы его полета соответственно.
Далее выбранный вариант эксперимента с модулей 2 и 4 выдается в модуль 3 ИДК. Одновременно в модуль 3 ИДК с модуля 13 БДЭИ АФТ через модуль 6 ИРЗП БРЛС передается конкретный вариант зондирования пространства (ИРЗП) БРЛС с учетом реальных параметров антенно-фидерного тракта (АФТ), полученных в результате натурных измерений АФТ.
В модуле 3 ИДК проводится программный анализ оперативной воздушной обстановки и возможностей антенных систем БРЛС по обзору воздушного пространства и имитации текущей динамики конфликта между ними в процессе эксперимента. Результаты модуля 3 в реальном масштабе времени передаются на вход ИФП БРТК АК РЛДН.
Одновременно на входы модуля 9 поступают в текущем масштабе времени следующие потоки цифровых данных:
- траектория полета ВО из модуля 4;
- траектория барражирования АК РЛДН - носителя БРЛС с модуля 7;
- режим зондирования пространства БРЛС (модуль 6) с учетом параметров ее антенно-фидерного тракта (модуль 13);
- характеристики активной фазированной антенной решетки (модуль 10) с учетом влияния радиопрозрачного обтекателя и параметров антенно-фидерного тракта (модуль 13);
- экспериментальные оценки уровня альтиметровых помех (модуль 8) с учетом отражений от подстилающей поверхности (модуль 11) в районе барражирования АК РЛДН - носителя БРЛС.
Потоки цифровых данных, поступающие в модуль 9 ИФК БРТК, проходят первичную и вторичную обработку.
В результате обработки входных сигналов в модуле 9 проводится оценка характеристик бортовой радиолокационной станции (БРЛС) авиационного комплекса радиолокационного дозора (АК РЛДН) с учетом влияния альтиметровых и активных помех, параметров движения самолета-носителя АК РЛДН и ВО.
При этом по каждому эксперименту определяются следующие массивы рациональных параметров БРЛС:
- массив коэффициентов направленного действия АФАР;
- излучаемая в импульсе мощность АФАР;
- размеры угловых секторов двумерного электронного сканирования;
- длительность зондирующих импульсов;
- длина волны;
- шумовая температура;
- коэффициент шума приемника;
- потери в СВЧ тракте;
- количество накапливаемых импульсов пачки по каждой цели;
- ошибки измерения дальности, угловых координат и радиальной скорости в АФАР и первичной обработке информации ПОИ;
- коэффициенты затухания радиопрозрачного обтекателя;
- СКО ошибок измерения координат ВО.
При этом учитывается влияние радиопрозрачного обтекателя АФАР БРЛС на расширение и смещение максимума главного луча ДН, изменение уровня боковых лепестков;
С выхода модуля 9 измеренные параметры БРЛС, привязанные к траекториям движения АК РЛДН и ВО, поступают в модуль 14 ПОДЭ для отображения на цифровом индикаторе результатов моделирования.
Одновременно на второй вход модуля 14 ПОДЭ с модуля 5 ОЭХ БРЛС поступает блок эталонных значений характеристик БРЛС для сравнения с результатами моделирования.
Исследователь визуально программно сравнивает результаты моделирования с эталонными значениями и задает на модуле 1 очередной эксперимент.
В результате проведения серии опытов и накопления статистики рассчитываются рациональные характеристики БРЛС с трассовым выходом.
Полезная модель выполнена на уровне опытного образца научно-исследовательского стенда. Испытания стенда показали возможность повышения точности оценки характеристик БРЛС АК РЛДН за счет увеличения статистики экспериментов, приближенных к реальной обстановке применения АК РЛДН, в условиях финансовых ограничений на ее летные испытания.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания изобретения:
1. Верба B.C. Авиационные комплексы авиационного дозора и наведения. Принципы построения, проблемы разработки и особенности функционирования. М:, «Радиотехника», 2014. 529 с.
2. Самолет радиолокационного дозора и наведения палубного и наземного базирования. RU 2499740, 27.11.2013.
3. Комплекс средств приема данных о воздушной обстановке от авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения. RU 122816, 10.12.2012.
4. Система послеполетной обработки высокочастотных динамических процессов, полученных при летных и сертификационных испытаниях авиационной техники. RU 116255, 20.05.2012.
5. Моделирующий комплекс исследования самолетных систем управления. RU 28264, 10.03.2003.
6. Научно-исследовательская модель для оценки показателей эффективности радиоэлектронных систем. RU 126168, 20.03.2013.
7. Компьютерное устройство для экспертной оценки эффективности пространственно-разнесенного комплекса радиоэлектронной борьбы. RU 160176, 10.03.2016