Nguyên lý hoạt động và năng lực radar thụ động chống tàng hình Vera-E Việt Nam.

Một hệ thống radar thụ động gần như vô hình với các thiết bị chống radar thông thường có thể phát hiện bức xạ điện từ của các hệ thống radar để trinh sát mục tiêu, theo dõi mục tiêu và điều khiển hỏa lực.  

Nguyên tắc cơ bản của radar như một hệ thống hoạt động trên nguyên tắc bức xạ năng lượng điện từ và tiếp nhận phản xạ của nó từ các đối tượng trong không khí, trên đất liền hay trên biển. Các tín hiệu phản xạ (echo) tiếp nhận được tiếp tục xử lý và phân tích, cho phép xác định tốc độ, vị trí và các thông số khác của mục tiêu.

Nhược điểm nghiêm trọng nhất của radar chính là nguyên tắc hoạt động của nó. Khi bức xạ sóng điện từ trường, radar tự thân chỉ ra vị trí trận địa của nó. Đây là vấn đề rất lớn mà các đơn vị radar Việt Nam gặp phải trong cuộc chiến đấu chống không quân Mỹ, đặc biệt giai đoạn cuối chiến tranh năm 1972. Mặc dù các nhà khoa học đã có quá nhiều nỗ lực che dấu, ngụy trang bức xạ radar chủ động, nhưng hầu như không có kết quả. 

Hơn thế nữa, sự phát triển công nghệ tàng hình "stealth" trên các phương tiện tấn công đã khiến các radar chủ động hoàn toàn không nhận biết hoặc rất khó nhận biết được mục tiêu trong môi trường tác chiến phức tạp, dày đặc nhiễu của chiến trường. Điều này đòi hỏi cả khí tài trinh sát như radar, hồng ngoại phải có khả năng phát hiện được mục tiêu bằng chính những trường vật lý mà mục tiêu phát ra như bức xạ radio, bức xạ hồng ngoại.  

Mặt khác, tiềm năng của trinh sát  điện tử và các hệ thống thu thập dữ liệu thụ động khác để phát hiện, xác định và theo dõi mục tiêu là vô tận. Các nhà khoa học quân sự của Hiệp ước Vacsava, hiểu rất rõ điểm mạnh và điểm yếu của các loại radar. Họ đã dành nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm trong lĩnh vực radars trinh sát thụ động, nhưng quả thực là không có nhiều kết quả đáng khích lệ.

Những năm giữa thế kỷ 20, Tiệp Khắc đã thực hiện một bước đột phá lớn trong quá trình phát triển các giải pháp kỹ thuật, nguyên tắc cơ bản xác định tọa độ của vật thể dựa trên những bức xạ xung radio mà nó phát ra, nguyên tắc này được đặt tên là TDOA (Time Difference of Arrival).

Tổ hợp radar thụ động KRTP-81 phát triển trên nguyên lý này có khả năng phát hiện các mục tiêu trên không, trên đất liền và trên biển. Các mục tiêu này có bức xạ điện từ trong khoảng 0.8 – 18 Hz.

Mô phỏng 3D nguyên lý TDOA

Bản chất của nguyên tắc này nằm trong các phép đo của ba đài thu tín hiệu bức xạ, nằm trên các khoảng cách khác nhau , sự khác biệt thời gian của bức xạ phát ra bởi các mục tiêu không khí, trên mặt đất hoặc các mục tiêu trên biển.

Có nghĩa là trên cơ sở nguyên tắc đã nêu, có thể “thụ động”, không cần chiếu xung radio vào đối tượng, vẫn xác định được tọa độ mục tiêu. Nguyên tắc này đã được đăng ký sáng chế theo luật phát minh - sáng chế - bằng sáng chế ca nhân №773 được đăng ký bởi  Vlastimil Pech 13.11.1961, và bằng sáng chế cá nhân số №830, 852 và 859, được đăng ký dưới tên của Vladimir Zarybnicky (tháng 3- 6 năm 1962).

Điều quan trọng là với phương pháp này, trạm radars thu tín hiệu có thể được đặt trên cùng một đường thẳng, khác với phương pháp trước đấy, các trạm radars thu tín hiệu dựa trên các nguyên tắc của tam giác. Phương pháp TDOA đã được các nhà khoa học và các kỹ sư tiếp tục nghiên cứu và phát triển hơn nữa trong các viện nghiên cứu của Tiệp Khắc.

Năm 1963, các nhà khoa học và kỹ sư Tiệp Khắc đã chế tạo nguyên mẫu đầu tiên, trên cơ sở đó sản xuất hàng loạt seria PRP-1 "Kopac" (Presny Radiotechnicky Patrac - dịch chính xác là đài radar thu tín hiệu phát hiện mục tiêu – radar trinh sát thụ động). Hệ thống radar thụ động bao gồm bốn ca bin, các ca bin công tác được đặt trên rơ moóc, kéo bởi xe vận tải hạng vừa Praga.  

Thời gian triển khai các hoạt động của PRP-1 "Kopac" khoảng vài ngày. Trong hệ thống có sử dụng các tổ hợp analog để xử lý các tín hiệu, ống truyền sóng và công nghệ cáp đồng trục. Đài radars PRP-1 "Kopac" có khả năng phát hiện các đài radar hoạt động ở bước sóng L, S và X, hệ thống on-board trả lời nhận diện địch – ta và các đài radar phát xung định vị theo hệ thống dẫn đường TACAN. Các đài radars có thể phát hiện và theo dõi từ 1-6 mục tiêu.

Các lực lượng vũ trang của Tiệp Khắc đã sử dụng đài radars PRP-1 "Kopac" cho đến năm 1979. Tiếp theo PRP-1, thế hệ thứ hai của đài radars thụ động đã mang đầy đủ các tính năng kỹ chiến thuật của một đài radar trinh sát, tìm kiếm và bám mục tiêu, xác định tọa độ mục tiêu, đài mang tên của "Ramona".

Ban đầu, hệ thống radar  được phát triển dưới mã hiệu PRP-2, công ty Tesla (Pardubice) chế tạo từ năm 1967. Năm 1980 đến 1981 đài radar thụ động được đưa vào biên chế trong lực lượng vũ trang Tiệp Khắc và mang định danh mới là KRTP-81 (Komplet Radiotechnickeho Pruzkumu –Tổ hợp radars trinh sát).

Tiếp sau, Tiệp Khắc đưa vào biên chế radar nâng cấp, mã hiệu là KRTP-81М "Ramona-М". Tổ hợp được sử dụng như đài radar trinh sát và cảnh báo sớm cấp chiến lược. "Ramona" bao gồm ba cột cao 25 m, trên đỉnh làmái vòm đồ sộ, che chụp kín các ăng-ten, các bộ phận vi sóng và bộ phận tiền khuếch đại sóng trung tần, bộ phận rơ le truyền sóng có nhiệm vụ  trao đổi thông tin giữa các trạm ra dar trong tổ hợp và các đài ra đa lân cận tính từ đài trung tâm của tổ hợp.  

Tiệp Khắc đã sản xuất 17 tổ hợp Ramona, 14 tổ hợp Ramona –M và một tổ hợp dành cho huấn luyện.  Số các tổ hợp này, 14 trạm KRTP-81 "Ramona" và 10 trạm KRTP-81m "Ramona-M" được chuyển cho Liên bang Xô viết, một trạm KRTP-81 đã được chuyển đến Cộng hòa dân chủ Đức, 1 tổ hợp "Ramona", 2 tổ hợp "Ramona-M" và tổ hợp huấn luyện đào tạo giao cho Syria, và cuối cùng là một "Ramona" và hai "Ramona-M" đã được giữ lại phục vụ ở Tiệp Khắc.

Đài radar Ramona mặc dù có tính năng kỹ chiến thuật rất cao, vô cùng phức tạp trong khai thác sử dụng, trạm radar có kích thước rất lớn và đòi hỏi cần từ 4 đến 12h để triển khai trang thiết bị. Một hệ thống khổng lồ chuyên chở trên 13 xe tải hạng nặng Tatra Т-138. Khối NATO đã phân hạng đài radar "Ramona"/ "Ramona-М" với định danh "Soft Ball". Sau nhiều năm phát triển và khai thác sử dụng các đài radars thế hệ đầu tiên PRP-1 và KRTP-81. Yêu cầu tác chiến cần một hệ thống cơ động hơn, có những tính năng kỹ chiến thuật cao hơn nhằm phát hiện các mục tiêu. Hơn nữa, vào thời điểm đó những yếu tố khoa học kỹ thuật mới . Tất cả những điều đó cho phép bắt đầu thực hiện vào năm 1981 – 1983 dự án mới, mang tên “Tamara”.

Các thành phần đài radar Tamara

Tổ hợp radar thụ động Tamara

 Khác với nguyên tắc đặt tên theo phân vùng địa lý hệ thống phòng không của Liên bang Xô Viết, các nước trong khối quân sự Hiệp ước Vacsava, đặc biệt là Ba Lan và Tiệp Khắc, sử dụng các tên phụ nữ đặt cho radars. Hệ thống đài radars trinh sát và cảnh báo sớm "Tamara" được đưa vào thử nghiệm năm 1983. Tất cả là 3 phương án cho hệ thống này. Thử nghiệm hệ thống đài radar cơ động bắt đầu từ tháng 9 năm 1984 đến cuối năm 1985. Thử nghiệm ở các đơn vị chiến đấu với tên hiệu KRTP-86 được tiến hành vào mùa hè năm 1987, ngày 10.10.1987 tiến hành thử nghiệm cấp quốc gia.

Đài radar  "Tamara" được sử dụng để tiến hành các hoạt đông trinh sát  tình báo chiến lược, chiến thuật và cảnh báo sớm. "Tamara" là có khả năng phát hiện radar, thiết bị phát sóng radar, máy phát của thiết bị "Địch - Ta", hệ thống định vị TACAN, hệ thống đo xa DME , hệ thống trao đổi thông tin JTIDS chiến thuật, cũng như các trang thiết bị gây nhiễu tích cực, hoạt động trong dải tần số  0,82-18 GHz. Khi  thử nghiệm hệ thống mới có thể phát hiện mục tiêu F-16 ở khoảng cách 400 km, CF-18A -355 km, F-15 – 365km. Máy bay chiến đấu thế hệ cũ hơn như F-4 phát hiện ở khoảng 395 km, F-104 - 425 km...

Thiết bị đầu thu RS-AJ / M là một ăng ten hình trụ, được gắn trên một thiết bị nâng hạ kiểu ống lồng thủy lực, được gắn trên một khung sườn xe tải Tatra T-815 8x8. Khung gầm xe được nâng cấp bằng phương pháp bốn bộ kích nâng hạ thủy lực để lấy mặt phẳng ngang của bộ phận thiết bị nâng cột anten, phía đầu xe, trước cabin của lái xe dozer có lắp lưỡi ben để kíp lái chuẩn bị vị trí. Cột anten có thể được nâng lên độ cao 8,5 m, anten được nâng hạ trong phạm vi từ 12,5 đến 25 m.

Thiết bị anten trong ống chụp thông gió có các bộ phận anten và đầu thu, các sensors cảm biến tiếp nhận và trao đổi thông tin với các thành phần trong tổ hợp. Cột ăng-ten khi nhấc cao lên có thể chịu được tốc độ gió lên đến 50 m/s, và các trạm radar làm việc tốt với tốc độ gió đến 30 m/s. Trên địa hình tác chiến vị trí các trạm thu RS-AJ / M nằm ở một khoảng rãn cách từ 10 đến 35 km.

Tầm xa phát hiện mục tiêu của đài radar trinh sát thụ động Tamara cho khoảng cách phát hiện mục tiêu đến 450 km và chỉ bị giới hạn bởi đường chân trời khúc xạ tia radio. Hệ thống có khả năng trên thực tế theo dõi cùng một lúc 72 mục tiêu trong vùng không gian có góc mở đến 100o. So với các đài trung tâm. "Tamara" là sản phẩm sản xuất hàng loạt và liên tục được nâng cấp để bao gồm bổ xung hoặc thay thế các bộ phần hệ thống thứ cấp mới và cập nhận các thuật toán xử lý dữ liệu và thông tin.  

Tổ hợp được nâng cấp mới nhất mang ký hiệu KRTP-91, vùng không gian thu tín hiệu hiệu quả tăng lên đến 120o. Nhà máy sản xuất đóng  tại thành phố Pardubice, Công ty Tesla đã chế tạo 23 tổ hợp radar trinh sát cảnh báo sớm "Tamara", trong đó Liên Xô đã được nhận 15 chiếc, Đông Đức – 1 tổ hợp radar, Tiệp Khắc đã  đưa vào biên chế trong lực lượng vũ trang bốn tổ hợp. Năm 1991, Mỹ đã mua được một tổ hợp nâng cấp "Tamara" (KRTP-91) thông qua Oman. Hai tổ hợp còn lại chưa có khách hàng đặt mua. Các tổ hợp cơ động "Tamara" được khối quân sự NATO đặt mã hiệu  "Trash Bin".

Đài radar Tamara ở Nga

Một trong những đài radar "Tamara", được xuất sang Liên Xô, trong tháng 11 năm 2005, đã được tìm thấy trên các sườn đồiAkhun, không xa Sochi. Đây là một phiên bản sớm của đài radar "Tamara" - KRTP-86.

Các xung đột chính trị đã phân chia Tiệp Khắc thành hai quốc gia độc lập (Cộng hòa Séc và Xlô-va-ki-a), sự phát triển của đài radar thụ động được tiếp tục tại Cộng hòa Séc. Nhờ kinh nghiệm đã đạt được với các tổ hợp "Kopac", "Ramona" và "Tamara", thế hệ thứ tư của radar thụ động ra đời với tên nữ khác "Vera". Công ty "ERA" triển khai radarphát triển thế hệ thứ 4 này (được nhượng quyền của HTT-Tesla) "ERA" đã phát triển thành công đài radar thụ động mới và bắt đầu chào sản phẩm mới cho xuất khẩu "Vera-E".

Yêu cầu nhiệm vụ của "Vera-E" không khác nhiều so với những thế hệ trước đây của nó. Tuy nhiên,  ứng dụng công nghệ hiện đại và các bảng mạch, linh kiện thiết bị điện tử mới đã làm giảm kích thước và trọng lượng của các bộ phận trong đài  làm tăng khả năng cơ động của hệ thống. Dải tần số mà trong đó các trạm có thể phát hiện bức xạ của các mục tiêu trên không và các mục tiêu mặt đất, là 1-18 GHz và có thể được tiếp tục mở rộng đến giải tần số 0,1-1 GHz và đến  18-40 GHz.

Đài radar thụ động “Vera-E" có thể phát hiện bức xạ radar thứ cấp các anten phát của các radars trên máy bay và chiến hạm, máy phát tín hiệu của thiết bị nhận biết “Địch - Ta”  (1090 MHz - 5 MHz),hệ thống định vị và dẫn đường TACAN, thiết bị đo xa DME (1025-1150 MHz).

Vùng quét mục tiêu "Vera-E " với góc mở  tăng cường tới 120o, và theo yêu cầu khách hàng, anten có thể quay tròn 360o. Tầm xa phát hiện mục tiêu tối đa khoảng 450 km. Đồng thời hệ thống "Vera-E “ có thể theo dõi tới 200 mục tiêu. Thời gian cập nhật thông tin mục tiêu từ 1 đến 5 giây. Module Antenna là một hình trụ kim loại với chiều cao 2 m và có đường kính 0,9 m và nặng 300 kg. Hai đường truyền tín hiệu  liên kết sóng  vi ba kết nối các mô-đun ăng-ten với các mô-đun phần cứng của trang thiết bị thân xe . Ngoài ra, ERA còn phát triển các phiên bản khác của hệ thống này, bao gồm cả các phiên bản dân sự "Vera-P3D" và "Vera-ASCS".

Chùm ảnh giới thiệu tổ hợp radar thụ động Vera-E

Hộp anten đầu thu

Bàn trắc thủ radar

Vào tháng Giêng năm 2004, công ty xuất khẩu vũ khí trang bị  "Omnipol" đã nhận được từ Bộ Công nghiệp và Thương mại của Cộng hòa Séc, hai giấy phép xuất khẩu để cung cấp cho Trung Quốc với sáu đài radars "Vera-E" có giá thành tổng cộng 58 triệu USD.

Ngay sau khi biết được nội dung của hợp đồng đầu tiên với Trung Quốc trị giá 23 triệu đô la Mỹ, chính phủ Mỹ ngay lập tức phản đối dữ dội chính phủ nước Cộng hòa Séc. Trên các báo chí Sec đăng rộng rãi bức thư cáo buộc của Thư ký bộ trưởng Bộ ngoại giao Colin Powell Mỹ với đồng nhiệm Cyril Svoboda thuộc bộ ngoại giao Séc về việc bán hàng cho Trung Quốc radars thụ động "Vera-E", cá nhân ông Colin Powell đã trực tiếp nói chuyện với Thủ tướng nước Cộng hòa Séc ông Vladimir Spidla, Bộ trưởng Bộ ngoại giao Mỹ đã yêu cầu hủy bỏ hợp đồng với Trung Quốc. Với áp lực như vậy,  ngày 19.05.2004, chính phủ nước Cộng hòa Séc đã hủy bỏ giấy phép xuất khẩu sang Trung Quốc các đài radars "Vera-E", sau đó thông báo cho công ty "Omnipol".

Hiện nay, Cộng hòa Séc chỉ khai thác sử dụng có một tổ hợp radar thụ động  "Vera-E". Trong tháng 11 năm 2004, đã hoàn thiện quá trình lắp ráp trang thiết bị, và tháng 12 năm đó, đài radars trinh sát chiến lược và cảnh báo sớm đã được biên chế vào quân đội Czech.

Tổ hợp đài radar "Vera-E" được đặt tại  Trung tâm trinh sát tình báo và tác chiến điện tử số 53 ở thành phố Plana, không xa thành phố Ceske Budejovice. Đơn vị trinh sát tình báo chiến lược mới với sở chỉ huy đặt tại  thành phố Opava sẵn sàng chiến đấu vào năm 2006 và được xây dựng từ các phân đội trinh sát hiện có trong Ceske Budovitse và phân đội tác chiến điện tử  EW ở  Opava.

Ngăn cản Cộng hòa Séc bán tổ hơp radars "Vera-E"  cho Trung Quốc, Hoa Kỳ lại mua chính tổ hợp radar "E-Vera"  cuối năm 2004 hoặc đầu năm 2005 nhằm mục đích nghiên cứu, khai thác và tìm giải pháp hạn chế, ngăn chặn khả năng hoặc tiêu diệt. Giá trị của hợp đồng, bao gồm cả việc duy trì và đào tạo cán bộ là 10 triệu USD. Sau này, Mỹ mua tiếp một tổ hợp radar nữa Vera-E với giá thấp hơn nhiều 4 triệu USD.