4.3. Радиолокационная станция «градиент»

Метеонавигационная РЛС типа «Градиент» устанавливается на магистральных самолетах всех классов, на тяжелых и средних самолетах местных воздушных линий Она обеспечивает решение следующих задач:

обнаружения грозовых фронтов и мощной кучевой облачности;

обзора земной поверхности в передней полусфере с возможностью выделения крупных и средних городов и определения береговой черты;

выделения областей опасных для пролета самолета методом контурной индикации.

По принципу построения и действия РЛС «Градиент» является импульсным некогерентным радиолокатором со сканированием луча в горизонтальной плоскости и двухкоординатным индикатором на базе ЭЛТ с радиально-секторной разверткой.

Для решения конкретных тактических задач в РЛС «Градиент» предусмотрены три рабочих режима и один для самоконтроля:

• режим «Земля» для решения навигационных задач по характерным наземным ориентирам;

• режим «Метео» для обнаружения гидрометеообразований;

• режим «Контур» для выделения зон, опасных при самолетовождении, и принятия решения по обходу этих областей пространства;

• режим «Контроль», позволяющий с помощью системы встроенного контроля (ВСК) проверить работоспособность основных узлов радиолокатора.

Применение в индикаторах ЭЛТ с накоплением обеспечивает высокую яркость радиолокационного изображения, позволяющую использовать индикаторы без применения тубусов в условиях дневного и мешающего освещения в кабине. Радиолокатор обладает повышенной дальностью действия и надежностью.

В зависимости от типа самолета, на котором устанавливается РЛС, различают несколько модификаций станции, отличающиеся друг от друга количеством однотипных блоков в комплекте или размерами отражающего зеркала Так, например, на самолете ЯК-42 весь комплект РЛС состоит из одиночных блоков. На других типах самолетов дублируются приемопередающий и индикаторный блоки На ТУ-134 зеркало антенны имеет диаметр 560 мм, на других типах самолетов диаметр зеркала равен 760 мм. В данном разделе рассматривается модификация РЛС «Градиент-154», устанавливаемая на самолете ТУ-154.

Антенная система формирует узкую ДНА в горизонтальной плоскости и два вида ДНА в вертикальной плоскости, узкую и веерную. Система стабилизации положения луча в пространстве комбинированная, при которой стабилизация по крену осуществляется за счет управления платформой с размещенной на ней антенной, а по тангажу путем управления положением зеркала антенны в вертикальной плоскости. Антенна начинает сканировать при включении любого режима работы. В комплект станции входят два приемопередающих и два индикаторных блока. Один приемопередающий блок является основным, второй находится в горячем резерве, тем самым повышая надежность всей РЛС Переключение на резерв осуществляется по команде экипажа. Индикаторные блоки (оба основные) расположены на рабочих местах первого и второго пилота. В индикаторах применяется ЭЛТ 13ЛН12 - потенциалоскоп с видимым изображением Она сохраняет радиолокационное изображение на экране не менее 5 с.Предусмотрена возможность мгновенного стирания изображения путем нажатия кнопки «Стирание», расположенной на лицевой панели индикатора.

Для управления радиолокатором используется пульт управления типа ГД492, передняя панель которого показана на рис 10.1 Включение станции осуществляется нажатием кнопки «Вкл » При этом на вторичные источники питания (кроме высоковольтного выпрямителя в модуляторе) подается напряжение питания. Антенна по азимуту не сканирует При нажатии одной из кнопок выбора рабочих режимов «Метео», «Контур» или «Земля» включаются высоковольтные источники, начинается излучение СВЧ энергии при сканирующей антенне В режиме «Контроль» осуществляется проверка функционирования станции с помощью встроенной системы контроля (ВСК) Методика и способ проверки излагаются ниже. Кнопкой «Откл.» снимаются питающие напряжения бортовой сети и РЛС оказывается выключенной Нажатием кнопки «Прд» включается в работу передатчик горячего резерва взамен основного. При нажатии кнопки «Инд » передается управление длительностью импульса второму индикатору в случае отказа первого индикатора Нажатие кнопки «Крен» при отказе системы стабилизации по крену приводит к установке антенного блока по крену в положение, близкое к нулевому. Нажатием кнопки «Ночь» уменьшается яркость изображения на экране индикатора Переключателем «Сдвиг» обеспечивается смещение растра на экране индикатора на величину не менее 30 мм в соответствующую сторону. Это позволяет наблюдать ни экране индикатора отметки наиболее отдаленных объектов, курсовой угол которых близок к ± 90°. Ручкой «Наклон» изменяется угол наклона рефлектора антенны в вертикальной плоскости в пределах ±14 относительно оси облучателя, что приводит к наклону ДНА в пределах ±26°.

Потенциометром ручной регулировки усиления «РРУ» изменяется коэффициент усиления УПЧ приемника в режиме работы «Земля».

На табло «Неисправ.» высвечиваются цифры «1» или «2» при отказе антенного или приемопередающего блоков соответственно.

Радиолокатор сопряжен по каналам крена и тангажа с центральной гировертикалью ЦГВ и по каналу бланкирования с самолетным ответчиком.

Режимы работы радиолокатора. В станции используются три основных режима работы «Метео», «Контур», «Земля» и вспомогательный режим «Контроль».

В режиме «Метео» обеспечивается получение на индикаторах в полярных координатах азимут---дальность радиолокационного изображения воздушной обстановки в пространстве, ограниченном азимутальными углами ±95° относительно строительной оси самолета и углами места ±1,5 ... 2,0^е относительно плоскости горизонта. Последнее обеспечивается за счет ширины ДНА по углу места. При этом осуществляется обнаружение метеообразований, опасных для пролета самолета, и принимается решение о маршруте их обхода.

При необходимости обзора пространства под другими углами места ДНА может быть ориентирована вручную относительно плоскости горизонта на угол до ±14° при одновременном сохранении работоспособности системы стабилизации.

В этом режиме обзор пространства осуществляется радиолокатором симметричной узкой ДНА, формируемой в антенне при вертикальной поляризации излучаемых высокочастотных колебаний. За счет использования узкой ДНА исключается наблюдение мешающих отражений от земной поверхности при всех высотах полета, превышающих 1000м.

В режиме работы «Контур» радиолокатор позволяет выявить внутри грозовых областей и кучево-дождевой облачности контуры нескольких зон, отличающихся друг от друга по интенсивности отражения. Максимальное количество таких зон равно пяти. Формирование зон обеспечивается специальной пятиступенчатой пороговой схемой построения видеоусилителя индикаторного блока, осуществляющей срабатывание по нескольким уровням. Схема построена таким образом, что на экране индикатора сигналы различных уровней индицируются в виде чередующихся черных и белых колец. Для обеспечения работы видеоусилителя (ВУ) по указанным уровням сигнал не должен увеличивать амплитуду при уменьшении дальности до области грозовой деятельности. Постоянство уровня отраженного сигнала при изменении дальности обеспечивается применением схемы временной автоматической регулировки (ВАРУ) усиления приемника в этом режиме. Закон изменения усиления приемника в зависимости от дальности выбран таким, что обеспечивает практическое постоянство амплитуды сигналов, принимаемых от одного и того же объекта при изменении дальности до него от 30 ... 40 до нескольких километров. Такой режим работы РЛС позволяет при крайней необходимости уточнить маршрут прохода самолета в зоне сплошных метеообразований.

В режиме работы «Земля» обеспечивается получение на экранах индикаторов в полярных координатах азимут-дальность непрерывной радиолокационной карты земной поверхности, расположенной впереди самолета в пределах азимутальных углов ± 95° от его строительной оси (с учетом ширины ДНА). Потенциальные возможности радиолокатора позволяют одновременное наблюдение отражений от незастроенных участков суши (фон земной поверхности) в диапазоне от минимальной дальности, близкой к высоте полета, до максимальной. В этом диапазоне дальностей обеспечивается наблюдение различных водоемов и крупных рек в виде темных провалов в отражениях от фона, а также средних и крупных населенных пунктов в виде наиболее ярких отметок.

При работе в режиме «Земля» обзор земной поверхности осуществляется веерной ДНА вида

соsес² а, соs а/соsес² а, соs а.

Для получения такой ДН в антенном блоке используется рефлектор двойной кривизны при горизонтальной поляризации излучаемых колебаний. Вид поляризации устанавливается в зависимости от выбранного режима работы с помощью ферритового вращателя плоскости поляризации, расположенного в подводящем фидере облучателя антенны.

Радиолокатор обеспечивает получение оптимального по равноконтрастности радиолокационного изображения при высотах полета от 9000 до 11000м. Однако, как показали испытания, равноконтрастность изображения при всех высотах полета от 400 м и выше достаточно мало отличается от оптимальной.

Для наилучшего разделения по яркости фона от земной поверхности и отражений от средних и крупных промышленных центров при работе в режиме «Земля» применен трехтоновый видеоусилитель (ТТВУ). За счет получения с его помощью ступенчатой амплитудной характеристики из радиолокационного изображения при необходимости можно исключить отметки от трудно поддающихся опознаванию объектов, таких, как складки местности, мелкие населенные пункты и т. п., затрудняющих расшифровку изображения и ориентировку.

Подбор оптимального характера изображения осуществляется пилотом применительно к конкретной обстановке с помощью потенциометра «Контраст», расположенного на лицевой панели индикатора. Работа РЛС в режиме «Контроль» рассмотрена ниже.

Комплектность и основные эксплуатационно-технические характеристики РЛС «Градиент». РЛС «Градиент-154» выполнена в виде комплекта стандартных блоков, в состав которого входят: антенный блок, приемо-передающие и индикаторные блоки, пульт управления, волноводный тракт и соединительные кабели. Основные блоки устанавливаются на соответствующие монтажные рамы.

В радиолокаторе «Градиент-154» обеспечиваются следующие основные эксплуатационно-технические характеристики:

• показатель потенциала не менее 119 дБ. что позволяет обнаруживать юрода типа Москва на дальности 550 км,

• наибольшая равноконтрастность радиолокационного изображения при полете в диапазоне высот 9000 - 11 000 м,

• импульсная мощность не менее 20 кВт,

• два плавноизменяемых диапазона длительности развертки, первый соответствует дальности 30 - 250 км, второй 60 - 550км.

На первом диапазоне развертки формируются 10 км метки дальности в интервале 0 - 50 км и 50 км метки при большей дальности Переключение калибрационных меток с 10 на 50 км происходит автоматически при увеличении дальности в интервале 50 - 100 км На втором диапазоне формируются 50 и 100 км метки дальности с автоматическим переключением с 50 на 100 км в интервале 100 - 200 км Расстояние между калибрационными метками изменяется при регулировании длительности развертки и индицируется на световом табло расположенном на лицевой панели индикаторного блока.