Радиолокационная станция (РЛС) вертолёта Ми-28Н – это радар миллиметрового диапазона волн, который от разработки принципов построения до изготовления и испытаний – продукт ОАО «Государственный Рязанский приборный завод».
Обзорно-пилотажная РЛС предназначена для:
— картографирования земной поверхности;
— обнаружения подвижных и неподвижных наземных (морских), воздушных объектов, измерения их координат и выдачи целеуказания на более точные системы, например оптико-электронные, тепловизионные системы и системы управления вооружением;
— определения направления движения объектов;
— обнаружения опасных для полёта объектов на высоте полёта вертолёта и предупреждения экипажа о них;
— обнаружения метео-образований.
Особенностью обзорно-пилотажной РЛС (фото 1) является то, что она имеет антенно-приёмопередающий модуль, который расположен над втулкой несущего винта. Такое техническое решение используется с целью повышения эффективности боевого применения вертолёта: прячась в складках местности, за лесом, барханами и т.д. вертолёт остаётся не обнаруженным противником, но, в тоже время, РЛС выдаёт экипажу целевую обстановку обозреваемого пространства за считанные секунды.
Фото 1. РЛС ОАО «ГРПЗ» на вертолёте Ми-28Н
С декабря 2011 г. по май 2012 г. интенсивно проводились лётные испытания: выполнено 12 полётов, по оценке механических воздействий на РЛС и проверке её функционирования во всех режимах, предусмотренных техническим заданием (ТЗ) на её создание. Зарегистрированы уровни механических воздействий на элементы РЛС на разных этапах полёта (например: разгон, висение, горизонтальная площадка, маневры с максимальными перегрузками, максимальная скорость полёта, торможение и т.д.). Количество таких этапов за полёт достигало 33.
Значения уровней механических воздействий на составные части (блоки) РЛС необходимо знать для правильного формирования требований к блокам, так как они располагаются на подвижной и неподвижной частях конструкции, имеют разную массу и удалены на разные расстояния от центра масс надвтулочной части РЛС. Поэтому механические воздействия на такие блоки отличаются как по уровню, так и по спектральным составляющим. Такие данные необходимы ещё и для проверки отсутствия резонансных явлений в конструкции надвтулочной части РЛС на частотах равных или кратных основной частоте вращения несущего винта вертолёта.
Статистический набор механических воздействий, полученный в полётах, был использован для задания требований на воздействия на динамическом стенде усталостных испытаний. С целью определения ресурса надвтулочная часть РЛС должна проходить такой вид испытаний, так как она отнесена заказчиком к агрегатам вертолёта.
Важным моментом в получении требуемого качества радиолокационного изображения местности и обеспечения необходимой точности измерения координат цели является необходимость «развязки» колебаний фазового центра антенны от колебаний втулки несущего винта вертолёта, на которой размещена надвтулочная часть РЛС. С этой целью в РЛС применена автономная электромеханическая система стабилизации антенны, что позволило повысить качество радиолокационного изображения местности.
Опыт создания электромеханических приводов антенны для РЛС с надвтулочным расположением антенно-приёмопередающего модуля показал, что в такой РЛС использование редукторной схемы с зубчатыми колёсами недопустимо, так как наличие люфтов в редукторах приводит к резкому сокращению их срока службы из-за механических воздействий, которые имеют мощные синусоидальные составляющие на фоне случайных широкополосных вибраций.
В лётных испытаниях проверены все режимы РЛС, заданные в ТЗ:
— обзор земной поверхности (ОЗП);
— ОЗП с селекцией движущихся целей (СДЦ);
— СДЦ в режиме ОЗП (наблюдаются только подвижные цели);
— обзор воздушного пространства (ОВП);
— маловысотный полёт;
— микроплан.
Вид многофункционального индикатора (МОИ) в некоторых режимах работы РЛС приведён на фотографиях 2-8. Фотографии получены с системы видеорегистрации вертолёта.
Картографирование земной поверхности. Режим ОЗП
Обнаружение опор ЛЭП до 20 км. Сопровождение 3-х целей и захват 4-й (зелёный ромб)
Режим СДЦ при обзоре земной поверхности Обнаружение только подвижных наземных целей. Зелёный цвет – удаляющиеся цели, красный – приближающиеся цели
Обнаружение подвижных (красный и зелёный цвет) и неподвижных наземных целей. Режим ОЗП + СДЦ
Обнаружение опасных для полёта препятствий
Обнаружение метео-образований (с подвижного стенда на базе а/м «Газель»)
Существенным моментом в разработке РЛС Ка-диапазона волн, впервые разрабатываемой силами научно-технического центра (НТЦ) завода, является создание программного обеспечения (ПО). Вся алгоритмическая часть ПО, за исключением алгоритмов режима обзора воздушного пространства (ОВП), создана специалистами научно-технического центра ОАО «ГРПЗ».
Алгоритмы режима «ОВП» созданы коллективом ЗАО «ОКБ «Траверз» во главе с д.т.н. Ильчуком А.Р. Этот же коллектив создаёт алгоритмы повышения разрешающей способности по азимуту в переднем и передне-боковом обзорах за счёт использования синтезирования апертуры антенны. Специалисты Рязанского государственного радиотехнического университета под руководством д.т.н. Витязева В.В. выполняют работы по созданию режима доплеровского обужения луча.
Программирование бортового вычислительного комплекса (БВК) выполняют специалисты НТЦ. БВК, который содержит аналоговый приёмник, АЦП, модули управления, цифровой обработки сигнала и графического процессора, создан специалистами отдела специализированных цифровых вычислительных электронных машин НТЦ. Отечественных аналогов такой БВК не имеет. Другая аппаратура радара, а это антенна с приводом, построенным с учётом электромеханической стабилизации луча, передающее устройство миллиметрового диапазона волн, блоки питания, как и сама конструкция РЛС, также разработана специалистами НТЦ.
Известно, что разработка и отработка по результатам испытаний, в т.ч. лётных, программного обеспечения РЛС занимает значительную часть времени, которое отводится на её создание. На ОАО «ГРПЗ» создана и действует система отработки ПО, которая позволяет качественно вести её отработку. Система включает (Рис.1):
— стенд отладки программ с бортовым вычислительным комплексом РЛС;
— подвижный стенд на базе автомобиля «Газель», на котором устанавливается РЛС;
— собственно РЛС, установленную на вертолёте;
— полётную информацию, которая анализируется специалистами и принимается решение по доработке аппаратуры или (и) ПО;
— динамический стенд контрольно-испытательного центра;
— автоматизированное рабочее место (АРМ) механических испытаний.
Стенд отладки программ традиционно включает ПЭВМ, комплекс математических моделей режимов и бортовой вычислительный комплекс РЛС. Важное место в системе отладки программ занимает подвижный стенд на базе автомобиля «Газель». На автомобиль были установлены в разное время экспериментальный образец РЛС Ка-диапазона волн, экспериментальный образец двухдиапазонной РЛС (Ка и X), третий опытный образец РЛС Ка-диапазона волн (первый установлен на вертолёте Ми-28Н).
На подвижном стенде решаются следующие задачи:
— наземная отработка управления РЛС и проверка всех режимов РЛС в Ка и X диапазонах волн, в т.ч. в движении;
— оценка возможности обнаружения различных типов целей (уголковых отражателей, прототипов наземных целей с известной ЭПР, опор и проводов ЛЭП, и т.д.);
— запись отражённых от земных объектов сигналов для разработки алгоритмов повышения разрешающей способности по азимуту;
— запись отражённых от воздушных целей (вертолёты Ми-8, Ми-26, Ми-28Н, Ми-34, Ка-52) сигналов (радиоголограмм) для решения задач распознавания типа цели;
— проверка алгоритмов повышения разрешающей способности по азимуту;
— проверка эффективности доработок ПО по результатам лётных испытаний РЛС на вертолёте Ми-28Н.
Эффективность выполненных работ после корректировки ПО проверялась перед его установкой на вертолёт на подвижном стенде на базе автомобиля «Газель». Доработка конструкции на отсутствие резонансных частот на гармониках частоты вращения несущего вала оценивалась на динамическом стенде контрольно-испытательного центра с использованием АРМа механических испытаний. После этого изменения конструкции внедрялись в опытный образец, установленный на вертолёте.
АРМ механических испытаний позволяет:
— осуществлять запись процесса механических воздействий в режиме реального времени на жесткий диск компьютера с возможностью многократного «проигрывания» и анализа результатов испытаний;
— проводить оперативный анализ результатов испытаний с выдачей данных по амплитудным, максимальным и среднеквадратическим значениям ускорений на опорах и элементах конструкции;
— проводить оперативную оценку величины среднеквадратических ускорений в контролируемых точках на испытуемом изделии при механических воздействиях, в т ч. синусоидальных на фоне широкополосной случайной вибрации (ШСВ);
— отображать в реальном масштабе времени распределение спектральной плотности во всем нормируемом диапазоне частот с возможностью параметрического разбиения на поддиапазоны;
— контролировать среднеквадратические ускорения в каждом из установленных интервалов частот по 8 каналам измерения в любой точке испытуемого изделия.
Использование этого прибора существенно сократило время анализа результатов механических испытаний на динамическом стенде и принятия решения о необходимости доработки конструкции и проведения механических испытаний после них.
В мае 2012 г. закончен важный этап в создании РЛС вертолёта Ми-28Н. РЛС готова на последующем этапе продемонстрировать в полёте технические характеристики на соответствие требованиям технического задания.
/По материалам otvaga2004.ru/