Μελέτη περίπτωσης για το F-16: αναβάθμιση του ραντάρ MSA με ραντάρ AESA
Επί του παρόντος, το τελευταίο ραντάρ MSA στο F-16 είναι το Northrop Grumman AN/APG-68(V)9.
Σύμφωνα με ανοικτές πηγές, η εμβέλεια του ραντάρ έναντι τυπικού στόχου RCS 1 m² είναι
υποτίθεται ότι είναι περίπου 38 ναυτικά μίλια (ν.μ.). Η απαιτούµενη ισχύς εισόδου είναι 5,6 kVA,
όπως αναφέρεται σε σχετικά φυλλάδια, καθώς και σε άλλες πηγές . Το αεροσκάφος παρέχει
ψύξη στο ραντάρ με ροή αέρα, η οποία έχει αναφερθεί ότι είναι σχετικά οριακή με
σε σχέση με τις απαιτήσεις αυτού του ραντάρ . Η ικανότητα ψύξης του αεροσκάφους για το
ραντάρ αναμένεται να είναι μικρότερη από 5,6 kW. Για χάρη της συζήτησης, μπορεί κανείς να υποθέσει 5,5 kW.
Μετά το APG-77 (F-22), το APG-80 (F-16E/F Block 60), καθώς και το APG-81
(F-35), η Northrop Grumman ανέπτυξε το Scalable Agile Beam Radar ή SABR στα μέσα της δεκαετίας του 2000, ως πιθανή επιλογή αναβάθμισης για τον υπάρχοντα στόλο των F-16, σχεδιασμένο να εγκατασταθεί
χωρίς να γίνουν σημαντικές τροποποιήσεις στο αεροσκάφος. Αργότερα, ορίστηκε ως
AN/APG-83. Σύμφωνα με τον κατασκευαστή, ενσωματώνεται στο σημερινό σύστημα του F-16
δομικών, ενεργειακών και ψυκτικών περιορισμών χωρίς τροποποίηση του αεροσκάφους της ομάδας Α.
Μπορεί να υποτεθεί ότι το APG-83 διαθέτει τον ίδιο αριθμό TRM με το APG-80, δηλ,
1020 TRM. Λαμβάνοντας υπόψη TRMs GaAs των 10W το καθένα, η μέγιστη ισχύς είναι της κατηγορίας των 10 kW.
Στο εσωτερικό του ραντάρ χρησιμοποιείται υγρή ψύξη για την απομάκρυνση της απορριπτόμενης θερμότητας από την κεραία.
συστοιχίας και των άλλων μερών του ραντάρ, μεταφέροντας τη θερμότητα στο σύστημα αερόψυξης του αεροσκάφους.
Εκτός από τη συστοιχία κεραιών, το ραντάρ περιλαμβάνει και άλλες μονάδες LRU (Line Replaceable Units),
όπως ο επεξεργαστής διεγέρτη δέκτη (REP) και το συγκρότημα ρακόρ ραντάρ, συμπεριλαμβανομένου των
στοιχείων του εσωτερικού συστήματος ψύξης. Υποθέτοντας ότι αυτές οι δύο μονάδες LRU παράγουν περίπου 1
kW και 0,5 kW θερμότητας, αντίστοιχα, το ανώτερο όριο της θερμότητας αποβλήτων της συστοιχίας κεραιών είναι
περίπου 4 kW, ώστε να μην υπερβαίνει συνολικά τα 5,5 kW.
Λαμβάνοντας υπόψη τη διαθέσιμη τεχνολογία TRM GaAs που ήταν διαθέσιμη κατά τη στιγμή που το SABR
αναπτύχθηκε, μπορεί να υποτεθεί ότι η PAE είναι της τάξης του 35% και η συνολική T/R
μονάδα εκτιμάται στο 20%. Επομένως, η μέση μεταδιδόμενη ισχύς μπορεί να είναι μέχρι
έως 1 kW, ώστε να μην υπερβαίνει τα 4 kW απορριπτόμενης θερμότητας, και ο κύκλος λειτουργίας δεν μπορεί να υπερβαίνει το 10%.
Αυτός ο περιορισμός έχει ολέθριες συνέπειες στην εμβέλεια ανίχνευσης, δεδομένου ότι η μέση μεταδιδόμενη
ισχύς είναι κρίσιμος παράγοντας. Με τον τρόπο αυτό, το F-16E/F Block 60 σχεδιάστηκε λαμβάνοντας υπόψη
τις απαιτήσεις ψύξης του APG-80, παρέχοντας υγρή ψύξη στο ραντάρ και
επιτρέποντας καλύτερες επιδόσεις. Στην πραγματικότητα, τα περισσότερα αεροσκάφη που διαθέτουν ραντάρ AESA παρέχουν
υγρή ψύξη.
2.4 Εκτίμηση της εμβέλειας ανίχνευσης του AESA
Όσον αφορά την εκτίμηση της εμβέλειας ανίχνευσης, ιδίως σε λειτουργία μεγάλης εμβέλειας High PRF,
χρησιμοποιήθηκε το AESA Radar Calculator . Αυτό
αποδείχθηκε πολύτιμο εργαλείο, λαμβάνοντας υπόψη διάφορες πτυχές της εξίσωσης του ραντάρ.
Οι κύριες παράμετροι που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό της εμβέλειας ανίχνευσης του APG-83 ήταν οι εξής
ενώ όλες οι άλλες παράμετροι τέθηκαν στις προεπιλεγμένες τιμές όπως στο :
– Συχνότητα λειτουργίας ραντάρ: 9,5 GHz
– Συχνότητα επανάληψης παλμών (PRF): 100 kHz
– Εύρος παλμού: 1 μs (ώστε ο κύκλος λειτουργίας να είναι 10%)
– Κλάσμα του χρόνου του ραντάρ που χρησιμοποιείται για αναζήτηση: 100%
– Τομέας σάρωσης: 120° × 11°
– Αλγόριθμος στάθμισης ανοίγματος: Taylor 40 dB
– Χρόνος παραμονής: 0,025 s
– Καιρικές συνθήκες: καθαρός αέρας
– Πιθανότητα ανίχνευσης: 90%
– Χρόνος ψευδούς συναγερμού: 120 δευτερόλεπτα
Ορισμένες μικρές διορθώσεις κρίθηκαν αναγκαίες στον υπολογισμό της πραγματικής
ανιχνευσιμότητας , λαμβάνοντας υπόψη την εξίσωση (4.58) στο τμήμα 4.4.7 του . Ακολουθεί η διεύθυνση
το παραπάνω σκεπτικό, το APG-83 αναμένεται να προσφέρει εύρος ανίχνευσης 47 n.m. έναντι ενός
τυπικό στόχο RCS 1 m². Αυτό ισχύει για την ευρεία κατεύθυνση, δεδομένου ότι στην εκτός οπτικής γωνίας
γωνίες, το κέρδος μειώνεται λόγω της απώλειας σάρωσης.
Συγκρίνοντας το APG-83 με τον προκάτοχό του, το APG-80, σημειώνεται ότι δεν υπάρχει τέτοια ψύξη
περιορισμοί αναμένονται στο F-16 Block 60. Επομένως, διατηρώντας όλες τις παραμέτρους ως ανωτέρω
και ρυθμίζοντας μόνο την PRF στα 200 kHz, αυξάνοντας έτσι τον κύκλο λειτουργίας στο 20%, και ακολουθώντας
την ίδια διαδικασία όπως παραπάνω, η ανίχνευση κατά του ίδιου στόχου εκτιμάται σε 64 n.m.
Εκτιμώμενες αποστάσεις ανίχνευσης συναρτήσει της γωνίας σάρωσης θ έναντι στόχου RCS 1 m², για τα ραντάρ
APG-68(V)9, APG-83 και APG-80, υποθέτοντας απώλεια σάρωσης .
Σε υψηλές γωνίες εκτός στόχου,
το AESA APG-83 γίνεται λιγότερο αποτελεσματικό από το MSA APG-68(V)9 όσον αφορά την εμβέλεια.
ΠΗΓΗ -PHOTOS NORTHROP GRUMMAN
