Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

На пути к «стелс 2.0»

Аватар пользователя Xexen

Аспирант МГТУ МИРЭА и м.н.с. ИОФ РАН Николай Богачёв специализируется на физике плазмы, и занимается, в том числе, разработкой плазменных антенн для радаров, работа которых хитро скрыта от обнаружения самолетами. Свою работу молодой учёный прокомментировал в ходе Всероссийского совещания Советов молодых учёных и специалистов.

– Я занимаюсь численным моделированием плазменных антенн с помощью специальных программ для численного моделирования. Совместно с группой коллег провожу эксперименты по измерению характеристик плазменных антенн – таких, как шумовые характеристики – для возможного их применения в прикладной науке и технике. В том числе, в системах военного и специального назначения.

Первые работы по плазменным антеннам начались в Австралии и США. Изначально планировалось их применение по программе «STEALTH». Традиционные антенны, чаще всего выполняемые из металлических элементов, имеют большую эффективную площадь рассеяния, то есть они дают большое отражение для радаров. Что, в свою очередь, обеспечивает большую радиолокационную заметность. Идея применения плазменной антенны для снижения заметности заключается в том, что плазменная антенна будет использоваться, а следовательно «видна», только в момент приёма и передачи сигнала, будь то сигналы связи, или в момент работы радиолокационной станции, если эта антенна будет применяться на радиолокационных станциях. А в моменты, когда в режиме радиомолчания связная или радиолокационная станция не работает, то антенна выключается (ее как бы и нет). Происходит рекомбинация плазмы, и от антенны остаётся только диэлектрическая оболочка, которая практически не отражает радиоволны от своей поверхности. Тем самым антенна и сам объект делается незаметным.


Плазменная вибраторная антенна

Ещё одно из преимуществ плазменных антенн – возможность менять характеристики этих антенн не механическим путём, а с помощью электрического управления. Изменение рабочих частот этих антенн можно проводить путём изменения плотности плазмы или длины плазменного образования. В металлических антеннах для этого чаще всего нужны какие-то дополнительные механические устройства, процессы, которые, естественно, связаны с малой надёжностью и малой скоростью. А электронная перестройка, естественно, является довольно быстрой.

Насколько активно сейчас ведутся подобные разработки?

– Начались эти разработки в США и Австралии. Но дело в том, что сейчас, судя по интенсивности публикаций в научных журналах, либо количество таких разработок снизилось, либо они ушли в ведомство Пентагона и их просто засекретили.

Сейчас очень активно в этом направлении развивается Китай. В Харбине и других городах существует множество центров, в которых изучают плазменные антенны. А в России мы, представители Института общей физики РАН и МГТУ МИРЭА – практически единственная серьёзная группа, которая работает над этой проблемой. Возможно, были какие-то закрытые работы ещё в советские времена, но о них мы не знаем, к сожалению. Или к счастью.

А сейчас вы как-нибудь взаимодействуете, может быть, с китайскими коллегами?

– Пока не доводилось. Но, возможно, в свете последних событий мы тоже активизируем взаимодействие. Наши белорусские коллеги занимаются близкой к плазменным антеннам темой – антенно-фидерными устройствами. Такое волноводное устройство тоже создаётся с применением плазменных технологий, так что, возможно, взаимодействия между российскими и белорусскими учёными в этой сфере тоже будет интенсифицировано.

Каких успехов вам удалось достичь на данный момент?

– Нами уже созданы конкретные плазменные антенны, которые можно использовать. В частности, нашей группе был впервые осуществлён приём передач, осуществлённый на расстоянии более сотни метров. Только сейчас китайская группа учёных повторила это на полигоне. Публикаций о том, что это делали американские группы – нет.

Во время передачи и приёма сигнала с помощью плазменной антенны нами была измерена их приём и передача сигнала в сравнении с металлическими аналогами. Пока что эта эффективность составляет где-то 60–80 %.

Сейчас мы активно измеряем шумы в плазменных антеннах. Некоторые скептики предполагали, что они будут больше, чем в металлических, но оказалось, что на самом деле при определённых условиях они могут быть даже меньше, чем в металлических антеннах из-за отсутствия, например, тепловых шумов. В то же время шумы, с которыми сталкиваются именно плазменные антенны, меньше по длине диапазона и своей амплитуде, а значит, меньше влияют на передаваемый сигнал.

Справка STRF.ru: 

Как работает радар и как от него защищаются

Радиолокационная станция (РЛС, или по простому радар) облучает электромагнитной волной самолёт и фиксирует отражение электромагнитной волны от самолёта.

Системы самолёта могут в свою очередь зафиксировать, что он был облучён электромагнитной волны определенной частоты (частоты работы радара).

При этом системы самолёта могут навестись на излучение РЛС и определить его местоположение (аналогично можно обнаружить самолёт и другую технику с системами связи, куда обязательно входят антенны). Поэтому основным способом защиты от обнаружения по излучению является режим радиомолчания.

В этом режиме РЛС или системы связи отключаются на определённый момент времени: например отключение наземного радара при пролёте самолёта-разведчика или бомбардировщика над ним (для защиты РЛС от уничтожения), или обратная ситуация: отключение систем связи и самолётной РЛС для его пролёта мимо РЛС противника (защита самолёта).

При этом проблемой в режиме радиомолчания остаётся то, что сейчас значительный вклад в отражение от самолёта вносят и металлические антенны, при этом обойтись без металлических частей для некоторых антенн невозможно, а покрытие радиопоглощающими материалами (как это делается с корпусом самолёта) приводит к сильному ухудшению характеристик и параметров антенны.

Механическая маскировка будет очень медленной и не очень надёжной. Поэтому возникает задача создания антенн, которые не демаскировали бы объект в режиме радиомолчания. Одно из решений – плазменные антенны.

Источник

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(21:00:12 / 28-09-2014)

/пошёл строить плазменную антенну из газоразрядной лампы освещения/

Аватар пользователя kl0p
kl0p(5 лет 9 месяцев)(21:11:14 / 28-09-2014)

Это джедайский меч!

Аватар пользователя невежда
невежда(5 лет 5 месяцев)(23:25:13 / 28-09-2014)

МИРЭАшники могут. Рад за свой родной вуз )))

Комментарий администрации:  
*** Почти любой вопрос могу свести к антисобянинской политоте ***
Аватар пользователя Remchik
Remchik(5 лет 9 месяцев)(21:04:22 / 28-09-2014)

Как-то странно акцент делается на невидимости одних только антенн, будто бы другие металлические  детали - та же обшивка, каркас (если обшивка радиопрозрачна) - не отражают радиоволн. И утверждение о радиомолчании как меры (основной?) против обнаружения наземными РЛС - тоже странное.  Понятно, что собственное излучение объекта тоже помогает его обнаружить, но вроде как РЛС ПВО в первую очередь работают на приеме собственных отраженных сигналов, а значит обнаружат объект независимо от работы или бездействия его бортовой РЛС, причем сделают это раньше (если это не объектовое ПВО последних рубежей), чем у объекта появится необходимость включить режим радиомолчания. 

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(21:32:30 / 28-09-2014)

Смысл не сделать абсолютную невидимость, это невозможно. Смысл как можно сильнее  уменьшить расстояние обнаружения самолёта или корабля. Радары ПВО, дабы не быть засечёнными, например работают в пассивном режиме - слушают эфир, по этому самолёты и пременяют тактику радиомолчания, да и бортовую электронную начинку делают максимально не шумящей.

Аватар пользователя Remchik
Remchik(5 лет 9 месяцев)(21:45:52 / 28-09-2014)

Смысл не сделать абсолютную невидимость, это невозможно

Я это знаю, само собой. Это, наверное, любой школьник должен знать. Я, конечно, дилетант в этом деле, но слыхивал, что радары разными бывают, есть дальнего обнаружения, есть объектовые, у нас же ПВО эшелонированное. Вот для дальнобойных РЛС все эти штуки с радиомолчанием ничего не должны значить, а их дислокация и так известна всем заинтересованным сторонам... Но это как мне видится, реальность может быть несколько иной...

Аватар пользователя Старичок
Старичок(4 года 3 месяца)(21:20:58 / 28-09-2014)

Он имел в виду возможность существенно увеличить площадь рефлекторов-отражателей, директорных элементов, чтобы получить антенны с большим коэффициентом усиления и красивой ДНС. Идея неплохая, но что делать с мощностью, затрачиваемой на формирование плазменного рефлектора(*КПД генератора)? Её надо откуда-то брать...

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(21:47:09 / 28-09-2014)

но что делать с мощностью, затрачиваемой на формирование плазменного рефлектора (ц) Практически бытовая газоразрядная осветительная лампа, может быть плазменной антенной, а если взять неоновую лампу, то и мощность зажигания будет достаточно от подводимой мощности.

Аватар пользователя Старичок
Старичок(4 года 3 месяца)(22:05:05 / 28-09-2014)

А если взять сто грамм дрожжей на пять кило сахара - получится ещё и существенное расширение сознания...шуточки у вас, боцман...

Аватар пользователя Нумминорих Кута

Тшшшш! Ну зачем вы палите людей??? Они надеялись обеспечить себе несколько лет стабильной доходной работы, а вы им всю малину поганите! И это - во времена крысиса, когда не всякий индивидуум как таковой может себя обеспечить тем, что может себя обеспечить!

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(23:40:33 / 28-09-2014)

А в чём сложность, собственно? Если антенна сантиметрового диапазона - то мысль насчёт заменить её металлические элементы на плазму-внутри-диэлектрика видится мне весьма удачной. Даже с учётом дополнительных расходов на ионизацию. "Разрешающей способности" симитировать поверхность хватит - глянуть на те же плазменные экраны.

Аватар пользователя IMHO
IMHO(5 лет 10 месяцев)(21:19:42 / 28-09-2014)

поток сознания

Аватар пользователя Boba
Boba(3 года 7 месяцев)(21:21:40 / 28-09-2014)

Тема интересная и актуальная. В будущем. Потому, что:

1. Нонешние антенны РЛС самолётов АФАР-типов. Состоит из приёмно-передающих модулей 

Модулей много, для ПАК ФА около 1500. Размер несколько сантиметров по диагонали. Как сделать плазменную антенну такого размера? Как сделать их много на близком расстоянии?

2. Через АФАР РЛС и связь идёт. Какие антенны может заменить плазма? Как будет влиять генератор плазмы на другие антенны?

3. Решена ли передача больших мощностей с малой площади без разрушения/изменения свойств плазмы? Напомню, у ПАК ФА в импульсе излучается 12-20 КВт с ячейки.

Так что это скорее анонс хотелок, а не реальной разработки.

P.S. Умилило:

отключение систем связи и самолётной РЛС для его пролёта мимо РЛС противника (защита самолёта).

 Автор статьи не подозревает, что основной режим работы РЛС активный?

 

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(21:38:08 / 28-09-2014)

 Размер несколько сантиметров по диагонали. Как сделать плазменную антенну такого размера? Как сделать их много на близком расстоянии?(ц) Нет проблем, ставь много маленьких газоразрядных модулей.


Какие антенны может заменить плазма?(ц) Нет проблем, ставь газоразрядную лампу, её плазма и будет антенной.


Решена ли передача больших мощностей с малой площади без разрушения/изменения свойств плазмы? Напомню, у ПАК ФА в импульсе излучается 12-20 КВт с ячейки. (ц) Тут не так важна мощность в импульсе, как джоули на ячейку тепло которые надо снимать.

Аватар пользователя Boba
Boba(3 года 7 месяцев)(21:44:21 / 28-09-2014)

Это Вы так шутите? Или хуманитарите

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(21:48:01 / 28-09-2014)

Шучу.

Аватар пользователя aegis
aegis(3 года 7 месяцев)(22:51:06 / 28-09-2014)

Размер несколько сантиметров по диагонали. Как сделать плазменную антенну такого размера?

Радиоастрономы слушают глубины вселенной... На сантиметровых волнах... Как так?

Аватар пользователя Boba
Boba(3 года 7 месяцев)(22:54:54 / 28-09-2014)

Хм. У них, вообще-то, металлические антенны. Речь идёт о плазменной. Разницу улавливаете?

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(23:41:34 / 28-09-2014)

А плазменная антенна имеет большой коэффициент теплового шума, об этом как-то не принято или плазма там работает в резонансном режиме?

Аватар пользователя Boba
Boba(3 года 7 месяцев)(23:48:33 / 28-09-2014)

Скорее эквивалентного шума. У плазмы шум имеет не нормальное (Гауссово) распределение. Ближе к Пуассоновскому. Да и спектр не гладкий, много резонансов.

 P.S. Меня сия конструкция удивляет. Проще и эффективней усовершенствовать гетерогенные антенны ППМ АФАР.

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(23:51:31 / 28-09-2014)

Именно!

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 10 месяцев)(21:27:39 / 28-09-2014)

Как всегда про пиндосскую шариковую ручку в космосе и русский карандаш.

На ПАКФА просто фазированную решетку радара поставили под углом, ей всё равно - директриса антенны задаётся не механически, а фазами элементов, вот она и не отражает сигнал противника обратно.

 

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(21:42:41 / 28-09-2014)

Антеннки в АФАР отражают, это только подводящая мощность изменением фаз поворачивается луч. Смысл в этой работе, сделать антенну мало отражательной из-за отсутствия большого количества металла, а проводники из плазмы, можно включать и выключать.

Аватар пользователя Boba
Boba(3 года 7 месяцев)(21:47:29 / 28-09-2014)

За счёт изменяемого механически угла наклона, отражает вверх, а не в сторону активной РЛС. Да и поверхность антенны не полностью металлизированная. 

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 2 недели)(21:54:21 / 28-09-2014)

Антеннки АФАР это целая куча открытых резонаториков, наклоном которых особо не отразишь в сторону, всё равно остаётся относительно большая площадь отражения во все стороны.

Аватар пользователя Boba
Boba(3 года 7 месяцев)(22:05:03 / 28-09-2014)

Ключевое - в разные стороны. Да и резонаторы будут переизлучать на частоте, близкой к своему резонансу. При условии параметрического возбуждения, что в активных цепях далеко не всегда. Во всех случаях, АФАР будет переизлучать существенно меньше аналогичной по площади плоскости. 

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(23:52:41 / 28-09-2014)

С учётом того, что ЛЮБОЕ тело ВСЕГДА излучает на длинне волны, равной его собственной длинне - достаточно иметь сверхчувствительный узконаправленный приёмник сигнала, чтобы получить систему пассивной радиолокации, но поскольку там не одна частота, а целый набор(самолёт не стержень? Ага!) - получите точную электромагнитную сигнатуру борта, а если он с подвесом, то она чутка будет иной - эдак можно определять ещё и многое другое, причем издалека... смекай! А уж засечь бортовые 400 Гц - это проще-простого!

Аватар пользователя Boba
Boba(3 года 7 месяцев)(00:27:54 / 29-09-2014)

Хм. Не совсем так. Точнее совсем не так.

Здесь краткий ликбез по элементарным антеннам. Всилу взаимности (физический принцип такой), что принимать, что излучать наиболее эффективно будет полуволновой вибратор. Хм. Технический термин - вибратор. Связь длины волны с геометрической длиной должна учитывать некую скорость распространения в веществе. Бортовые 400 давно умеют давить, вплоть до специзлучения. Но в остальном мыслите верно, подобный принцип используют в гидролокации. 

 

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 10 месяцев)(21:52:31 / 28-09-2014)

.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...