Виктор Млечин - На передних рубежах радиолокации
Как выяснилось позже, в те годы (конец 50-х – начало 60-х годов) в КБ-1 была создана сильная группа разработчиков аппаратуры СДЦ для выделения сигналов низколетящих самолётов на фоне мощной пассивной помехи в интересах зенитно-ракетного комплекса (ЗРК).
Ещё одна проблема, которую хочу упомянуть, состоит в правильном выборе средств РЭБ на основе тщательного анализа текущей радиолокационной и помеховой обстановки. Неудачный арсенал выбранных средств, как и недооценка помехового фактора вообще, могут привести к плачевным результатам. Сошлюсь на несколько примеров, часть которых относится к области международных отношений.
Первый эпизод произошёл 1 мая 1960 г. Однако ему предшествовали определённые события. В середине 50-х годов шло строительство оборонительного комплекса ПВО вокруг Москвы. Это сильно будоражило руководство США. Для получения нужной им информации решили использовать авиацию. Попытки прорыва самолётов на средних высотах были пресечены. В срочном порядке был дан заказ фирме «Локхид» на строительство нового высотного разведсамолёта, которому дали шифр «U-2». В связи с возможностями прорыва самолётов-разведчиков на больших высотах (более 20 км) в конце 1954 г. было созвано совещание, в котором приняли участие от КБ-1 Б. В. Бункин, от ракетчиков – главный конструктор П. Д. Грушин. Присутствовали маршалы Г. К. Жуков и Л. А. Говоров. По воспоминаниям Б. В. Бункина в ответ на цифру высоты перехвата целей в 18 км, которую на том этапе могли обеспечить конструкторы, Л. А. Говоров воскликнул: «Этого мало. Нам надо 25 км». И такая высота перехвата была достигнута. Вот почему 1 мая 1960 г. самолёт-разведчик U-2, пилотируемый лётчиком ВВС США Ф. Г. Пауэрсом, проникший со стороны Афганистана, был сбит на высоте 22 км в районе Свердловска ракетой ЗРК С-75. Пауэрсу тогда повезло, т. к. он сумел выбраться из обломков самолёта и опустился на землю на парашюте. Что же выяснилось впоследствии? Оказывается, что U-2 был укомплектован станцией активных помех, настроенной не на борьбу с ЗРК, действие которого они никак не ожидали на таких высотах, а на атаки советской истребительной авиации с применением систем «воздух-воздух». Так была решена проблема «больших высот».
Провальный инцидент с американским самолётом-разведчиком, широко освещавшийся в мировой печати, послужил поводом для анализа потенциальных возможностей существовавших тогда средств РЭБ. В 1961 г. в США вышла книга американского инженера Роберта Шлезингера под названием «Principles of electronic Warfare». Слово «warfare» словари толкуют и как столкновение, и как борьба, и как приёмы ведения войны. Наше издательство, выпустившее эту книгу на русском языке, дало ей предельно жёсткое название – «Радиоэлектронная война». Войны, слава богу, не случилось, но это позволило сопоставить мнение советских специалистов с господствовавшим в то время в США для того, чтобы развивать технику РЭБ в соответствии со складывавшейся международной обстановкой.
Ещё один случай недооценки реальной радиолокационной обстановки произошёл на Кубе, в разгар Карибского кризиса. 27 октября 1962 г. американский высотный самолёт-разведчик U-2 нарушил воздушную границу Кубы и сразу же был обнаружен средствами ПВО. Ввиду отсутствия ответного сигнала госопознавания, находившийся на Кубе расчёт ЗРК С-75 получил команду на уничтожение. Самолёт был сбит двумя ракетами и упал в 12 км от позиции ЗРК. Пилот Р. Андерсон погиб. На следующий день были открыты советско-американские переговоры, завершившиеся урегулированием Карибского кризиса.
Скептическое отношение к помеховой тематике и её возможностям нередко и в среде отечественных разработчиков. «Мы всё можем, никакие помехи нам не страшны» – вот лейтмотив подобных суждений. Характерный эпизод приводит в своих воспоминаниях учёный секретарь НПО «Алмаз» Е. М. Сухарев. На полигоне, на 35-й площадке вблизи Балхаша, проводились в начале 60-х годов испытания РЛС подсвета цели (РПЦ) системы С-200. Для проверки помехозащищенности РЛС с аппаратурой помех приехали сотрудники 108 института во главе с тогдашним директором П. С. Плешаковым. И хотя меня на полигоне тогда не было, ситуацию хорошо помню, т. к. был участником этой разработки. Об обстановке и ходе работ подробно рассказывали приехавшие с полигона Б. Д. Сергиевский и Ю. Н. Беляев. Кроме обследования действия помех на РПЦ конечной целью было исследование возможностей срыва слежения одного из важнейших контуров станции. Производились облёты с установленной на борту носителя аппаратурой помех. И хотя помеха в приёмнике фиксировалась, эффекта поначалу не было. Шли обсуждения. Причин произошедшего могло быть несколько, но, главная, по-видимому, состояла в нестыковке параметров.
Некоторые представители принимающей стороны высказывались в том смысле, что времени на проведение исследования причин у нас нет, ресурсы ограничены, давайте зафиксируем отрицательный результат, а дома проведём доработку. По сути, это была одна из форм неверия в возможности средств противорадиолокации. Неожиданно выступивший А. А. Расплетин предложил настроить аппаратуру помех под параметры РПЦ, объясняя свою позицию тем, что будущий противник всегда сможет этого добиться. Стыковочные работы закончились тем, что срывы слежения за счёт действия помех стали непреложным фактом.
Ещё одна проблема, к которой хотелось бы привлечь внимание, заключается в необходимости теоретического осмысления сложного взаимодействия помехи и системы, работу которой помеха призвана нарушить, с одной стороны, и каковы меры защиты от помех, с другой стороны. Некоторые практики-разработчики аппаратуры порой резко негативно относятся к самой перспективе заниматься теорией, с их точки зрения, неблагодарным делом. «Ещё мне копаться в математике, да я десять раз всё это проверю опытным путём», – рассуждают они. Я, как старый практик, в ряде случаев соглашаюсь с ними. Ибо зачем излишне теоретизировать там, где простейший эксперимент быстро может дать ответ на возникший вопрос. Но современная техника такова, что даже многократно проведённое экспериментальное обследование может завершиться тупиковым результатом. И даже сложное, иногда весьма разветвлённое электронное моделирование не в состоянии учесть некоторые скрытые нюансы, которые сравнительно просто выявляются несложными математическими выкладками. И это тем более справедливо, когда нужен системный подход к задаче и требуются обобщённые результаты.
Существует множество теоретических работ, исследующих воздействие различных помех на те или иные радиотехнические устройства. Но мне не удалось найти в достаточно обширной библиографии обобщённого труда, исследующего с единых позиций результаты воздействия широкого класса типовых помех на типовые радиотехнические системы и устройства. В этом вопросе имеется ряд трудностей, которые, возможно, и явились одним из оснований отсутствия подобных работ. Перечислю некоторые из них. Так как сигнал помехи является в целом случайным процессом, необходим статистический подход к проблеме. Наиболее важным объектом помехового воздействия представляются замкнутые системы, ввиду того, что их функционирование наиболее опасно для обороняющейся стороны. Наконец, ещё одна трудность для теоретического анализа состоит в нелинейности радиотехнических систем.
Я неоднократно обсуждал эту проблематику с наиболее продвинутыми в помеховой тематике специалистами 108 института – А. В. Загорянским и Б. Д. Сергиевским, высказывая пожелание, чтобы они взяли на себя тяжёлую ношу по созданию такой обобщённой теоретической работы. А. В. Загорянский, в принципе не отвергая этой идеи, был перегружен текущими заказами. Кроме того, я знал, что болезнь, которой он давно страдает, подтачивает его силы, что, может быть, и ограничивало его творческие возможности. Б. Д. Сергиевский являлся автором многочисленных статей и отчётов, но когда заходила речь о переходе к этапу обобщения, он отмалчивался, по-видимому, что-то его сдерживало.
В конце 80-х – начале 90-х годов, будучи загруженным сугубо практическими, в том числе полигонными, работами, я заинтересовался регрессионным анализом, который наиболее ярко отражён в трудах нашего крупного учёного в области теории вероятности и матстатистики В. С. Пугачёва. Вообще, регрессия даёт возможность произвести оценку неизвестного случайного процесса Y(t) по результатам наблюдения другого случайного процесса Х(t). В более точном смысле регрессия определяется как условное математическое ожидание М[Y(t,X)] и служит оптимальной оценкой зависимости Y(t) от X(t).
Что может дать использование регрессионных моделей? Предположим, что на вход замкнутой системы автоматического управления, например на вход следящей системы, поступает простейшая помеха в виде аддитивного шума (от слова «add» – добавить, приложить). Случайный процесс, который возникнет в системе под действием помехи, будет зависеть не только от линейных параметров, заложенных в системе, но и от нелинейных её свойств. В результате аддитивный шум преобразуется в мультипликативный, а в контуре системы создаётся нелинейное звено множительного типа, именуемое мультипликативной нелинейностью (МН). Линейная регрессионная модель для МН характеризуется прямой зависимостью от приложенного шума; параметры зависимости, как и погрешность данной оценки, должны быть определены для каждой конкретной схемы.
