Радиолокационная станция артиллерийской разведки AN/TPQ-31 создавалась по заказу командования Корпуса морской пехоты (КМП) Соединенных Штатов с целью повышения эффективности ведения контрбатарейной борьбы с вражескими минометными и, по возможности, артиллерийскими расчетами (подразделениями). Необходимость в новой, более совершенной и эффективной радиолокационной станции контрбатарейной борьбы возникла у американских морских пехотинцев по итогам оценки результатов боевого применения в ходе первого этапа войны во Вьетнаме радиолокационных станций аналогичного назначения семейства AN/MPQ-4. Последние, как уже отмечалось выше, имели целый ряд недостатков, особенно ярко проявившихся в ходе боевых действий, которые проходили в специфических природно-климатических условиях Юго-Восточной Азии и сильно осложнялись преимущественно партизанской тактикой действий, применявшейся противостоящей американцам стороной.
При этом одним из главных требований со стороны командования Корпуса морской пехоты США была необходимость обеспечить постоянное круговое - в секторе 360 градусов - сканирование окружающего пространства, что, по расчетам военных экспертов, должно было обеспечить необходимую степень эффективности в борьбе с минометчиками противника, которые в плотной стене джунглей подбирались незамеченными практически к самым позициям американских войск и, используя в полной мере фактор внезапности, наносили им серьезный урон живой силе и технике. Поскольку новая станция требовалась американским военным, как говорится, «уже вчера», то в целях максимально возможного ускорения работ по данному проекту создание новой РЛС контрбатарейной борьбы было решено осуществлять не заново, а на базе уже имеющейся радиолокационной станции обнаружения воздушных целей (РЛС обзора воздушного пространства) AN/UPS-1, которая была разработана в середине 1950-х годов и на тот момент находилась на снабжении Вооруженных сил США, где активно использовалась на военных базах (объектах) в целях обеспечения контроля воздушного пространства и в системах управления и наведения на цели истребителей-перехватчиков.
В мае 1967 года командование Корпуса морской пехоты США заключило с компанией «Raytheon» контракт, согласно которому специалисты последней должны были провести испытания стандартного образца радиолокационной станции типа AN/UPS-1 на предмет ее способности решать задачу по обнаружению огневых позиций стреляющих минометов. В ходе этих испытаний требовалось определить, может ли эта станция принципиально решать задачи в качестве двухкоординатной РЛС обнаружения огневых позиций стреляющих минометов или же - нет, а также выяснить, какие для этого требуется выполнить модификационные работы по доработке аппаратуры станции. Непосредственно сами испытания указанной радиолокационной станции проводились специалистами компании «Raytheon» при содействии военнослужащих Корпуса морской пехоты на территории Центра разработки тактики, вооружения и военной техники морской пехоты, расположенного на территории военной базы КМП США «Квантико» в штате Вирджиния (Marine Corps Development Center). Проведенные испытания показали, что в целом РЛС типа AN/UPS-1, будучи разработанной изначально для обнаружения воздушных целей, исходя из своих технических возможностей, способна в базовом варианте решать те специфические задачи, которые возлагаются на радиолокационные станции контрбатарейной борьбы.
После анализа результатов этих испытаний американскими морпехами было принято решение заказать промышленности проведение доработки данной радиолокационной станции и даже разместить заказ на крупную партию указанных радаров в их обновленном виде. Соответствующий срочный контракт на проведение работ по данному проекту был выдан Корпусом морской пехоты США компании «Raytheon» в октябре 1967 года (судя по всему, речь идет о контракте за номером M00027-68-C-0047). Согласно этому документу, командование КМП США передавало в распоряжение «Raytheon» из своих запасов 10 серийных радиолокационных станций обнаружения воздушных целей типа AN/UPS-1, которые специалистам компании надлежало доработать в целях обеспечения им способности решать задачи разведки огневых позиций стреляющих минометов, после чего - провести необходимые испытания для оценки новоприобретенных возможностей указанных радиолокационных станций.
Новые двухкоординатные радиолокационные станции контрбатарейной борьбы получили обозначение AN/TPQ-31, первую из них компания «Raytheon» обязалась передать заказчику для проведения необходимой программы испытаний в течение девяти месяцев со дня подписания контракта. Причем, что интересно, в перспективе - при удачном стечении обстоятельств - Корпус морской пехоты США намеревался получить от компании-разработчика ни много ни мало 3600 радиолокационных станций, которые планировал немедленно использовать в ходе ведения боевых действий во Вьетнаме. Следует особо отметить, что ввиду очень сжатых сроков реализации данного проекта специально оговаривалось, что специалисты компании-подрядчика внесут в конструкцию станции только те изменения, которые настоятельно необходимы для обеспечения ей возможности решать задачи в рамках ведения борьбы с неприятельскими минометными и, по возможности, артиллерийскими подразделениями.
Список основных изменений, которые были одобрены заказчиком для внесения в конструкцию и рабочие процессы радиолокационной станции обнаружения воздушных целей AN/UPS-1 в целях обеспечения ее доработки в вариант радиолокационной станции контрбатарейной борьбы AN/TPQ-31, выглядел следующим образом. Радиолокационный передатчик - повысить частоту повторения импульсов (ЧПИ, в англоязычной литературе в этом случае используется аббревиатура PRF) для того, чтобы исключить слепые скорости, характерные для минометных мин, а также повысить стабильность частоты выходного сигнала и снизить влияние джиттера (time jitter; нежелательные отклонения излучаемого сигнала радиолокатора) в целях обеспечения улучшения подпомеховой видимости.
Заметим, что слепая скорость (blind speed) в радиолокации - это радиальная скорость перемещения объекта радиолокационного наблюдения (т.е. цели), при которой доплеровский сдвиг частоты отраженного от цели сигнала, или как принято еще говорить - эхо-сигнала цели, будет равен или кратен частоте повторения импульсов, излучаемых передатчиком радиолокационной станции. В этом случае эхо-сигналы цели (целей) будут подавляться системой селекции движущихся целей РЛС как пассивные помехи от неподвижных объектов, в результате чего станет невозможным измерение скорости цели - радиолокационная станция ее фактически «потеряет» или и вовсе не сможет «увидеть».
В свою очередь, подпомеховая видимость (Subclutter Visibility или сокращенно SCV) - это термин, которым принято обозначать способность радиолокационной станции обнаруживать движущиеся цели на фоне сильных пассивных помех в условиях заданного отношения «сигнал - помеха». Данный показатель представляет собой отношение интенсивности отраженного сигнала (эхо-сигнала) пассивной помехи к интенсивности эхо-сигнала самой цели, который еще можно обнаружить на фоне помехи с учетом определенных значений вероятности обнаружения и вероятности ложной тревоги. Этот показатель обычно используется в целях проведения оценки эффективности работы системы селекции движущихся целей конкретной радиолокационной станции.
Радиолокационный приемник - доработать стабилизированный гетеродин (STALO) и когерентный гетеродин (COHO) в целях обеспечения повышения показателя подпомеховой видимости радиолокационной станции. Основной индикатор радиолокационной станции - применить в новой радиолокационной станции индикатор кругового обзора (PPI) диаметром 16 дюймов (40,64 см) с двумя шкалами дальности, рассчитанными на 24 км и 12 км. Система селекции движущихся целей (MTI; СДЦ, также часто - селектор движущихся целей) - замена линии задержки системы селекции движущихся целей на доплеровский процессор со стробированием по дальности (range gated doppler processor) в целях обеспечения возможности передачи синтезированного (также иногда - синтетического) изображения на индикатор кругового обзора радиолокационной станции и дальнейшего улучшения подпомеховой видимости новой РЛС контрбатарейной борьбы.
В июне 1968 года, после завершения работ по доработке радиолокационной станции обзора воздушного пространства AN/UPS-1 в станцию контрбатарейной борьбы AN/TPQ-31 последняя прошла необходимые испытания на полигоне военной базы КМП США «Кэмп Лежен», расположенной в штате Северная Каролина и сегодня являющейся местом дислокации крупного военно-учебного центра американской морской пехоты. В целом программа этих испытаний повторяла ту, что была реализована во время испытаний, проводившихся ранее в отношении станции типа AN/UPS-1 на территории Центра разработки тактики, вооружения и военной техники морской пехоты, расположенного на территории военной базы КМП «Квантико» в штате Вирджиния, однако в данном случае испытания были более тщательными и детализованными, а также более масштабными по своему характеру. В частности, кроме оценки возможности станции работать по минометным минам, были проведены испытания с целью оценки ее возможности засекать и отслеживать артиллерийские снаряды разных калибров и, таким образом, обеспечивать обнаружение огневых позиций артиллерийских орудий и гаубиц.
При этом особое внимание в ходе испытаний и оценки новой радиолокационной станции уделялось наличию у нее возможности определять тип ведущего огонь артиллерийского орудия и ее способности с высокой точностью определять координаты его огневой позиции с последующей выдачей данных целеуказания на командный пункт своей артиллерии. Также оценивалось наличие возможности обеспечивать с помощью новой радиолокационной станции эффективное поражение огневых позиций неприятельских минометов и артиллерии без необходимости привлекать для этого другие средства обнаружения и целеуказания. Причем, что интересно, в качестве средства ведения контрбатарейной борьбы в указанных испытаниях использовались вертолеты-ганшипы: по данным целеуказания, полученным от проходящей испытания РЛС, они вылетали в район расчетного места нахождения огневых позиций минометов или артиллерии противника и наносили по ним удар.
Судя по всему, такой тактический сценарий действий был внедрен американскими морпехами по итогам анализа боевых действий на первом этапе войны во Вьетнаме. Причем впоследствии, когда новая радиолокационная станция поступила в распоряжение подразделений КМП США, дислоцированных во Вьетнаме, морпехи применяли ее в рамках ведения контрбатарейной борьбы с минометчиками и артиллеристами противника в том числе и в рамках описанного выше сценария - с участием вертолетов-«ганшипов», наведение которых стало одной из обязанностей операторов боевого расчета станции.
Результаты испытаний доработанной РЛС были признаны командованием КМП США положительными и весьма многообещающими, поскольку продемонстрированные новой радиолокационной станцией возможности по обеспечению контрбатарейной борьбы существенно превышали требуемые тактико-технические характеристики. Особенно впечатляло такое положение дел, если принимать во внимание тот факт, что станция AN/TPQ-31 разрабатывалась с учетом необходимости обеспечения ее работы только по стреляющим минометам - главной угрозы американским морпехам во Вьетнаме. А в результате, как выяснилось, новая РЛС оказалась способной эффективно «работать» еще и по классическим артиллерийским орудиям. При этом станция обеспечивала точность определения координат огневых позиций стреляющих минометов или артиллерийских орудия с точностью не хуже 250 метров.
Впрочем, этому в определенной степени способствовал характер местности на полигоне, где проходили испытания. Рельеф полигона в районе проведения испытаний был ровный, без возвышенностей, а имевшиеся деревья не представляли какой-либо существенной проблемы для работы радиолокационной станции: огневые позиции минометов и артиллерийских орудий, а равно и места падения минометных мин и артиллерийских снарядов находились в зоне хорошей видимости радиолокатора, позволяя тем самым уверенно и с высокой точностью определять места падения мин и снарядов и, затем, координаты огневых позиций стреляющих минометов и артиллерийских орудий. Принимая во внимание такую особенность полигона, во время описываемых испытаний станции AN/TPQ-31 так называемая маска по углу возвышения, т.е. угол возвышения антенны радиолокатора над горизонтом, ниже которого поиск летящих минометных мин и артиллерийских снарядов не осуществляется, была минимальной.
Заметим здесь, что термин, который можно перевести на русский как «маска по углу возвышения» (в оригинале - «mask angle»), применяется в американских источниках по рассматриваемой и другим радиолокационным станциям. Фактически же, если говорить более простым языком, речь идет об установке такого угла возвышения антенны радиолокационной станции, который позволяет как бы отсечь часть пространства, примыкающую к поверхности земли, где имеются различные объекты искусственного или естественного происхождения, которые могут служить источниками мощных эхо-сигналов и, тем самым, обеспечивать сильную засветку на экране индикатора РЛС, что будет осложнять или вовсе препятствовать своевременному обнаружению реальной цели.
В конечном итоге, после выполнения анализа результатов этих испытаний американскими военными специалистами был сделан вывод о том, что новая РЛС обрела все возможности, необходимые ей для решения определенной для нее новой задачи - обнаружения огневых позиций стреляющих минометов противника, и, таким образом, полностью удовлетворяет требованиям, предъявленным со стороны заказчика. Ну, а способность «работать» по «классике жанра» - орудиям ствольной артиллерии - стала хорошим дополнительным «бонусом» для заказчика нового радара. Уже в сентябре 1968 года первые РЛС контрбатарейной борьбы типа AN/TPQ-31 прибыли на военную базу морской пехоты «Кэмп-Пендлтон», которая расположена на побережье штата Калифорния и является главной военной базой Корпуса морской пехоты на Западном побережье Соединенных Штатов. И практически сразу же здесь началась подготовка личного состава боевых расчетов - операторов РЛС - и техников.
Примечательно, что полигон военной базы «Кэмп-Пендлтон», в отличие от полигона базы «Квантико», располагался уже не на равнинной, а на холмистой местности, богатой различными возвышенностями, в результате чего при отработке и эксплуатации новых радиолокационных станций контрбатарейной борьбы американским морским пехотинцам приходилось выставлять достаточно большую маску по углу возвышения. «Впрочем, хотя это и представляло проблемы при определении действительного места расположения систем вооружения, ведущих огонь с закрытых позиций, результаты (применения данной радиолокационной станции контрбатарейной борьбы), полученные в столь сложных условиях, были охарактеризованы как имеющие подлинную ценность, - указывается в этой связи в специальном отчете «AN/TPQ-31 Performance: During Evaluation As a Hostile Weapon Locator», подготовленном в апреле 1973 года специалистами американской компании «Raytheon» для командования Корпуса морской пехоты США. - Были разработаны различные методы пролонгации и экстраполяции зафиксированной траектории полета снаряда с целью определения ее начальной точки, но ни один из них не был воплощен в качестве формализованной процедуры».
В связи с упоминанием в отчете американской компании «Raytheon» какой-то то ли сложности, то ли нецелесообразности работы по закрытым позициям, с которых ведут огонь вражеские минометы и артиллерия, стоит напомнить то определение, которое дано термину «контрбатарейная борьба» в отечественном «Военном энциклопедическом словаре» 1984 года издания: в данном труде, до сих пор во многом являющемся, как говорится, «классикой жанра», под контрбатарейной борьбой понимается «поражение огнем артиллерии расположенных на закрытых огневых позициях артиллерийских батарей противника с целью завоевания огневого превосходства». Таким образом, как видим, поражение стреляющих минометов и артиллерийских орудий, находящихся на закрытых позициях, является едва ли не главнейшей задачей при ведении контрбатарейной борьбы, но для американских морпехов и специалистов компании «Рейтеон» времен 1970-х годов это почему-то являлось если и не серьезной проблемой, то какой-то дополнительной опцией. Возможно, впрочем, что здесь авторы отчета имели ввиду что-то иное, но подробных пояснений по этому поводу они не дали.
Но что удивляет больше всего в этом плане, так это то, что методы определения огневых позиций расположенных таким образом минометов и артиллерийских орудий противника, будучи все же разработаны, не были формализованы и, таким образом, не были, как говорится, «приняты на вооружение» артиллерийских подразделений Корпуса морской пехоты США (возможно, что и Сухопутные войска США постигла та же участь). Видимо, американцы тогда собирались воевать строго на равнинной местности: неужто уже в те годы за океаном готовились к организации хаоса на Ближнем и Среднем Востоке? Впрочем, вернемся к основной теме нашего материала.
Особенности конструкции и режим работы AN/TPQ-31
AN/TPQ-31 представляла собой радиолокационную станцию контрбатарейной борьбы, основной задачей для которой при ее разработке было установлено определение огневых позиций стреляющих минометов противника. Причем определение - с первой же обнаруженной мины. Впоследствии, по результатам испытаний и первого этапа опытной эксплуатации к обнаружению минометных мин добавились и артиллерийские снаряды. Главными отличительными особенностями новой РЛС контрбатарейной борьбы стали возможность постоянного кругового обзора окружающего пространства на дальности с обнаружением в секторе 360 градусов на дальности от 1 до 24 километров любых целей с эффективной площадью рассеяния 0,015 кв. метров или больше, а также использование в конструкции РЛС доплеровского процессора, который позволил исключить ответные эхо-сигналы от неподвижных объектов (целей), хотя это, как уже отмечалось выше, имело свои недостатки и особенности боевого применения станции.
В состав РЛС контрбатарейной борьбы типа AN/TPQ-31 входили:
- антенная система - антенна с квадратично-косекансной диаграммой направленности, которая представляла собой разбираемый сетчатый параболический отражатель с рупорным облучателем. Антенна имела размеры 15х6 футов (4,57х1,83 метра) плюс-минус 2 дюйма (5,08 сантиметра) и монтировалась на крыше пункта управления РЛС, выполненного в модульном исполнении. Ширина диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости составляла 3,7 градуса, а в вертикальной плоскости - 11 градусов;
- радиолокационный передатчик типа T-1111/ TPQ-31;
- радиолокационный приемник типа R-1585/ TPQ-31;
- круговые индикаторы на электронно-лучевых трубках - индикатор ближнего наблюдения со шкалами дальности 0-12 км и 0-24 км (индикатор типа IP-953/TPQ-31, индекс Министерства обороны США - 16M59P33M) и индикатор дальнего наблюдения со шкалами дальности 20 миль, 40 миль и 275 миль (32,19 км, 64,37 км и 442,57 км соответственно; тип IP-954/TPQ-31, индекс Минобороны США 10WP7), в дополнение к которому на рабочем месте оператора размещался вспомогательный индикатор типа А - индикатор с линейной разверткой диаметром три дюйма (около 7,62 сантиметра; индекс 3SP1), который использовался в качестве контрольного осциллографа, а в радиолокаторах более ранних типов применялся для измерения расстояния (в таком индикаторе отклонение луча - пропорционально времени распространения импульса, а вертикальное отклонение - пропорционально интенсивности принятого сигнала, поэтому линейная развертка позволяла выполнять измерение расстояния до цели по ее эхо-сигналам);
- преобразователь-синхронизатор сигналов типа CV-2578/TPQ-31, в состав которого входили доплеровский процессор, 52 обнаружителя сигналов с селекцией по дальности и видеовыходы для передачи синтезированного видео на индикаторы;
- электрогенераторная установка;
- различное вспомогательное оборудование.
В составе данной РЛС имелось четыре рабочих места операторов боевого расчета, которые в стандартном варианте располагались внутри пункта управления, выполнявшегося в виде модульного блока контейнерного типа, но при необходимости могли располагаться на удалении от модуля-пункта управления в мобильно-каркасном тентовом укрытии (в последнем случае, кстати, операторам обеспечивался существенно больший комфорт для работы, самым непосредственным образом отражавшийся на эффективности несения ими боевого дежурства):
- основное рабочее место оператора ближней зоны наблюдения, который осуществлял наблюдение за окружающим пространством в секторе 360 градусов на дальности до 24 км и отвечал за обнаружение находящихся в воздухе минометных мин или артиллерийских снарядов и снятие данных по азимуту цели и дальности до нее. Информация об азимуте цели и дальности до нее отображалась на экране кругового индикатора диаметром 16 дюймов (40,64 см). Следует отметить, что данное рабочее место могло не только находиться внутри модульного блока - пункта управления рассматриваемой нами РЛС контрбатарейной борьбы, но при необходимости могло также выноситься на расстояние до 100 футов (30,48 м) от пункта управления станции. Также необходимо добавить, что оператор ближнего наблюдения при необходимости мог осуществлять наведение на выявленные цели своих вертолетов-«ганшипов»;
- рабочее место оператора дальней зоны наблюдения, который отвечал за общее наблюдение за окружающим пространством в секторе 360 градусов на дальности до 275 миль (около 442,57 километров), а также за наведение на выявленные цели своих вертолетов огневой поддержки (вертолетов-«ганшипов»). Данное рабочее место также оснащалось индикатором кругового обзора, но меньших размеров - диаметром 10 дюймов (25,4 сантиметра), и другими необходимыми приборами;
- рабочее место оператора тактического планшета, который отвечал за нанесение получаемых от оператора ближней зоны наблюдения данных по азимуту цели и дальности до нее на специально подготовленную топографическую карту местности, после чего на их основании он осуществлял определение истинных координат огневой позиции стреляющего миномета или артиллерийского орудия;
- рабочее место оператора-телефониста, который поддерживал связь с командным пунктом своего артиллерийского подразделения, на который он передавал координаты огневой позиции стреляющего миномета или артиллерийского орудия противника для открытия ответного огня в рамках ведения контрбатарейной борьбы.
Боевой расчет станции также включал командира и, при необходимости, несколько специалистов обеспечения - водителя (водителей), техника (техников) и пр. Предположительно, численность боевого расчета рассматриваемой нами радиолокационной станции составляла восемь военнослужащих. Работа РЛС контрбатарейной борьбы AN/TPQ-31 могла осуществляться с использованием одного из двух методов определения координат огневых позиций стреляющих минометов и артиллерийских орудий. В рамках первого метода данные о летящих минометных минах или артиллерийских снарядах (азимут и дальность), снятые с индикатора кругового обзора оператора ближнего наблюдения, переносились на топографическую карту оператором тактического планшета, после чего последний выполнял относительно простые расчеты и графическое построение для определения на карте истинных координат огневой позиции стреляющего миномета или артиллерийского орудия.
В рамках же второго метода, в целом аналогичного тому, что использовался боевым расчетом РЛС контрбатарейной борьбы типа AN/ MPQ-4A, полученные в ходе засечки оператором ближнего наблюдения данные по азимуту цели (находящейся в воздухе минометной мине или артиллерийскому снаряду) и дальности до нее поступали в счетно-решающее устройство -специальный аналоговый компьютер, который на их основе производил расчет координат огневой позиции стреляющего миномета или артиллерийского орудия противника. Однако в данном случае все данные для расчета координат огневой позиции стреляющего миномета или орудия противника вводились в счетно-решающее устройство непосредственно самим оператором вручную. При этом, судя по всему, возможность работать по второму методу рассматриваемая нами радиолокационная станция контрбатарейной борьбы получила уже только после соответствующей модернизации, о которой будет подробно рассказано далее. В заключение этой главы следует отметить следующее. Достоверных, документально подтвержденных сведений о том, какой из этих методов являлся основным, автору обнаружить пока не удалось. В то же время сценарий упомянутого выше учебного фильма, подготовленного специалистами американского Корпуса морской пехоты и посвященного вопросам боевого применения данной станции, построен именно на демонстрации первого метода. Более подробно об этом рассказано в следующей главе.
