Первые идеи в данном направлении были высказаны и разработаны в управлении анализа одного из казахстанских полигонов Минобороны СССР, которое возглавлял в те годы полковник А. Шаракшанэ. Основное внимание уделялось решению двух вопросов: оценке характеристик сложных автоматизированных систем вооружения и проверке правильности работы программно-алгоритмического комплекса. Исследования проводились в интересах систем ПРО («Алдан», А-35) в период 1957-1961 гг. Большую роль в данной работе сыграли Г. Кононенко, И. Железнов, Ф. Евстратов, В. Васенев. В дальнейшем новый подход к испытаниям сложных систем авторы назвали опытно-теоретическим.
В 1961 году создается Специальный НИИ МО. Его основными задачами были разработка методологии испытаний и прием на вооружение систем ПРО и СПРН. Развитие и совершенствование опытно-теоретического метода связано именно с этим институтом, которым руководил генерал-лейтенант, доктор технических наук, профессор И. Пенчуков. В ЦНИИ были окончательно разработаны и обоснованы принципы отработки математических моделей.
Со временем в ЦНИИ начало развиваться новое направление опытно-теоретического метода, связанное с созданием комплексных испытательных моделирующих стендов (КИМС) для разных средств и элементов систем ПРО и СПРН. В отличие от испытаний, основанных на использовании главным образом математических моделей, КИМСы должны были применяться только на самих боевых узлах с полным использованием аппаратуры и комплекса программно-реализованных алгоритмов узла. Главная задача, решаемая с помощью КИМСов — имитация целевой обстановки и сигналов от целей, что позволяло в конечном счете вести испытания в реальном масштабе времени с максимальным привлечением технических средств объектов.
Новая проблема, возникшая в ЦНИИ в начале 70-х годов, была связана с загоризонтной радиолокацией (ЗГРЛС) стартов баллистических ракет с территории США (в рамках создания СПРН). Загоризонтная радиолокация, предназначенная для обнаружения запусков БР, когда они выходят на высоты более 100 км, безусловно, должна была сыграть положительную роль в рамках общей системы ПРН. Работа системы ЗГ РЛС предусматривалась в коротковолновом диапазоне радиоволн. Причем сама система «подстраивалась» под непрерывно изменяющиеся условия распространения радиоволн. Основные особенности использования опытно-теоретического метода относительно ЗГРЛС заключались в необходимости решения следующих задач:
– определения объема и условий исходных данных для последующей калибровки математических моделей с учетом значительной зависимости ТТХ от геофизических условий;
– обоснование принципов переноса экспериментальных оценок, полученных для РЛС в г. Николаеве, на боевые трассы;
– обоснование принципов моделирования массового старта БР с территории США;
– оценка достоверности результатов моделирования по определению ТТХ ЗГРЛС.
Создание теоретической модели помеховой и радиофизической обстановки для ЗГРЛС КВ-диапазона представляется весьма сложной задачей. Поэтому был использован КИМС, реализуемый на вычислительных средствах самих боевых объектов, который давал реальный помеховый и радиофизический фон. В конечном счете, были разработаны два вида моделей: автономная математическая модель, использование которой проводилось в вычислительном центре Специального НИИ Минобороны; КИМС, внедренный на узлах в городах Чернобыль и Комсомольск-на-Амуре. Достоверность результатов моделирования определялась с учетом трех факторов: адекватность созданных математических моделей описываемым физическим явлениям и процессам; точность исходных данных, включая самые разнообразные экспериментальные результаты, формируемые до начала испытаний; количеством реализаций на моделях.
Создание всего комплекса моделей потребовало использование последних достижений науки того времени в различных областях знаний. В этом отношении необходимо отметить коллективы ученых ИЗМИРАН (директор академик РАН Мигулин В.В.), НИРФИ (директор доктор физико-математических наук, профессор Гетманцев Г.Г.), НИИДАР (директор и главный конструктор ЗГРЛС Кузьминский Ф.А.), ИПГ (директор академик Федоров Е.К.). Среди ученых различной ведомственной принадлежности, внесших заметный вклад в решение проблемы в целом, следует упомянуть Шустова Э.И., Евстратова Ф.Ф., Козлова СИ., Васенева В.Н., Дубровского Н.Ф., Карлова М.Н., Лидлейна Г.А., Калинина Ю.К., Стрелкина В.Н., Ручкина А.Н., Алебастрова В.А., Акимова В.Ф., Заморина И.М., Богданова О.М., Когана В.А., Ватолло В.В.
Поученные результаты по натурным экспериментам, а также при проведении моделирования позволили, в конечном счете, с достаточной достоверностью оценить ТТХ созданных узлов ЗГРЛС по обнаружению запусков БР с территории США. Не останавливаясь на деталях и частностях, здесь мы отметим лишь несколько, на наш взгляд, наиболее важных результатов:
1. Оба боевых узла трудно использовать в СПРН с целью обнаружения одиночных и групповых стартов БР.
2. По своим ГФУ и РФУ чернобыльский узел хуже восточной РАС, так как часть трассы распространения радиоволн проходит через субполярную ионосферу.
3. Боевой узел в г. Комсомольске-на-Амуре может быть достаточно надежно использован в СПРН в качестве независимого от всех остальных средств системы источника информации о массовом налете БР. В этом плане физические и технические принципы, положенные в основу разработки ЗГРЛС, следует признать оправдавшими себя. В ряде случаев будет наблюдаться ухудшение некоторых ТТХ узла из-за состояния ионосферы по трассе распространения КВ-радиоволн, которая в целом характеризуется как среднеширотная».
«Исследования искусственно модифицированной ионосферы на комплексе загоризонтной радиолокации в г. Николаеве».
В. А. Алебастров, д.ф.-м.н., директор Украинскогорадиофизического института
A.M. Куликов, руководитель группы Украинского
радиофизического института
Ю.А. Романовский, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник,
зав. отд. Института прикладной геофизики
имени академика Е.К. Федорова
«В настоящее время для исследований и мониторинга ионосферы используется широкий круг радиофизических методов, основанных на взаимодействии КВ-УКВ излучений с ионосферной плазмой. К наиболее распространенным методам относятся методы вертикального и наклонного КВ-зондирования, реализованные в аппаратурных комплексах ионосферных станций, с помощью которых получен основной объем имеющихся данных о состоянии и регулярных вариациях ионосферы. Возможности этих исследований существенно ограничиваются невысокими техническими характеристиками этих средств.
В то же время, в последние годы возникла необходимость изучения нестационарных процессов в ионосфере, тонкой структуры ионосферной плазмы, локальных неоднородных образований и других явлений и процессов, которые не могут быть исследованы в полной мере с помощью указанных комплексов. Это, в частности, относится к исследованиям искусственно модифицированной ионосферы, свойства и характеристики которой могут существенно изменяться при воздействии мощного радиоизлучения, запусков изделий ракетно-космической техники, при проведении в ионосфере экспериментов активного типа и др.
Эффективным средством для осуществления исследований нестационарных локальных явлений и образований в естественной и искусственно модифицированной ионосфере могут быть станции загоризонтной радиолокации (ЗГРЛС), обладающие мощным потенциалом и высокими характеристиками системы приема и обработки сигнала. Это, в частности, было убедительно продемонстрировано при проведении с помощью ЗГРЛС в г. Николаеве исследований ионосферы в естественных условиях, а также при воздействии мощного КВ-радиоизлучения и мощных наземных взрывов.
Авторами и их коллегами в период 1987-90г.г. с использованием указанной ЗГРЛС была выполнена программа исследований модифицированной ионосферы при создании искусственных плазменных образований (ИПО). Метод ИПО широко используется для изучения динамических и плазменных процессов в ионосфере. В основном ИПО применяются в качестве трассеров процессов в ионосфере при наблюдениях оптическими методами. При этом теряется значительная часть информации об особенностях изменений ионосферы, вызванных созданием ИПО, и процессах в ионосфере и в самом ИПО, не наблюдаемых оптическими методами. Зондирование ионосферы и ИПО с помощью ЗГРЛС позволяло получать дополнительную информацию о модификации ионосферы.
