03 echipamente specifice p24 38

Sisteme integrate de avionic i armament

Echipamente de bord specifice aeronavelor militare

24

Capitolul 3. ECHIPAMENTE DE BORD

SPECIFICE AERONAVELOR MILITARE Pentru executarea misiunilor de lupt platformele aeriene militare include echipamente de bord dedicate, radioelectronice i optoelectronice. n categoria echipamentelor radioelectronice specifice includem radiolocatoare, unele radiotelemetre i radioaltimetre, echipamente de radio dirijare, echipamente de marcare a intelor. n categoria echipamentelor optoelectronice specifice includem echipamente de detecie, observare i marcare. Unele din realizrile tehnice actuale din domeniu permit realizarea simultan a mai multor funcii, care prin mijloacele clasice puteau fi realizate doar prin utilizarea de echipamente distincte.

3.1. DOMENII DE LUCRU

HF Longbow Apache

Helfire MWIR

100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz 10GHz 100GHz 1THz 10THz 100Tz 1000THz

RADAR

COMM, NAV

EO

LASERI

VizibilIR

LWIR SWIR

Majoritatea radarelor militare

TACANRALT

VHF

UHF

LORAN C

Clasificare NATO

A

Helfire, 94Ghz

100MHz 1GHz 10GHz 100GHz

B C D E F G H I J K M L

Longbow Apache, 35GHz

Fighter, 10-20GHz

E2C Radar, 400MHz AWACS Supraveghere, 3GHz

RALT, 4GHz

Radar WX,4GHz

Figura 3.1. Distribuia n spectrul electromagnetic a aplicaiilor n domeniul echipamentelor militare de aviaie

Uniunea Internaioal pentru Telecomunicaii (International Telecomunication Union) recomand folosirea unor benzi mai nguste n aplicaii, conform tabelului urmtor. Utilizarea efectiv a unei benzi este influenat i de caracterul propagrii undelor electromagnetice.

Band Limitele nominale Recomandri ITU

HF 330 MHz VHF 30300 MHz 138144 MHz, 216225 MHz UHF 3001000 MHz 420450 MHz, 850942 MHz

L 12 GHz 12151400 MHz S 24 GHz 23002500 MHz, 27003700 MHz C 48 GHz 52505925 MHz X 812 GHz 850010 680 MHz

Ku 1218 GHz 13.414.0 GHz, 15.717.7 GHz K 1827 GHz 24.0524.25 GHz

Ka 2740 GHz 33.436 GHz V 4075 GHz 5964 GHz W 75110 GHz 7681 GHz, 92100 GHz

mm 110300 GHz 126142 GHz, 144149 GHz, 231235 GHz, 238248 GHz



25

1 10 50 100 200 300 Frecven (GHz)

10 1 0.1

0.01

Aten

uare

(dB/

km)

H2O (125GHz)

O2(120GHz)

O2(60GHz)

H2O (22GHz)

Supr

aveg

here

Figh

ter

El d

e at

ac

R a

ntita

nc

Figura 3.2. Atenuarea n atmosfer a radiaiilor

3.2. ARHITECTURI INTEGRATE PENTRU ECHIPAMENTE RADIOELECTRONICE DE BORD

Marea varietate a funciilor echipamentelor radioelectronice de bord ca i numrul mare de echipamente distincte utilizate a impus realizarea unor subsisteme integrate, de tipul JIAWG, Joint Integrated Avionics Working Group. Arhitectura corespunztoare acestui concept a fost deja prezentat, dar nu s-a insistat asupra componentelor specifice. Figura urmtoare prezint detaliat la nivel de echipamente o asemenea arhitectur. n figur au fost folosite acronime din lista urmtoare.

Abrevieri: AESA Active Electronically Scaned Array; RWR Radar warning receiver; EW Electronic Warfare; ECM Electronic CounterMeasures; MLS Microwave Landing System; CNI Communication, Navigation, Identification; CHBDL Common High-Band Data Link; ILS Instrument Landing System; TACAN TACtical Air Navigation; JTIDS Joint Tactical Information Data System; LP Log Peridic;

Echipamente radioelectronice n arhitectura standard JIAWG Nr Sistem Tip Elem

Banda, GHz Locaie Functions

1 Radar AESA 2000 812 Fa Radar, active and passive targeting 27 EW Spiral 6 218 Fa st+dr, sus, spate st+dr, jos Radar warning receiver (RWR)

813 EW LP 6 26 1419 EW LP 6 618 Linia median Emitor ECM

2021 EW Spiral 2 218 Sus, jos Receptor ECM 2233 EW Spiral 12 218 6 stnga, 6 dreapta Situational awareness (SA) 3435 CNI Slot 2 5 Fa-sus, spate-jos Echipamente aterizare (MLS) 3643 EW Spiral 8 0.52 4 stnga, 4 dreapta Situational awareness (SA) 4445 CNI Linear arr 2 11.1 Fa st+dr, IFF interrogater 4647 CNI Slot 2 111 Sus, Jos IFF transponder

48 CNI Slot 1 0.91.2 Sus, Jos TACAN/JTIDS 4952 CNI Slot 4 1.21.5 Sus GPS

53 CNI Slot 2 0.10.33 Jos ILS



26

54 CNI Slot 1 0.076 Jos ILS marker 55 CNI Slot 1 0.20.4 Sus UHF-SatCom 56 CNI LP 1 15 Fa sus Comunicaii Speciale

5759 CNI AESA 3 X 100 10 Bord atac st+dr, Fuselaj posterior Common high-band data link (CHBDL) 6062 CNI AESA 3 X 64 Class Bord atac st+dr, Fuselaj posterior Cooperative engagement capability (CEC)6364 CNI Ferite 2 230kHz st+dr, HF Comm; Link 11

Not: elementele tabelate cu albastru nu se regsesc n figura 3.3.

[10,16] ECM TX 2-18GHz [9,15] ECM

TX 2-18GHz

RWR 2-18GHz

RWR 2-18GHz

[57] CHDBL 10GHz

[11,17] ECM TX 2-18GHz [21] ECM RX

2-18GHz

[20] ECM RX 2-18GHz

[35] MLS 5GHz

[6,7] RWR 2-18GHz[30-33] SA 2-18GHz

[36-39] SA 0.5-2GHz [2,3] RWR 2-18GHz [22-25] SA 2-18GHz

[40-43] SA 0.5-2GHz [4,5] RWR 2-18GHz [26-29] SA 2-18GHz

[45] IFF INT 0.5-2GHz

[34] MLS 5GHz

[44] IFF INT 0.5-2GHz

ECM TX TWT TWT TWT

[59] CHDBL 10GHz

[58] CHDBL 10GHz

[13,19] ECM TX 2-18GHz

[8,14] ECM TX 2-18GHz

[56] ALCS /PCBS

LNA XTR

TWT

[1] Radar 8-12 GHz

LNA XTR

LNA LNA

LNA

LNA

LNA

LNA

LNA

LNA LNA

LNA

[12,18] ECM TX 2-18GHz

RF SUBSYSTEM COMPUTER

Figura 3.3. Arhitectur JIAWG la nivel de componente

3.3. RADIOLOCATOARE DE BORD

Radiolocatoarele de bord reprezint principalele mijloace active de detecie a intelor aeriene, folosite pentru determinarea coordonatelor relative ale acestora, distan D, direcie i elevaie , fa de aeronavele de lupt.

Plecnd de la radiolocatoarele monoreceptor, cu anten mobil, caracteristice anilor 1950, n momentul de fa s-a ajuns la radarele cu apertur sintetic, ca matrici de receptori, ce permit o detecie i localizare a intelor la mare distan. Una din principalele caracteristici de performan a radiolocatoarelor de bord este distana de detecie a intelor. Figura urmtoare prezint distanele maxime de detecie a unei inte cu suprafaa efectiv de reflexie de 1m2, similar cu cea a unei rachete de croazier.

0 20 40 60 80 100 120 140 mile

Radiolocatoare clasice Radiolocatoare avansate

Active Electronically Scanned Arrays (AESA)

Su 27

F-15C

Mig 29

F-16 Bloc 50 F-22

Joint Strike Fighter

F-15C (AESA)

F-18CE/F

4560

70

F-16 Bloc 60

80

90

95 125

Figura 3.4. Distane de detecie pentru diverse radiolocatoare de bord



27

Principalele moduri de lucru ale radiolocatoarelor de bord sunt: regimul de cutare, regimul de urmrire a unei inte, regimul de urmrire al intelor cu scanare, regimul de mapare a terenului.

3.3.1. REGIMUL DE CUTARE Regimul de cutare (scan mode) al radiolocatoarelor de bord este utilizat pentru monitorizarea unei spaiale, pentru detectarea diverselor inte. Cmpul de vedere pentru majoritatea radiolocatoarelor este de 30o n direcie i de 10-12o n elevaie, relativ la un sistem de referin legat de aeronav. Conul de vizibilitate al antenelor radiolocatoarelor clasice are deschideri de circa 3o, iar traseul de baleiere este astfel stabilit nct la o trecere inta s fie iradiat de cteva ori. Utilizarea radiolocatoarelor de bord n regim de scanare este indicat intelor de ctre sistemele RWR (radar warning receiver).

10-

12o

30o

Figura 3.5. Diagram de baleiere n regim de cutare.

3.3.2. REGIMUL DE URMRIRE Determinarea poziiei intelor i a elementelor micrii acestora este strict necesar n

pregtirea i efectuarea tragerilor aeriene cu armamentul nedirijat i cu rachete aer-aer. Pentru obinerea n permanen a acestor date, radiolocatorul nu mai baleiaz toat fereastra de cutare disponibil, reducndu-i scanarea doar pe direcia intei. n acest fel se pot determina cu precizie coordonatele intei relativ la trgtor, i anume: - D , distana la int; - , direcia intei; - , unghiul de elevaia al intei. Cele dou unghiuri se definesc n sistemul de coordonate legat de aeronav, unghiul direcie fiind proiecia unghiului de vizare n planul aripilor, iar unghiul de elevaie fiind proiecia n planul longitudinal axial al unghiului de vizare.

10-

12o

30o

Figura 3.6. Diagram regim de urmrire Figura 3.7. Diagram de baleiere n TWS

Prin prelucrarea coordonatelor ale intei se pot obine imediat elementele care definesc viteza relativ a acesteia, n acelai sistem de coordonate, i anume: - D& , viteza radial a intei; - & , viteza unghiular n direcie a intei; - & , viteza unghiular n elevaie a intei.



28

3.3.3. REGIMUL DE URMRIRE CU SCANARE n literartura de specialitate acest regim este specificat prin acronimul TWS Track

While Scan. Urmrirea continu a unei inte are dezavantajul c n tot acest timp micarea altor inte este necunoscut. Sistemele de radiolocaie moderne, la care baleierea zonei de vizibilitate se face prin mijloace electronice permit partajarea timpului de lucru al radiolocatorului, pentru efectuarea att a scanrii cvasi continue, dar i pentru urmrirea simultan a mai multor inte. Informaiile despre micarea acestora, combinate cu cele oferite de sistemul IFF, permit analiza situaiilor concrete i desemnarea celor mai periculoase obiective, funcie de anumite criterii. Radiolocatoarele moderne pot urmri simultan pn la 20 inte diferite.

REGIMUL DE MAPARE A TERITORIULUI Performanele deosebite ale radiolocatoarelor de bord moderne i posibilitile crescute

de procesare a informaiei permit utilizarea radiolocatoarelor de bord pentru obinerea de informaii asupra configuraiei terenului survolat, la rezoluii suficient de bune.

3.4. ECHIPAMENTE OPTOELECTRONICE Utilizarea echipamentelor optoelectronice n aviaie ncepe cu primele rachete dirijate, de tipul Sidewiner, la nivelul anilor 1950. n anii 1960 au fost dezvoltate tehnicile de dirijare a rachetelor pe principiul TV, iar utilizarea laserilor pentru marcarea intelor dateaz din perioada rzboiului din Vietnam. n anii 1970 se dezvolt echipamentele de observare n infrarou FLIR (Forward looking IR), apar apoi sisteme de cutare i urmrire n infrarou IRTS (Infrared track and scan). n momentul de fa se manifest tendina ca echipamentele n infrarou s lucreze n sistem, fiind o alternativ eficient pentru echipamentele radiolocaie, dar avnd i misiuni specifice.

V

IR

L

10000GHz

100000GHz

1000000GH

14m 8m

LWIR

5m

3m MWIR

SWIR2.5m1m

750nm

400nm

Figura 3.8. Zonele de lucru ale echipamentelor optoelectronice i transparena atmosferei

n cadrul echipamentelor optoelectronice sunt incluse: - echipamentele TV, de zi, noapte, monocrome i color; - echipamente de vedere pe timp de noapte (ochelari); - echipamente de detecie IR (inclusiv FLIR forward looking infrared); - echipamente de filmare i urmrire IR (inclusiv IRTS infrared track and scan); - echipamente laser, pentru telemetrare, iluminare, dirijare; - echipamente multifuncionale acroabile, semiautonome.



29

Figura 3.8 prezint zonele de lucru ale echipamentelor optoelectronice. Echipamentele electronooptice acoper dou decade n spectrul electromagnetic, de la 104GHz, la 106GHz. Acoperirea acestui domeniu nu este ns continu, date fiind caracteristicile de transparen ale atmosferei, pe de o parte, iar pe de alt parte caracteristicile de lucru ale unor componente cu semiconductori utilizate.

Majoritatea echipamentelor electronooptice utilizate pentru achiziii de imagine au la baz componente tip CCD (Charge coupled devices), care constituie matrici de senzori optici miniaturizai, a cror stare este influenat de fluxul energetic incident. n general lucreaz n spectrul vizibil. Starea senzorilor este citit ciclic, informaiile obinute fiind interpretate ca imagini, n diverse zone ale spectrului. Pentru aceste imagini este de interes rezoluia (numrul de pixeli pe linii i pe coloane), ca i deschiderea cmpului de vedere. De obicei, cmpul de vedere este controlat printr-un sistem optic, obinndu-se imagini n formate diferite, ca de exemplu wide, medium, narrow, Deschiderile cmpurilor de vedere pentru echipamentele TV de pe AH-64 Apache sunt de 4.0o, 0.9o i 0.45o. Camera de filmare la acest elicopter este mobil, 120o direcie i +30o, -60o n elevaie. Ochelarii de vedere pe timp de noapte folosesc n general intensificatori de imagine, pentru amplificarea luminii reziduale i ofer imagini monocrome. Utilizarea acestora dateaz de peste 40 de ani, ajungndu-se n momentul de fa la exploatarea unor echipamente de generaia a patra. Ultimele generaii lucreaz n infrarou mediu i ndeprtat, combinate cu iluminatoare IR.

Echipamentele de observare i filmare n IR se folosesc de obicei pentru detecia tintelor sau a altor obiective dispuse n teren, oferind o serie de informaii i despre starea de funciomnare a acestora, ce nu pot fi evideniate prin imaginile video n spectrul vizibil. De asemenea imaginile IR pot fi folosite n condiii e vizibilitate redus. La fel ca imaginile TV au o bun rezoluie, dar nu dau informaii relativ la distan, din acest motiv informaiile obinute trebuie combinate cu cele de la radiotelemetre / telemetre laser. Echipamentele n infrarou de cutare i urmrire, IRSTS (InfraRed Search and Track Systems) de generaia 1 echipeaz F-14 Tomcat, MiG29, SU27, SU35.

Sistemul PIRATE, dezvoltat de EUROFIRST echipeaz avionul Eurofighter Typhoon. Acest sistem lucreaz n dou benzi, i anume 3-5 i 8-11m. Senzorii MWIR sunt foarte sensibili la jeturile intelor, iar senzorii LWIR sunt sensibili la temperaturi mai reduse, specifice suprafeelor expuse frontal n fileurile de aer. Sunt utilizate baterii de 76010 receptori, FOR (Field Of Regard) fiind aproape semisferic. Distana de detecie a intelor cu un astfel de sistem ajunge la aproape 40nm, putndu-se distinge inte cu o rezoluie de circa 0.25mrad. Imaginile se obin la frecvea de 50 Hz, sunt afiate pe HDD (Head Down Display), HUD, sau afiate la casc - HMD (Helmet-Mounted Display). Pot fi urmrite simultan pn la 200 de inte. Sistemul poate fi utilizat i pentru filmarea IR a terenului.

Figura 3.9. Sistemul PIRATE



30

Echipamentele laser sunt folosite pentru detecia i telemetrarea intelor ca i pentru dirijarea armelor (rachete i bombe ghidate prin laser). Cele mai frecvente aplicaii au la baz laseri cu rubin dopat cu crom, Al2O3Cr+++, cu =694nm i laserii de tip YAG-Nd, cu =1064nm. Divergena tipic a fascicolului emis de sursele laser pentru aplicaii militare este de 0.25mrad. Precizia de telemetrare a intelor este de ordinul metrilor.

Pentru protecia ochilor personalului nu se recomand folosirea laserelor n gama 400-1400nm la puteri de emisie mari, astfel c este utilizat o variant de laser de tip YAG-Nd, cu =1540nm, eye-safe. Din punct de vedere al efectului asupra ochiului uman, aparatura laser este clasificat astfel: - Clasa I nu afecteaz n nici un fel vederea; - Clasa IA aplicaii de putere limitat sub 4mW, de exemplu pentru scanere n magazine; - Clasa II emisie n spectrul vizibil sesizabil, sub 1mW, dar avnd n vedere reacia

instinctiv a organismului uman, nu va afecta vederea; - Clasa IIIA puteri ntre 1-5mW, periculoase pentru ochi la vedere direct. Aplicaii de genul

marcatoarelor pointers; - Clasa IIIB puteri moderate; - Clasa IV laseri de putere, gen 500mW, 102J/cm2 n impuls, periculoase chiar i prin

componenta difuz reflectat. n aceast clas sunt incluse majoritatea aplicaiilor militare.

n momentul de fa, este utilizat conceptul de integrare a mijloacelor electronooptice, pentru a oferi simultan toate informaiile necesare relativ la o direcie sau un obiectiv dat. Echipamentele sunt montate solidar, cu axele optice alineate, pe platforme girostabilizate i comandabile: - n acroaje de arip, la avioane de lupt; - n turele sub fuselaj, la elicopterele de lupt; - n acroaje retractabile, la avioanele n tehnologia stealth.

Primul sistem electronoopric integrat utilizat de SUA la nceputul anilor 80 avea acronimul LANTIRN Low-Altitude Navigation and Targeting InfraRed for Night.

Wide FOVMedium FOVNarrow FOV

CCD-TV FOV

FLIR FOV

LaserSpot

Axa optic CCD

Axa optic Laser Axa optic FLIR

FLIR Laser

CCD-TV

Senzori INU

Axe referin INU

Eroare de stabilizare

Ruliu Direcie

Elevaie

Figura 3.10. Senzori electronooptici integrai

n momentul de fa exist cteva mari firme care produc sisteme electronooptice integrate, cum ar fi Lockheed Martin, BAE SYSTEMS, Northrop Grumman / Rafael. Integrarea senzorilor electronooptici a fcut posibil utilizarea acestora i pe avioanele fr pilot. Pentru exemplificare, n continuare se prezint caracteristicile a dou asemenea sisteme.



31

Sistemul LANTIRN, productor Lockheed Martin, echipeaz F-16C/D, F-15E, F-14, i nc alte 12 tipuri de aeronave, peste 700 echipamente n serviciu. - Varianta AN/AAQ-13 pod, pentru navigaie, L: 199 cm, D: 31 cm, W: 211 kg, Terrain-

following; - Varianta AN/AAQ-14 pod, pentru lupt, L: 251 cm, D: 38 cm, W: 236 kg,

o Fixed FLIR: FOV 21o28o (640512); MFOV 4o4o (640512); NFOV 1o1o (640512);

o Laser telemetrare max 12km / marcator; o Senzor CCD-TV cu nregistrare digital;

Sistemul LITENING, AN/AAQ-28(V), productor Northrop Grumman/Rafael, echipeaz F-16 cu Blocul 25/30/32, F/A-18, Tornado. - Variante LITENING II - 1999, LITENING II ER - 2001, LITENING II AT 2003,

LITENING III dual mode including eye safe; - L: 230 cm, D: 40.6 cm, W: 200 kg;

o CCD-TV MFOV i NFOV 640480; o FLIR: FOV 18.4o24.1o (640480);

MFOV 3.5o3.5o (640480); NFOV 1o1o (640480);

o Laser telemetrare max 15km / marcator.

3.5. ECHIPAMENTE DE RZBOI ELECTRONIC Echipamentele de rzboi electronic sunt utilizate pentru contracararea mijloacelor de comunicaii i a senzorilor radioelectronici inamici, dar i pentru combaterea acelorai msuri luate de inamic. De asemenea, un rol important l au echipamentele de rzboi lectronic n combaterea sau bruiajul rachetelor dirijate i autodirijate prin mijloace radio, n special a rachetelor antiradiolocaie.

10kHz 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz 10GHz

Comunic HF TV VHF TV UHF Radare sol

ILSlocaliser

ILSglidescope

Banda HF Banda UHF Banda

VHF comms

Marker Beacon

Radare meteo RALT DME

TACAN

Frecvene rezonan cablaje aeronave

LORAN /C

Figura 3.11. Spectrul RF i aplicaii

Funcie de destinaie, avem diverse echipamentele de rzboi electronic EW, Electronic Warfare. Figura urmtoare prezint structurat aceste tipuri, cu denumirile lor consacrate, pentru a nu se crea confuzii. Unde a fost cazul, n continuare, vor fi folosite i denumirile acestor echipamente n limba romn.



32

Electronic Intelligence

ELINT

ELECTRONIC WARFARE, EW

Comms Intelligence

COMINT Threat

Warning

Homing

Target Acquisition

Anti ESM

Noise Jamming

Anti ECM

Deception Jamming

Signal Intelligence SIGINT

Electronic Support Measures

ESM

Electronic Counter Measures

ECM

Electronic Counter Counter Measures

ECCM

Figura 3.12. Echipamente EW

ELINT, Electronic Intelligence, se ocup de monitorizarea informaiilor de radiolocaie, avnd n vedere radiolocatoare terestre i navale, instalaii de rachete antiaeriene cu radiolocatoare proprii, echipamente radar naintate, echipamente radar aeropurtate i echipamente radar pentru trageri terestre. n general se dispune de baze de date, cu caracteristicile fiecrui tip de emitor, pentru a putea fi identificate sursele. SIAA includ o multitudine de antene, pentru a acoperi toate direciile posibile.

COMINT, Communications Intelligence, se ocup de monitorizarea traficului radio n benzile VHF i UHF. De interes sunt locaiile punctelor individuale de emisie, ale grupurilor de emitori, frecvenele mesajelor emise, intervalele dintre mesaje, perioadele de tcere, abloane tipice de lucru pe grupuri.

ESM, Electronic Support Measures, se ocup de determinarea cu precizie a locaiei unor emitori n spectrul radio periculoi pentru platforma aerian, a benzilor de lucru ale acestora, mergnd pn la identificarea tipului i etapei de funcionare eventual. Genereaz semnale de averizare. Combinarea unor grupuri de receptori distinci, Warning Receivers, cu diagrame de sensibilitate decalate, permite determinarea direciei dinspre care este iradiat platforma aerian.

ECM, Electronic Contra Measures, se ocup de combaterea emitorilor periculoi pentru platforma aerian. Funcie de direcia de iradiere obinut prin ESM, se poate efectua bruiaj radio i se pot lansa capcane radio (chaff, benzi metalice reflectorizante). Lucreaz conjugat i cu senzori optici, de iradiere prin laser, i pot lansa i capcane termice (flare).

Echipamentele EW defensive sunt utilizate n varianta de subsistem integrat, fiind legate i cu echipamentele optoelectronice destinate proteciei aeronavei. Acest subsistem lucreaz n timp real, fr intervenia pilotului sau a unui operator de bord, dat fiind timpul foarte scurt la dispoziie, dar transmit avertizri. Pentru exemplificare, figura urmtoare prezint simplificat subsistemul de contramsuri electronice pentru F/A 18 Super Hornet.

Componentele de baz ale subsistemului sunt: - AN/APG-79 AESA, radiolocatorul de bord; - AN/ALR-67, radar warning receiver, subsistemul senzorilor de iradiere n spectrul radio,

ce conine o unitate de calcul (programat n ADA), antene de band larg, amplificatoare i receptori de iradiere;

- AN/ALQ-214 Integrated Defensive Electronic Countermeasures, IDECM, subsistemul de contramsuri radioelectronice, cu echipamente de prelucrare semnal, antene de emisie, programe de analiz a ameninrilor, cu posibilitatea de comand a contramsurilor active;

- AN/ALE-47, subsistemul de dispersare a contamsurilor active, pn la 60 de ncrcturi chaff i flare. Sistemul are 4 moduri de lucru: automat, semiautomat, manual, bypass.

- ALE-50/55, inta fals tractat.



33

Radar APG-79 AESA

Antene anterioare

Antene posterioare

Receptori n cuadratur

AN/ALR-67 RWRUC

AN/ALQ-214 EWUC

Figura 3.13. Subsistemul de contramsuri electronice pentru F/A 18 Super Hornet

3.6. ECHIPAMENTE CNI 3.6.1 Domenii de lucru

Echipamentele de comunicaie, navigaie i identificare, n literatura de specialitate vestic sunt referite n comun sub acronimul CNI (Communication, Naigation and Identification). Unele din echipamentele din aceast categorie pot fi considerate autonome, nesolicitnd intrri din afara platformei (senzorii de aer, radioaltimetre, echipamente de navigaie inerial). Alte echipamente din aceast clas nu pot funciona fr schimb de informaii cu exteriorul: echipamentele de radionavigaie, de comunicaii, echipamentele satelitare. Funcionarea n comun a tuturor acestor echipamente induce un anumit nivel al emisiilor radio. n anumite misiuni nivelul emisiilor n spectrul radio trebuie strict controlat EMCON EMission CONtrol. Distribuia spectral a benzilor de lucru ale echipamentelor CNI este ilustrat de figura 3.14.

100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz 10GHz

Comunic HF(3-30MHz)

SATCOM (Uplink 1626.5-1660.5MHz, Downlink 1530-1559 MHz)VHF Comms

(118-156 MHz)

Marker Beacon(75MHz)

MLS (4GHz)

LORAN C (90-110kHz)

NDB (200-1600kHz)

UHF Comms(225-400 MHz)

GPS ( 1575.42L1, 1227.6L2)

ATC Mode S/IFF( 1060MHz)

DME/TACAN(960-1215 MHz)

Figura 3.14. Spectrul CNI i aplicaii

Comunicaii: Identificare: - Banda HF; - Trafic collision and avoidance system (TCAS); - Banda VHF; - Air Trafic Control (ATC) mode S; - Banda UHF; - Identificare amic-inamic, IFF. - Comunicaii prin satelit, SATCOM; - DataLinks.



34

Observaie: toate frecvenele indicate sunt utilizate i de aviaia civil, fiind catalogate i libere la publicare, cu urmtoarele excepii: - pentru traficul civil nu se utilizeaz curent banda UHF; - aeronavele civile uzual nu sunt echipate cu TACAN; - unele coduri GPS ce ofer o precizie deosebit la navigaie nu sunt disponibile aviaiei

civile; - IFF este compatibil cu ATC mode S dar indisponibil aeronavelor civile.

Subsistemele CNI au n compunere un mare numr de antene de emisie i de recepie. Pentru aeronavele civile utilizate de armat (militarizate) se utilizeaz n general antenele prevzute din fabricaie, pentru c multe dintre acestea sunt dublate sau chiar triplate.

O mare parte dintre conumicaii se fac prin voce: comunicaii ntre platformele aerirne dintr-o formaie, comunicaii cu solul. Pentru aplicaiile militare, strict, prin canalele de comunicaii n benzile HF, VHF i UHF sunt implementate i legturile de date, data link. Marea majoritate a echipamentelor de comunicaii au la baz tehnici de salt n frecven, pentru reducerea posibilitilor de detecie i bruiaj.

Comunicaiile n banda HF au avantajul c permit acoperirea unor distane mari, peste linia orizontului. Banda de frecvene de la 2000 la 29999kHz este partajat n canale de 1kHz. Condiiile atmosferice pot perturba comunicaiile prin voce n banda HF, dar transferul de date n aceast band, HFDL (High Frequecy Data Link) este puin afectat, mai ales prin folosirea codurilor detectoare i corectoare de erori. Pentru traficul HFDL al aeronavelor civile exist staii de sol, care au raza de aciune de pn la 4500km, care practic acoper tot globul.

Comunicaiile n banda VHF sunt cele mai utilizate de aviaia civil. Banda de frecvene de la 118 la 135.975MHz este partajat n canale de 25kHz. n ultima perioad, prin folosirea tehnologiilor digitale, limea canalelor a fost redus de trei ori, la 8.33kHz. Comunicaiile n banda VHF sunt limitate la linia orizontului, limita D, n km, fiind dat de o relaie de forma: ( )2157.3 HHD += , unde H1 i H2 sunt nlimile, n metri, ale punctelor ntre care se face comunicaia. De asemenea aceste comunicaii sunt afectate de neuniformitile terenului. n banda VHF este inclus frecvena de 121.5MHz, destinat comunicaiilor din sitauii de urgen (n caz de catastrofe aeriene). Corespunztor i frecvena de 243 MHz, din banda UHF este rezenvat (receptoarele UHF pe aceast freceven pot recepiona prima armonic).

Comunicaiile prin satelit, SATCOM, se fac conform recomandrilor INMARSAT, INternational MARitime SATellite organization, n cazul sateliilor civili. Comunicaiile SATCOM permit servicii voce pentru echipaj i pasageri, transmisii de de date, mesaje PC. Benzile de frecvene alocate acestor comunicaii sunt de 1626.5-1660.5MHz pentru transmitere i 1530-1559MHz pentru recepie. Cele dou benzi sunt denumite Banda L. Comunicaiile se realizeaz folosind i staii de sol, care comunic cu sateliii n Banda C (4-6 MHz).

Figura 3.15 Comunicaiile prin satelit, SATCOM



35

3.6.2 Transpondere n aceast categorie includem: - DME, Distance Measurement Equipment, utilizate att n navigaia civil, ct i pe

aeronavele militare; - TACAN, TACtical Air Navigation, utilizate de aviaia militar; - ATC mode S, Air Trafic Control, utilizat de aviaia civil i militar, eventual conjugate cu

TCAS, Trafic Collision Avoidance System; - ADS, Automatic Dependent Surveillance, adress mode ADS/A, pentru curse transoceanice,

transmite patru coordonate ale aeronavei, cu servicii de comunicaii n banda HF sau SATCOM;

- ADS, broadcast mode ADS/B, cu servicii de comunicaii n banda VHF, pentru curse deasupra uscatului;

- IFF, Identification Friend or Foe, pentru aeronavele militare, pe 1090MHz, compatibil cu ATC mode S de pe aeronavele civile, dar cu unele faciliti specifice suplimentare.

ATC mode S este utilizat pentru controlul i gestiunea traficului aerian. Dup detecia aeronavei cu un radar terestru de supraveghere, coordonate acesteia sunt trasmise unui al doilea radar, ce are rolul de atransmite un mesaj de interogare. Mesajul de interogare este transmis pe frecvena de 1030MHz, iar rspunsul este asigurat pe frecvena de 1090MHz. Controlorul de trafic poate identifica aeronava. ATC a evoluat de la ATC mode A, care ofer n rspuns informaii doar pentru identificare. ATC mode C este varianta ce ofer n plus n rspuns informaii privind altitudinea. ATC mode S este o variant mai sofisticat, ce ofer n plus i direcia de zbor a aeronavei, vehiculnd pachete de date pe 24 bii minim.

TCAS include dou componente: un sistem de supraveghere i un sistem de avertizare, fiind destinat detectrii aeronavelor din imediata vecintate. Funcionarea este similar ATC, fiind condiionat de existena acestor sisteme pe aeronavele din vecintate. Exist dou variante, TCAS I i TCAS II, care indic aeronavel vecine n fa n limita a 25-70km, n spate 8-25 km i lateral 18-35km. Sistemul de avertizare are rolul de a prelucra datele i a determina posibilele configuraii conflictuale, ca i timpul n care acestea pot apare. Uzual se lucreaz pe confeiguraii de pn la 25-30 aparate de zbor. Situaiilor conflictuale care vor apare n 15-35 secunde din momentul curent li se asociaz mesaje de avertizare sonore, TCAS II oferind i soluia pentru manevr.

3.6.3 Transfer de date Liniile de transfer de date, Data Link, sunt necesare n aviaie pentru c prin voce

informaia transmis este foarte limitat i n plus transmisia prin voce poate fi uor distorsionat. Prin liniile de transfer de date se transmit: date privind poziionarea i regimul platformei, date despre situaia tactic, informaii asupra terenului, date despre misiuni, starea resurselor de pe platforma aerian.

Link 11 standard specific marinei, E4 sau Nimrod MRA4; Link 16 cel mai utilizat standard, JTIDS - Joint Tactical Information Distribution System, eventual cu extensie la satelii, S-JTIDS, opereaz n banda UHF, la frecvene ntre 969 i 1206MHz, pe 51 de canale de cte 3MHz. Domeniul de lucru este suprapus peste TACAN i DME. Sunt implementate tehnici de salt n frecven, pentru prevenirea bruiajului. Asigur viteze de transfer de datentre 28.8 i 283kbps, fiind interfaat conform MIL-STD-1553B. Conine un canal de voce securizat.

Alte linii de transfer de date pot fi implementate prin intermediul sateliilor, SATCOM, sau n banda HF, HFDL, aceasta fiind foarte utilizat n comunicaiile civile pe distane mari.

IFDL, In Flight Data Link, linii de date pe distane scurte, pe 10GHz, pentru transfer de date ntre aeronave n formaii, de exemplu pentr F22.



36

3.6.4 Conceptul Network-centric Operations Aceste concept este folosit pentru conducerea / coordonarea operaiunilor militare, pe baza posibilitilor deosebite de comunicare i transfer de date. Desfurarea aciunilor militare poate fi astfel condus centralizat, iar informaiile asupra situaieie tactice pot fi prelucrate n timp real. Structura de ansamblu este considerat ca o reea, n care nodurile sunt entiti distincte: aparate de zbor, echipamente terestre, puncte de comand. O asemenea structur este ierarhizat pe nivele, fiecare nivel avd anumite atribuii.

Min

ute

S

ecun

de

Zec

imi s

ec

Comanda armelor

Act

ualit

atea

info

rma

iilor

Cal

itate

a in

form

aiil

or

Comanda forelor

Coordonarea forelor

Joint Composite Tracking Network



37

pentru cele de bombardament. Structurile tipice de FMS sunt constituite din resurse dublate la nivel fizic, pentru redundan:

- INS; - VOR/DME; - GPS; - ADC; - senzori pentru rezerva de combustibil; - EFIS, electronic flight instrument system, echipamente de afiare specifice senzorilor,

inclusiv display multifuncional; - interfaa cu pilotul automat; - CDU, control and display unit; - uniti de calcul.

EFIS

Computer 1 FMS Autopilot

INS

Nav aids

GPS

ADS

Clock Comb

INS

Nav aids

GPS

ADS

Clock Comb

Computer 2 FMS

MCDU1

MCDU2

Figura 3.17 Structur tipic FMS

FAIL DISP OFST MSG

CLB CRZ DES APPR

A

H

O

B

I

P

W

C

J

Q

X

D

K

R

Y

E

L

S

Z

F

M

T

/

G

N

U

1

4

7

+

2

5

8

0

3

6

9

-

SEC FPLN

PPOS PERF NEXT PHAS

AIR- PORT

HDG SEL

ENG OUT

FUEL

DATA

START

FIX

EXEC

MSG

CLEAR

Senzori luminozitate Avertizoare faze zbor

Taste meniu Avertizoare Taste funcionale Taste numerice Taste alfanumerice Control luminozitate

ETA WAY 15 25:25 EARLY 15 20:15 LATE 15 30:30

ILS RWY 27 WIND 290/6 DME 45

VOR 117.5 ILS 127.5

ANP/RNP 0.15/0.30

Figura 3.18 Control and display unit, CDU i model al informaiilor afiate

CDU este principala interfa pentru navigaie, prin care echipajul poate introduce date i prin intermediul cruia poate avea acces la datele din sistem n afiare. Are inclus un mic ecran ce lucreaz n mod text i taste numerice i alfanumerice pentru introducerea datelor i lmpi de semnalizare i averizare. Tastele meniu de pe marginea monitorului pot selecta anumite comenzi, funcie de modul de lucru (taste soft). Tastele funcionale permit executarea unor funcii i intrarea n anumite meniuri (taste hard).



38

Informaiile afiate sunt exemplificate n 3.18 n partea dreapt. De exemplu se are n vedere evoluia spre un punct de traict, nr 15. Este afiat ETA, estimated time of arrival, corespunztor meninerii traiectului de zbor ETA WAY 15 25:25, ca i limitele de avans i ntrziere, EARLY 20:15 LATE 30:30. Urmeaz informaiile direciei de apropiere, a vntului, caracteristici ale senzorilor de navigaie, etc. Cmpurile ANP/RNP apropiere semnific precizia de navigaie curent i impus, n mile nautice: actual navigation performance / required navigation performance.

03 echipamente specifice p24 38

Documents