ЭПР и сигнатуры: анализ по фото

21. March 2009, 21:21 Вооружения, Занимательное, Физика, Электроника

f22css Радикально подешевевшая вычислительная мощность нынче позволяет делать всякие полезные фокусы с фотографиями. Так, по нескольким снимкам, например, научились в автоматическом режиме реконструировать конфигурацию бородок ключа от замка. То есть сфотографировали забытые на столе ключи телевиком с большого расстояния (с нескольких точек), запустили цифровые снимки в специальную программу и – можно изготавливать дубликаты ключей.

Понятно, что если тщательно сфотографировать некоторый трёхмерный объект с нескольких ракурсов, зафиксировав дополнительную информацию (параметры оптики, расположение камеры), то весьма детальную трехмерную модель внешней поверхности этого объекта можно сейчас построить автоматически, с помощью специального ПО. (Точности, кстати, добавляет особое “регулярное” освещение, если оно доступно; в “полевых условиях” можно, скажем, использовать дополнительную специальную вспышку.) Выходит, что сфотографированный на выставке “секретный” истребитель можно по фотографиям превратить в компьютерную модель. Истребители при этом фотографируют не только на выставках, но и прямо на секретных базах.

Очевидное, казалось бы, применение: построим по трёхмерной модели, полученной “из фотографий”, детальную диаграмму ЭПР (эффективная поверхность рассеяния) – это важно для анализа возможностей новой техники. Более того, в добавок к ЭПР, можно попытаться вычислить “радиолокационные сигнатуры“.

Действительно, достижения компьютеростроения и вычислительной физики позволяют многое в отношении электромагнитных полей посчитать. Но вот на практике от “фотографических реконструкций” толку совсем мало. Почему? Да потому, что на характеристики рассеяния электромагнитного излучения на трёхмерном объекте влияет не только форма поверхности, но и материалы, эту поверхность формирующие. Собственно в реальности именно “электромагнитные” характеристики материалов, из которых сделан истребитель, и будут формировать его диаграмму ЭПР.

Если задуматься над физикой распространения электромагнитных волн в разных средах, то становится понятно, что в случае с самолётом определяющее влияние имеют, казалось бы, малозаметные (или вообще не заметные на фотографии) нюансы, типа перехода материала носка крыла в панель обшивки (а тут ещё и разные материалы “даны” одним цветом). Более того, так как электрический заряд от падающей ЭМ-волны разбегается по всему корпусу самолёта (тут можно вспомнить школьный курс физики, про электрические цепи), весьма значительную роль в формировании свойств ЭПР играют внутренние особенности устройства агрегатов самолёта. А их, особенностей этих, вообще на фотографиях внешнего вида не обнаружить.

Так что для вычисления ЭПР придётся собрать гораздо больше информации. И для сбора потребуется уже не простой фотоаппарат, а особенный, специально подготовленный, довольно большой и необычный на вид. Подпустят ли с ним к военной новинке? Это вопрос.

()

Похожие записки:



Далее - мнения и дискуссии

(Сообщения ниже добавляются читателями сайта, через форму, расположенную в конце страницы.)

Комментарии читателей блога: 40

  • 1. 22nd March 2009, 03:02 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    Значит, надо идти не с фотоаппаратом, а прямо с радиолокатором. Шпионы с антенной решёткой на пузе под рубашкой были ещё в прошлом веке. Расстояние до объекта небольшое, большой мощности и особой направленности не нужно.

  • 2. 22nd March 2009, 12:12 // Читатель GreenCross написал:

    Ага, чтоб сразу по излучению застукали. Особенно при “небольшой направленности”.

  • 3. 22nd March 2009, 20:02 // Читатель MIl написал:

    сорри за навязчивость
    UWB радар ну хотябы МАИшный маленький и от радиофона от соток и тп не отличается

    думается встроить такое чудо в фотоаппарат достаточно просто – зато будет иметься сразу широкополосный профиль самолета

  • 4. 22nd March 2009, 21:54 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    GreenCross, можно уточнить, кто будет застукивать? Стоящий на выставке самолёт с выключенным оборудованием и без пилота? И как это излучение от шума отличить при небольшой мощности и заранее неизвестной форме сигнала?

    А если встраивать в аппаратуру, то лучше уж сразу в лаптоп. Места для антенны больше, есть где хранить результаты и часть интеллекта можно переложить на процессор.

  • 5. 22nd March 2009, 22:05 // Читатель GreenCross написал:

    Вы случайно не напутали авиационную выставку с Третьяковской галлереей? Хотя что это я – и в третьяковке тоже системы безопасности найдутся…

  • 6. 23rd March 2009, 01:31 // Читатель Jeff Zanooda написал:

    Системы безопасности не дадут украсть экспонат или устроить теракт. Можно поподробнее про то, как именно они позволят обнаружить переносной радар по его излучению? Которого разработчики вышеупомянутых систем безопасности ни разу раньше не видели?

  • 7. 23rd March 2009, 09:58 // Читатель GreenCross написал:

    Вам каких подробностей? Достаточно установить приёмник в необходимом диапазоне частот, вот и весь юмор.

  • 8. 23rd March 2009, 11:41 // Читатель arcman написал:

    Что то я сильно сомневаюсь в возможности снять ЭПР в полевых условиях.
    В лаборатории это в безэховых камерах делают.

  • 9. 23rd March 2009, 17:21 // Читатель зашел в гости написал:

    Не все так просто, и в Пентагоне/Минобороны не дураки сидят.
    Если ЭПР самолета действительно элементарно измеряется переносным мини-радаром, то что мешает военным оборудовать “выставочный” самолет ложными отражающими элементами? Например, установить металлические уголковые отражатели под радиопрозрачным колпаком радара. Снаружи не видно, что там установлено, а сигнатура будет такая, что уж лучше вообще ничего не измерять…

  • 10. 23rd March 2009, 22:25 // Читатель Eugene написал:

    “http://www.izvestia.ru/news/news200478″
    Какие будут коментарии к этому?
    Спасибо.

  • 11. 23rd March 2009, 22:58 // Александр Венедюхин ответил:

    Это старая идея: http://dxdt.ru/2008/08/22/1668/

  • 12. 23rd March 2009, 23:24 // Читатель Eugene написал:

    Спасибо. Да, идея не нова, но уже готова ее реализация. Я так понимаю года через 2-3 это будет обычным приемом поражения систем ПВО. Как можно
    этому эффективно противодействовать? Более мощные радары? Большее кол-во ракет как я понимаю не спасут ситуацию..

  • 13. 24th March 2009, 05:01 // Читатель MIl написал:

    “Как можно этому эффективно противодействовать?”

    разнесенные в пространстве радары связанные в сеть для общей обработки данных

  • 14. 24th March 2009, 19:23 // Читатель Eugene написал:

    Да, в целом сеть радаров повысит устойчивость системы.. Но как поражать такие “помехи”? РЭП? или держать постоянно несколько ударных беспилотников в воздухе?..

  • 15. 24th March 2009, 19:36 // Читатель MIl написал:

    “Да, в целом сеть радаров повысит устойчивость системы.. Но как поражать такие ?помехи?? РЭП? или держать постоянно несколько ударных беспилотников в воздухе?.”

    зачем их поражать? их задача отвлечь на себя нное количество ресурсов сил пво
    наша задача иметь правдивую обстановку в воздухе
    если мы имеем разнесеннуую и согласованную сеть радиорадаров то мы вполне в состоянии иметь обстановку в воздухе приближенную к реалиям вспомните хотябы про сеть радиотелескопов для поиска планет у других звезд – там тоже помехи не малые

  • 16. 24th March 2009, 19:48 // Читатель Eugene написал:

    Я думаю что дешевые средства поражения таких дешевых целей все же необходимы :) Зная что ПВО противника нацелена в первую очередь на отсев таких “обманок” всегда можно на них навесить ударное оружие, пусть даже во внутренних отсеках..
    С другой стороны хорошо что существуют мат. модели селекции таких целей.

  • 17. 24th March 2009, 23:21 // Читатель зашел в гости написал:

    “Я думаю что дешевые средства поражения таких дешевых целей все же необходимы”

    В том-то вся и загвоздка, что дешево не получится.
    Весь смысл “обманки” в том, что она летит на той же высоте/скорости, что и истребитель, и достать ее можно только той самой дорогостоящей ракетой, которой обычно стреляют по реальным боевым самолетам. Если бы средства поражения стоили дешево, никто бы “обманками” не занимался.
    Для борьбы с ложными целями надо развивать не средства поражения, а средства обнаружения и идентификации, чтобы расчеты средств ПВО знали, какие цели игнорировать, а какие – сбивать.

    Кстати, вопрос по теме: насколько важно время перезарядки пусковых установок? При весе ракеты в полторы тонны, думаю, что времени на перезарядку уходит немало. А ведь пока установка перезаряжается, она не может стрелять…

  • 18. 25th March 2009, 09:21 // Читатель arcman написал:

    Что то вы запутались в конец.
    Обманка не дешевле средств поражения, она дешевле реального самолета, который имитирует.
    Поэтому потеря пары обманок не фатальна.

    Имитатор летящий “на той же высоте/скорости, что и истребитель” все равно будет стоить гораздо дороже зенитной ракеты.

  • 19. 25th March 2009, 17:21 // Читатель зашел в гости написал:

    arcman:
    “Имитатор летящий ?на той же высоте/скорости, что и истребитель? все равно будет стоить гораздо дороже зенитной ракеты.”

    Не согласен.
    Давайте сравним характеристики “обманки” ADM-160 MALD и зенитной ракеты 48Н6Е, комплекса С-300ПМУ-2 “Фаворит”
    Длина: 2.4м для ADM-160 против 7.25м для 48Н6Е
    Вес: 45кг – 1800кг
    Скорость: 300м/с – 2000м/с
    Дальность: 450км – 300км.
    Имитатор цели запускается с самолета уже набравшего высоту и скорость, зенитная ракета запускается с земли.

    Как видите, зенитная ракета превосходит имитатор цели по своим характеристикам не то что в разы – на порядки. Стоимость зенитной ракеты, соответственно, будет на порядок выше. Это “железо”, теперь о начинке. Тут сравнивать две ракеты очень сложно, ибо нет общедоступной информации. У одной ракеты – система имитации радиолокационной сигнатуры, у другой – система наведения. Думаю, по своей сложности они сопоставимы друг с другом.
    Даже учитывая традиционно высокую стоимость американского оружия, имитатор цели ну ни как не может быть дороже зенитной ракеты, которой противник сможет этот имитатор сбить.

  • 20. 25th March 2009, 22:58 // Читатель arcman написал:

    А боевые самолеты давно имет ограничение по скорости 900 км/ч? :)

  • 21. 25th March 2009, 23:18 // Читатель зашел в гости написал:

    Не вижу, при чем тут ограничение по скорости.
    Раз уж завели об этом речь, то нагруженный под завязку ПТБ и бомбами самолет, так или иначе не сможет идти к цели на максимальной скорости. Например, крейсерская скорость F-16 – где-то .8-.9М
    Т.о., ограничение по скорости тут вообще не причем: оно никак не помешает имитатору цели “прикинуться” самолетом и выполнить свою задачу.

  • 22. 26th March 2009, 13:56 // Читатель arcman написал:

    Вот что за задачи будут ставиться имитаторам, собственно и интересно.
    Против сильного противника они слабоприменимы.

  • 23. 26th March 2009, 15:46 // Читатель Eugene написал:

    Я не крупный спец по вопросам эффективного применения средств ПВО :)
    Не всегда атакуемая сторона сможет создать сплошное поле ПВО. К тому же эти обманки вкупе с так называемыми “самолетами 5-го поколения” в первую очередь будут служить для уничтожения радаров..

  • 24. 26th March 2009, 17:20 // Читатель зашел в гости написал:

    “Против сильного противника они слабоприменимы.”

    По-моему, как раз наоборот. В слабой системе ПВО и так будет достаточно дыр, и ее можно будет “разобрать” безо всяких ухищрений. Например, в войне против Ирака в 91-м году первые атаки на радары ПВО были вообще произведены вертолетами. А вот хорошо организованная система ПВО не пропустит ни высоко- ни низколетящую цель, и нужны ухищрения, вынуждающие противника раньше времени раскрыть свои возможности и позиции.
    По-моему, преимущества “обманок” очевидны, и вопрос лишь в том, насколько эффективен “обман” против современных систем ПВО.

  • 25. 27th March 2009, 10:44 // Читатель arcman написал:

    В случае сильного противника, господства в воздухе со стороны нападающего нет.
    На перехват обманки будут подняты истребители-перехватчики.
    Далеко в глубь территории она зайти не сможет.

    Вариант скрытного подхода и уже последующего включения имитации так же неясен.

    На текущий момент система ПВО проивника аналогичным образом “прощупывается” с применением “обычной” авиации.

    Так что не все прозрачно с этими имитаторами.

  • 26. 27th March 2009, 10:49 // Читатель arcman написал:

    Итого – приманка полезна для выявления разрозненных мобильных ЗРК, в условиях когда система ПВО уже разрушена, но отдельные ее элементы еще ведут борьбу.
    Т.е. приманка будет выявлять ЗРК по факту пуска ракеты, что является неприемлимым риском в случае полноценного боевого самолета.

  • 27. 27th March 2009, 14:26 // Читатель sashket написал:

    > Итого – приманка полезна для выявления разрозненных мобильных ЗРК…

    Не соглашусь. Какой смысл в выявлении мобильных установок, если они мобильны. Т. е. приманка выявила пуск ракеты, засекла позицию, передала данные и почила в бозе. А зенитная ПУ спокойно перешла в походное положение за считанные минуты и поминай как звали.

  • 28. 27th March 2009, 16:16 // Читатель arcman написал:

    Ну приманка не одна была, это раз ;)
    Носитель или прИданная КР по полученным координатам пытается уничтожить ЗРК.

    Ну а два – приманка не дорогая (пишут что $30k всего), а запас ракет ограничен.

  • 29. 27th March 2009, 17:20 // Читатель зашел в гости написал:

    arcman,

    поднимать истребители на перехват – накладно и рискованно. А что если это западня, и противник встретит их превосходящими силами?
    “Прощупывать” хорошо оснащенную и грамотно организованную систему ПРО с помощью обычной авиации, это значит рисковать самолетами. Зачем? Такую систему все равно грубой силой не сломать – потери будут слишком велики. Разрушить ее можно лишь хитростью, выявив слабые места и бреши. Если таких мест нет (а их не будет, ведь система создана грамотно!) – их нужно создать искусственно, и вот тут как раз пригодятся имитаторы целей.
    Например: имитируется большая атака на какой-либо важный обьект. Поднимаются на перехват истребители, включаются радары ПВО, и тут обнаруживается, что атака ложная. К этому времени часть из радаров ПВО уже себя обнаружили, а в идеальном варианте – еще и была запущена ракета-другая. Истребители разворачиваются назад израсходовав топливо (а может и ракеты), и пройдет какое-то время, пока их заправят и перевооружат. Вот вам и слабина в обороне: на данный момент на данном участке обороны мощь системы ПВО уже далеко не 100%. Ее можно атаковать с меньшим риском, чем “в лоб”, безо всякой подготовки.

  • 30. 27th March 2009, 21:41 // Читатель arcman написал:

    Тут нужно четко понимать тактику применения авиации, поэтому лично мне остается лишь предполагать.

    Прорыв ПВО ударными самолетами производится по определенным сценариям, имитаторы могут оказаться физически неспособными их повторить.
    Например им недоступна сверхзвуковая скорость и большие высоты полета.

    Непонятно как имитаторы имитируют самолет.
    Сколько у них каналов для имитации, сколько разнесенных в пространстве РЛС они могут одновременно обманывать.

    Вполне может оказаться, что против группы РЛС они окажутся не эффективны.

    Опять таки, мы знаем что противник не самоубийца, на верную погибель слать пилотов не будет.

    Пока как вариант применения вижу только добивание уже разрушенной ПВО.

  • 31. 2nd April 2009, 20:52 // Читатель eisendezember написал:

    Вопрос с имитаторами интересен, но есть и другие.
    Например: если использовать в качестве зондирующего UWB сигнал (сверхкороткий радиоимпульс в частности)- радиолокационная цель будет не точечной, а “протяжённой” (находиться в нескольких разрешаемых объёмах). Радиолокационные сигнатуры естественно остануться (характерные “локальные источники” вторичного излучения никуда не денутся), но как, по какому закону они будут изменяться при движении и манёвре цели (от ракурса к ракурсу)? И как можно использовать эту информацию для обнаружения цели? Есть ли какие нибудь мысли на этот счёт?

  • 32. 11th March 2010, 18:22 // Читатель инженегр написал:

    Делаются фотографии. По ним – 3D-модель. При наличии соответствующего ПО (не особо сложного – нужно лишь читать книги по радиолокации внимательно;)) сигма считается легко.

  • 33. 11th March 2010, 21:05 // Александр Венедюхин ответил:

    Да всё что угодно легко считается, если очень внимательно читать книги – это точно.

  • 34. 12th March 2010, 14:09 // Читатель инженегр написал:

    Я к тому, что вовсе не обязательно показывать сценку “крадущийся разведчик, затаившийся радар”

  • 35. 13th March 2010, 11:05 // Александр Венедюхин ответил:

    Ну вот у вас есть некий шар, который на фото выглядит серым. Вы его диаметр по фото вычислили (одной фотографии тут достаточно) и – что? Наверное, деревянный шар, окрашенный серым, и металлический – будут иметь сильно разные электромагнитные характеристики, верно?

  • 36. 15th March 2010, 02:40 // Читатель зашел в гости написал:

    “деревянный шар, окрашенный серым”

    Это верно. Заклепки, стыки панелей, щели между двигающимися частями, детали под радиопрозрачными колпаками, фонарем кабины, и т.д.
    Приблизительной оценки сигнатуры явно недостаточно. По этой “прикидке” невозможно планировать, например, хотя бы дистанцию пуска ракеты.

  • 37. 15th March 2010, 10:08 // Читатель инженегр написал:

    Заклепки, стыки панелей, щели между двигающимися частями, детали под радиопрозрачными колпаками, фонарем кабины, и т.д. – принимаются в расчет посредством поправочных коэффициентов. Я же писал, внимательно читать книги :)
    Конечно, для определения дальности пуска (по условию устойчивости сопровождения) знания одной лишь диаграммы сигмы по углам недостаточно. Нужно иметь характеристики БРЛС и головы ракеты.

  • 38. 15th March 2010, 20:05 // Читатель arcman написал:

    Ясно же было сказано – “неизвестно что там под этой краской спрятано”.
    Рассчитать параметры неизвестно чего – ну никак нельзя.

  • 39. 16th March 2010, 00:15 // Александр Венедюхин ответил:

    принимаются в расчет посредством поправочных коэффициентов.

    А бывает “поправочный коэффициент” на сломанный гвоздь внутри деревянного шара? А как коэффициент учитывает допустимое отсутствие гвоздя? Да, действительно, книги нужно читать вдумчиво.

  • 40. 16th March 2010, 03:08 // Читатель зашел в гости написал:

    “посредством поправочных коэффициентов”

    Коэффициент нужно получить откуда-то. В случае с самим самолетом еще можно использовать фотографию. А как вы смоделируете заклепки? Если они из материалов, отличных от тех, из которых собран корпус, то и “светиться” они могут совсем по-другому. Чтобы это смоделировать, нужно знать форму заклепок, их расположение на машине и материалы.
    Заклепки, конечно, мелочи, но таких мелочей в 20-ти тонной машине может накопиться немало. Достаточно, чтобы математическая модель сигнатуры самолета была абсолютно непригодной на практике (для расчета дистанции пуска ракеты, например). А ведь сигнатура именно и нужна для того, чтобы планировать реальные вооруженные конфронтации с самолетами противника.