Войска радиоэлектронной борьбы: как это работает
Лучшее от ПМ ко Дню защитника Отечества
15 апреля 1904 года, спустя два дня после трагической гибели адмирала Макарова, японский флот начал обстрел Порт-Артура. Однако эта атака, позднее получившая название «третья перекидная стрельба», не увенчалась успехом. Причина провала раскрывается в официальном рапорте временно исполняющего обязанности командующего флотом Тихого океана контр-адмирала Ухтомского. Он писал: «В 9 час. 11 мин. утра неприятельские броненосные крейсера «Нисин» и «Касуга», маневрируя на зюйд-зюйд-вест от маяка Ляотешань, начали перекидную стрельбу по фортам и внутреннему рейду. С самого начала стрельбы два неприятельских крейсера, выбрав позиции против прохода Ляотешаньского мыса, вне выстрелов крепости, начали телеграфировать, почему немедленно же броненосец «Победа» и станции Золотой горы начали перебивать большой искрой неприятельские телеграммы, полагая, что эти крейсера сообщают стреляющим броненосцам о попадании их снарядов. Неприятелем выпущено 208 снарядов большого калибра. Попаданий в суда не было». Это был первый официально зафиксированный в истории факт применения РЭБ в боевых действиях.
Слабое звено
Современная РЭБ, конечно, далеко ушла от «большой искры», но главный принцип, лежащий в ее основе, остался тем же. Любая организованная область человеческой деятельности предусматривает иерархию, будь то завод, магазин и уж тем более армия — в любом предприятии есть «мозг», то есть система управления. Конкуренция при этом сводится к состязанию систем управления — информационному противоборству. Ведь сегодня главный товар на рынке — это не нефть, не золото, а информация. Если лишить конкурента «мозга», это может принести победу. Поэтому именно систему управления военные стремятся защитить в первую очередь: зарывают в землю, строят эшелонированные системы обороны штабов и т. п.
Но, как известно, прочность цепи определяется ее самым слабым звеном. Команды управления нужно как-то передавать от «мозга» исполнителям. «Самое уязвимое звено на поле боя — это система связи, — объясняет Андрей Михайлович Смирнов, преподаватель цикла Межвидового центра подготовки и боевого применения войск РЭБ в Тамбове. — Если вывести ее из строя, команды от системы управления не будут проходить к исполнителям. Именно этим и занимается РЭБ».
Тренажерный класс Межвидового центра войск РЭБ.
От разведки до подавления
Но чтобы вывести систему связи из строя, ее нужно обнаружить. Поэтому самая первая задача РЭБ — техническая разведка, которая изучает поле боя с помощью всех имеющихся технических средств. Это дает возможность выявить радиоэлектронные объекты, которые можно подавить, — системы коммуникаций или сенсоры.
Подавление радиоэлектронных объектов — это создание на входе приемника шумового сигнала, большего, чем полезный сигнал. «Люди старшего поколения, наверное, еще помнят глушение в СССР иностранных коротковолновых радиостанций, таких как «Голос Америки», путем передачи мощного шумового сигнала. Это как раз и есть типичный пример радиоподавления, — говорит Андрей Михайлович. — К РЭБ относится и установка пассивных помех, например выброс облаков фольги с самолетов для создания помех сигналам РЛС или создание ложных целей с помощью уголковых отражателей. В сферу интересов РЭБ входит не только радио-, но и оптический диапазон — скажем, лазерная засветка оптико-электронных датчиков систем наведения, и даже другие физические поля, такие как гидроакустическое подавление сонаров подводных лодок».
Машина РЭБ «Ртуть-БМ» предназначена для борьбы не с линиями связи, а с управляемым вооружением и боеприпасами с радиовзрывателями. В автоматическом режиме система обнаруживает боеприпас и определяет рабочую частоту его радиовзрывателя, после чего ставит помеху высокой мощности.
Однако важно не только подавить системы связи противника, но и не допустить подавления собственных систем. Поэтому в компетенцию РЭБ входит и радиоэлектронная защита своих систем. Это комплекс технических мер, к которым относятся установка разрядников и систем запирания приемных трактов на время воздействия помех, защита от электромагнитного импульса (в том числе ядерного взрыва), экранирование, использование пакетной передачи, а также организационные меры, такие как работа на минимальной мощности и максимально короткое время в эфире. Кроме того, РЭБ также противостоит технической разведке противника, используя радиомаскировку и различные хитрые виды кодирования сигналов, затрудняющие обнаружение (см. врезку «Сигналы-невидимки»).
Комплекс РЭБ «Инфауна» защищает технику на марше, подавляя линии связи и радиоуправления взрывными устройствами.
Глушилки
«Коротковолновые «вражеские голоса» представляли собой аналоговый сигнал с амплитудной модуляцией на известных частотах, поэтому заглушить их было не так уж сложно, — объясняет Андрей Михайлович. — Но даже при таких, казалось бы, тепличных условиях при наличии хорошего приемника слушать запретные передачи было вполне реально из-за особенностей распространения коротковолновых сигналов и ограниченной мощности передатчиков. Для аналоговых сигналов уровень шума должен превысить уровень сигнала в шесть-десять раз, поскольку человеческое ухо и мозг чрезвычайно селективны и позволяют разбирать даже зашумленный сигнал. С современными методами кодирования, такими как ППРЧ, задача более сложная: если использовать белый шум, приемник ППРЧ такой сигнал просто «не заметит». Поэтому шумовой сигнал должен быть максимально похож на «полезный» (но в пять-шесть раз мощнее). А они в различных системах связи разные, и одна из задач радиоразведки — это как раз анализ типа сигналов противника.
В наземных системах обычно используются сигналы с расширением спектра DSSS или ППРЧ, так что в качестве универсальной помехи чаще всего применяют сигнал, частотно-модулированный (ЧМ) хаотической импульсной последовательностью. В авиации используются амплитудно-модулированные (АМ) сигналы, поскольку на ЧМ от быстро движущегося передатчика будет сказываться эффект Доплера. Для подавления авиационных РЛС также применяются импульсные помехи, похожие на сигналы систем наведения. Кроме того, нужно использовать направленный сигнал: это дает значительный выигрыш по мощности (в несколько раз). В некоторых случаях подавление достаточно проблематично — скажем, в случае космической или радиорелейной связи, где используются очень узкие диаграммы направленности».
Сигналы-невидимки Амплитудная (АМ) и частотная (ЧМ) модуляция — основа аналоговой связи, однако они не слишком помехоустойчивы, и поэтому достаточно легко подавляются с помощью современных средств РЭБ. Другое дело цифровые сигналы, которые сложно не только подавить, но даже и просто обнаружить! В настоящее время получили распространение два основных метода кодирования таких сигналов: расширение спектра методом прямой последовательности (direct sequence spread spectrum, DSSS) и псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ, frequency-hopping spread spectrum, FHSS).
В DSSS информационный узкополосный сигнал кодируется псевдослучайной последовательностью. Благодаря такому кодированию скорость передачи данных возрастает, и на выходе мы имеем широкополосный шумоподобный сигнал. Фактически поток информации разделяется на маленькие кусочки, каждый из которых «размазывается» по всей частотной полосе. При этом используется кодовое разделение (CDMA), благодаря которому в одном и том же участке спектра могут передаваться одновременно данные нескольких информационных потоков без взаимных помех. Плюсы DSSS — низкая мощность передачи в отдельных каналах (даже ниже уровня шума), затрудняющая обнаружение, и высокая помехозащищенность, затрудняющая подавление. Типичный пример такой гражданской системы — это WiFi (802.11b).
Метод ППРЧ (типичный использования в гражданских системах — Bluetooth) заключается в том, что несущая частота передачи сигнала меняется скачкообразно в псевдослучайном порядке — то есть сигнал просто прыгает с канала на канал в выделенном диапазоне от нескольких раз до десятков тысяч раз в секунду. Последовательность «прыжков» известна только приемнику и передатчику. Такой сигнал сложно обнаружить, поскольку на отдельном канале он выглядит просто как кратковременное увеличение уровня шума, сложно перехватить — для этого нужно знать псевдослучайную последовательность перехода между каналами, и сложно подавить — нужно знать набор каналов. И подавление это тем сложнее, чем больше скачков в секунду использует передатчик.
Не следует думать, что РЭБ глушит «все подряд» — это было бы очень неэффективно с энергетической точки зрения. «Мощность шумового сигнала ограничена, и если распределить ее по всему спектру, то на работе современной системы связи, оперирующей сигналами ППРЧ, это вообще никак не скажется, — говорит начальник испытательно-методического отдела Межвидового центра подготовки и боевого применения войск РЭБ Анатолий Михайлович Балюков. — В нашу задачу входит обнаружение, анализ сигнала и буквально «точечное» его подавление — именно на тех каналах, между которыми он «прыгает», и больше ни на каких. Поэтому широко распространенное мнение о том, что во время работы системы РЭБ никакая связь не будет работать, — не более чем заблуждение. Не будут работать только те системы, которые нужно подавить».
Петля Бойда Джон Бойд начал свою карьеру как летчик ВВС США в 1944 году, а в начале Корейской войны он стал инструктором, заслужив прозвище «Сорокасекундный Бойд», поскольку никто из курсантов не мог продержаться против него в учебном бою дольше этого времени. Но он больше известен не как летчик-ас, а как один из крупнейших стратегов конца XX века. После разработки теории воздушного боя, которая легла в основу обоснования создания самолетов F-15, F-16 и F/A-18, он занялся вопросами стратегии, и придумал цикл OODA, позднее вошедший под названием «Петля Бойда» в военные (а также бизнес) доктрины многих стран мира. Цикл этот состоит из четырех этапов: Observe (наблюдение), Orient (ориентация), Decide (решение) и Act (действие) (в русских источниках называется НОРД, военные иногда используют альтернативные названия этапов — обнаружение, опознание, целеуказание, поражение). Бойд считал, что эволюция любой системы, в виде которой можно представить любые военные (и не только) действия, представляет собой многократные повторения этого цикла, причем последующие циклы корректируются с помощью обратной связи и адаптируются под условия окружающей среды. Частота повторения таких циклов имеет решающее значение в конкуренции систем. Причем со временем эта частота растет. Если характерное время, скажем, трех первых этапов (OOD) цикла во время Второй мировой составляло дни, то в Персидском заливе в 1991 — часы, а в войне будущего это будет занимать доли секунды. Ускорив выполнение своей петли Бойда или увеличив точность решений по сравнению с петлей противника, можно склонить чашу весов в свою пользу. Или замедлив (с помощью РЭБ) петлю противника…
Война будущего
В 1990-х годах военные в разных странах мира заговорили о новой концепции ведения боевых действий — сетецентрической войне. Ее практическая реализация стала возможной благодаря стремительному развитию информационных технологий. «Сетецентрическая война основана на создании специальной коммуникационной сети, объединяющей все подразделения на поле боя. Точнее, в пространстве боя, поскольку элементами такой сети являются и глобальные спутниковые группировки, — объясняет Анатолий Михайлович Балюков. — США сделали серьезную ставку на сетецентрическую войну и активно обкатывают ее элементы в локальных войнах начиная с середины 1990-х — от разведывательных и ударных БПЛА до полевых терминалов у каждого бойца, получающих данные из единой сети.
Такой подход, конечно, позволяет достичь гораздо более высокой боевой эффективности за счет серьезного сокращения времени петли Бойда. Сейчас речь уже идет не о днях, не о часах и даже не минутах, а буквально о реальном времени — и даже о частоте отдельных этапов петли в десятки герц. Звучит внушительно, но… все эти характеристики обеспечиваются системами связи. Достаточно ухудшить характеристики систем связи, хотя бы частично подавив их, и частоты петли Бойда снизятся, что (при прочих равных) приведет к поражению. Таким образом, вся концепция сетецентрической войны завязана на системы связи. Без связи частично или полностью нарушается координация между элементами сети: нет навигации, нет опознавания «свой-чужой», нет отметок о расположении войск, подразделения становятся «слепыми», автоматизированные системы управления огнем не получают сигналов от систем наведения, а использовать многие виды современного оружия в ручном режиме не представляется возможным. Поэтому в сетецентрической войне именно РЭБ будет играть одну из ведущих ролей, отвоевывая эфир у противника».
Обсудить 0
