Сергей Макаренко - Противодействие беспилотным летательным аппаратам

В частности, в работах [382]обсуждается перспективный вариант ЗУР для ЗРК «Тор» оснащенной ВМГ, вместо классической боевой части. ВМГ обеспечивает прямое преобразование энергии взрыва в энергию ЭМИ с помощью специального встроенного СВЧ-генератора. При массе ВМГ порядка 12–15 кг, что является приемлемым для ЗУР, применяемой в ЗРК «Тор», излучаемой ВМГ энергии достаточно для функционального поражения РЭС группы БПЛА в радиусе до 300–500 м от точки подрыва, что обеспечивает реализацию принципа «одна ракета — группа БПЛА».

В качестве ТТХ БЧ ЗУР оснащенных средством ФП ЭМИ на основе ВМГ можно рассматривать следующие характеристики [383]:

— тип источника ЭМИ: взрывомагнитный генератор;

— энергия в импульсе: 8-50 МДж в зависимости от типа ЗУР;

— дальность действия ЗУР: 2,5-15 км;

— высота действия ЗУР: 2,5-10 км;

— радиус поражения БПЛА от точки подрыва ЗУР: до 500 м;

— способ подрыва: командный;

— масса: 12–15 кг.

В настоящее время, несмотря на потенциальную перспективность развития средств поражения этого типа, публикаций по оценке эффективности применения подобных средств именно против БПЛА относительно немного. К таким публикациям можно отнести работы [384].

В работе [385]исследуется эффективность способа воздействия мощных коротких СВЧ-импульсов на антенну средств радиосвязи БПЛА при их работе в С, S и L диапазонах. Результаты исследования представлены в таблице 5.5. Как показано в этой работе, эффект нарушения связи, а также необратимое функциональное поражение средств радиосвязи БПЛА происходят из-за наведения СВЧ-импульсами паразитного напряжения на его антенне, которое, вследствие низких изоляционных свойств материалов электронных компонентов БПЛА, начинает негативно влиять на элементы приемного тракта, прежде всего, усилители, вплоть до их полного отказа. Аналогичные результаты и выводы о функциональном поражении усилителей в приемном тракте средств радиосвязи БПЛА были получены и в работе [386], в которой исследовалось воздействие СВЧ-импульсов длительностью 0,5–4,5 нс мощностью 1 ГВт с частотой следования 1-100 Гц.

В работе [387]представлены экспериментальные исследования влияния СВЧ-импульсов на малые коммерческие БПЛА DJI Phantom 3 и Phantom 4. Результаты исследования показывают, что воздействие СВЧ-импульсов шириной 2–3 ГГц с максимумом в области 1–2 ГГц с длительностью 200–270 пс, в зависимости от значений напряжённости формируемого на БПЛА электрического поля, ведут к двум типам отказов. При формировании напряжённости электрического поля порядка 1,4 кВ/м наблюдаются необратимое нарушение функционирования БПЛА, потеря управления и его «неуправляемая посадка», т. е. фактически его полное функциональное поражение. При формировании напряжённости электрического поля порядка 0,05-0,07 кВ/м наблюдается обратимые эффекты нарушения приема-передачи данных, ошибки в выполнении команд управления и т. д. При такой напряженности, прекращение воздействия ведет к восстановлению управляемости БПЛА.

Таблица 5.5. Результаты исследования воздействия коротких СВЧ-импульсов на антенну средств радиосвязи БПЛА [388]

В целом вышеуказанные данные, согласуются с критическими значениями напряженности электрического поля на поверхности БПЛА, необходимыми для его функционального поражения, приводимыми для комплекса «Ранец-Э» (рис. 5.3), которой был рассмотрен ранее. Судя по графику, уровень напряженности электрического поля, ведущий к нарушению функционирования БПЛА, составляет от 1 кВ/м, а уровень полного функционального поражения — 3 кВ/м [389].

Рис. 5.3. Уровни напряженности электрического поля на поверхности цели, формируемые комплексом «Ранец-Э» на различных расстояниях до цели [390]

В работах [391]рассмотрены вопросы обоснования ТТХ потенциальных средств ФП ЭМИ, мощности излучателей и параметров ФАР, обеспечивающих внеполосное функциональное поражение БПЛА.

В работах [392]показано, что для реализации внутриполостного режима функционального поражении БПЛА требуется обеспечить следующую мощность на входе соответствующих радиоэлектронных элементов БПЛА. Для деградации микроволновых диодов и интегральных схем необходима мощность на входе приемников поражаемых РЭС от 0,006 до 0,4 Вт, коммутирующих диодов и маломощных транзисторов — 0,06-9,5 Вт, микроволновых диодов и микросхем — от 6,125 до 125 Вт, коммутирующих диодов и маломощных транзисторов соответственно — от 62 Вт. Расчетная напряженность электрического поля, обеспечивающая такую деградацию радиоэлектронных элементов с учетом коэффициента потерь K п= –28 дБ, составляет порядка 70 кВ/м при величине рассогласования направлений главных лепестков ДНА средства ФП ЭМИ и БПЛА на 5 дБ, при использовании пачки импульсов длительностью 255 мкс с количеством импульсов N =1000 шт (длительность одиночного импульса 5 нс, период их следования 250 нс). Предложена конструкция антенной системы на основе цилиндрической ФАР с выходной мощностью излучения 0,25 МВт, позволяющей осуществлять внутриполостное функциональное поражение БПЛА с вышеуказанными параметрами в диапазоне частот от 10 ГГц до 12 ГГц на дальности действия до 5 км.

В работе [393]предложен вариант системы функционального подавления БПЛА в котором критериальные уровни деградации радиоэлектронных элементов достигаются путем фокусировки ЭМИ. Показано, что для внеполосного подавления РЭС БПЛА с чувствительностью от 5∙10 -13до 10 -14Вт на дальностях 0,5–1 км требуется средство ФП ЭМИ с эффективной площадью апертуры антенны 0,2–0,5 м² выходной мощностью 2 кВт, формирующие плотность потока мощности СВЧ ЭМИ в районе БПЛА от 3,8·10 -3до 50 мкВт/см².

В целом, анализ работ [394]показывает, что несмотря на отсутствие в настоящее время реальных средств ФП ЭМИ, ориентированных на поражение БПЛА, разработка прототипов подобных средств активно ведется многими технологически развитыми странами. При этом первые опытные экземпляры подобных средств поражения демонстрируют высокую эффективность и могут обеспечивать необратимое поражение всех типов БПЛА на дальности до 10 км. Недостатком этих средств является то, что одновременно с поражением БПЛА поражаются и другие типы РЭС попадающие в зону воздействия, что исключает применение средств ФП ЭМИ в мирное время, в населенных пунктах и на промышленных объектах. Кроме того, отдельным проблемным вопросом, который, судя по всему, пока никак не прорабатывается, является обеспечение электромагнитной безопасности операторов средств ФП ЭМИ.