Англо-американдық "Cobra Mist" радары: Тарихы мен мақсаты

Кіріспе

Англо-американдық эксперименталды көкжиек үсті радиолокациялық станциясы

Cobra Mist – Англияның Орфорд-Несс қаласында орналасқан англо-американдық эксперименталды көкжиек үсті радиолокациялық станциясының кодолық атауы. Техникалық тұрғыдан AN/FPS 95 деп белгіленген және кейде 441a жүйесі деп те аталады; бұл атау жобаның жалпы мағынасын көрсетеді. Cobra Mist – АҚШ-қа қарасты "Кобра" ұзақ қашықтықтық бақылау радарларының шағын тобының бір бөлігі болды. Cobra Mist бастапқыда Түркияда орнатылып, Еуропалық кеңістіктің көп бөлігін, әсіресе Совет Одағының әуе кеңістігін бақылауға арналған. Бірақ Түркия орнатуға қарсылық көрсеткен соң, жүйе Ұлыбританияға көшіріліп, Шығыс Еуропаның көп бөлігін көруге мүмкіндік беретін жерге орналастырылды. 1960 жылдардың соңы мен 1970 жылдардың басында салынған бұл жүйе алғаш іске қосылғанда, анықтауға болмайтын шу проблемаларына тап болды және 1973 жылы жоба тоқтатылды. Кейін бұл жер мен ғимараттарды 2011 жылға дейін Ұлыбритания Сыртқы істер министрлігі мен BBC World Service радио хабар тарату станциясы пайдаланды. 2015 жылдың тамызында бұл жерді және бұрын Ұлыбритания Сыртқы істер министрлігі мен BBC (олардан бұрын Қорғаныс министрлігі) иеленген барлық құрылыстарды жеке меншік компания – Cobra Mist Limited сатып алды. Қазіргі таңда бас ғимарат пен 12 мұнара сақталған. Олардың бесеуінің биіктігі 340 футқа жетеді.

РЛС жүйелерін жіктеу

Бірлескен электрондық типті белгілеу жүйесі (JETDS) бойынша, АҚШ әскери радарлары мен іздеу жүйелерінің барлығына бірегей әріптік-сандық таңба беріледі. "AN" (Армия және Әскери-теңіз күштері) әріптері үш әріпті кодтың алдына қойылады. Үш әріпті кодтың бірінші әрпі электрондық құрылғы орналасқан платформаның түрін көрсетеді, мұнда A = Ұшақ, F = Құрылғылы (жерде орналасқан), S = Кемеге орнатылған және T = Жерде тасымалданатын. Екінші әріп жабдықтың түрін көрсетеді, мұнда P = Радар (импульсті), Q = Сонар және R = Радио. Үшінші әріп құрылғының функциясын немесе мақсатын көрсетеді, мұнда G = Атуды басқару, R = Қабылдағыш, S = Іздеу және T = Жібергіш. Осылайша, AN/FPS 95 – Армия және Әскери-теңіз күштерінің "Құрылғылы, радарлы, іздеу" электрондық құрылғысының 95-ші нұсқасын білдіреді.

Өмірбаян

Cobra Mist Кемелік зерттеу зертханасының эксперименталды магниттік барабанды радар жабдығына («MADRE») негізделген, ол Чесапик шығанағындағы базасынан ұшақтарды сенімді түрде анықтай алды. Алдын ала дайындықпен MADRE тіпті Канаверал түбегіндегі зымырандарды ұшыруды және Невададағы атомдық сынақтарды да анықтауға қабілетті болды. Осы сәтті демонстрациядан кейін АҚШ Әуе күштері Түркияда осыған ұқсас жүйені орналастыру жоспарларын бастады, бұл Кеңес Одағының батыс бөлігінің көп бөлігін қамтуға мүмкіндік берер еді. 1964 жылы жүйеге қатысты тендерлер жарияланды, ал келесі жылы жүйенің өзіне тендерлер ұсынылды. Алайда, Түркия жүйеге база беруден бас тартты және жаңа орналасқан жерді іздеу басталды. Біраз уақыттан кейін британдықтар Саффолк округіндегі жерді ұсынды. Осы орналасқан жерден радар Шығыс Еуропаның көп бөлігін, сондай-ақ Кеңес Одағының батыс бөлігін көре алатын еді. Атап айтқанда, ол Плесецк қаласындағы Солтүстік флоттың зымырандық сынақ орталығынан зымырандарды ұшыруды қадағалай алатын еді. Түркиядағы алғашқы орналасқан жердей тиімді болмаса да, Ұлыбританиядағы орналасқан жер қабылдауға лайықты болды және АҚШ Әуе күштері жаңа орналасқан жерді қабылдады. Орналасқан жер 1971 жылдың 10 шілдесінде аяқталды және бір аптадан кейін сынақтар басталды. Хабар тарату жүйесінің сынақтары кең ауқымды болды, жергілікті өлшемдер де, алысқа ұшқан ұшақтардан жасалған сынақтар да қамтылды. Олар қыркүйек айына дейін аяқталды және назар қабылдау жүйелеріне аударылды. Қазан айындағы шағын дауыл зақым келтірді, бұл кезеңді сәл баяулатты, бірақ RCA 1972 жылдың ақпанында жүйені АҚШ Әуе күштеріне тапсырды. Жүйені шілдеде іске қосу жоспары, «Дизайнды тексеру жүйесінің сынағы» мен «Бастапқы операциялық сынақ және бағалау» кезеңдерін біріктірген қысқартылған сынақ кезеңіне қарамастан, 1973 жылдың қаңтарына дейін кейінге шегерілді.

Сипаттама

AN/FPS 95 антеннасы 18 жеке тізбектен тұрады, олар Орфорд Несстің шығыс жағалауына жақын бір нүктеден радиалды түрде шығып тұрады. Әр тізбектің ұзындығы 622 метрді құрайды, ол 13 метрден 59 метрге дейінгі биіктіктегі мачталарға тіреліп тұрады, ал тізбектерден бірнеше активті элементтер ілінген. Тізбектер 8 градус 40 минут бұрышпен орналастырылып, нағыз солтүстіктен сағат тілі бойынша 19,5 градустан 110,5 градусқа дейінгі доғаны қамтиды. Антеннаның астында кең сымдық торлы экран орналасқан, ол рефлектор ретінде қызмет етеді. Тор өркені шығысқа қарай кеңейтілген. AN/FPS 95 радарымен жұмыс істеу үшін алдын ала бақылауға дайындық қажет болды. Аспанның белгілі бір аймағын таңдау үшін алты іргелес антенна тізбегі жер астында жасырылған коммутациялық матрица арқылы электроникамен қосылды. Сәулені басқару арқылы операторлар 90 градус кеңдіктегі жанкүйектің пішіндегі аймақты таңдап, зерттейтін. Міндетті диапазон сәулелердің максималды биіктігімен шектелді, ал максималды диапазон ионосфераның F қабатынан бір рет секіріп өту арқылы шамамен анықталды. Бұл аралықтағы диапазонды 6 МГц-тен 40 МГц-ке дейін тарату жиілігін өзгерту және импульстің қайталану жиілігін реттеу арқылы таңдауға болады. Белгілі жағдайларда көп рет секіріп өтуге мүмкіндік беру арқылы ұзақ диапазонға қол жеткізуге болады. Жоғары жиіліктерде активті бөлік антенналық торапқа жақын орналасқан, ал жиілік төмендеген сайын үлкен дипольдік элементтерге қарай жылжиды. Кері шағылысқан радардың жұмыс істеуі үшін маңызды нәрсе – жер мен теңізден келетін күшті сигналдарды сүзу және тек қана қызығушылық тудыратын нысандарды анықтау қабілеті. Бұл Доплер эффектісін пайдалану және сигналдың басым бөлігін жою арқылы жүзеге асырылады. Кобра Мист жағдайында сигналды алдымен қашықтық бойынша сүзгілеп, белгілі бір уақыт аралығынан тыс жатқан сигналдарды жояды, осылайша белгілі бір аймақтағы нысаналарды таңдайды. Содан кейін сигнал түрлі нысаналардан күтілетін жиілік өзгерістеріне сәйкес келтірілген жиілік сүзгілерінің сериясына жіберіледі: кемелер үшін төмен жылдамдық, ұшақтар үшін жоғары жылдамдық және зымырандар үшін тұрақты үдеу.

The AN/FPS 95 antenna consisted of 18 individual strings radiating outward from a single point near the eastern shore of Orford Ness. Each string was 2040 feet (622 m) long, supported on masts from 42 feet (13 m) to 195 feet (59 m) high, with multiple active elements hung from the strings. The strings were arranged 8 degrees 40 minutes apart, covering an arc from 19.5 to 110.5 degrees clockwise from true north. Beneath the antenna was a large wire mesh screen acting as a reflector. The mesh extended past the hub to the east. Operating the AN/FPS 95 radar took considerable pre observation setup. To select a particular region of the sky, six adjacent antennas strings were connected to the electronics using a switch matrix hidden underground at the antenna hub. Using beam steering, the operators would select a 90 degree wide fan shaped area to investigate. The minimum range was about due to the maximum elevation of the beams, while the maximum range was about using one hop off the ionosphere's F layer. Ranges between this could be selected by changing the broadcast frequency from 6 to 40 MHz and gated by varying the pulse repetition frequency. Longer ranges were possible under certain conditions by allowing for multi hop propagation. At high frequencies the active portion would be close to the antenna hub and it would move out toward the larger dipole elements as the frequency was lowered. Key to the operation of any backscatter radar is the ability to filter out the huge return from the ground and sea, and capture only the objects of interest. This is accomplished using the Doppler effect and gating out the vast majority of the signal. In the case of Cobra Mist, the signal was first gated for range by eliminating any signals lying outside a particular time window; thereby selecting targets within a particular area. It was then fed into a series of frequency filters tuned to the expected frequency shifts from various sorts of common targets: lower speed for ships, high speed for aircraft, and constant acceleration for missiles.