Samolotowa stacja radiolokacyjna
CD-30T (RP-21M/MA)
(LMW-KI-2984)

 

Stacja RP-21MA. Na szynie z lewej  strony fotografii, bliżej stożka centralnego, widoczny numer samolotu, na którym stację zamontowano - MiG-21MF , nr burtowy 9112.

Pomysł zastosowania stacji radiolokacyjnej na samolocie pojawił się w umysłach konstruktorów już przed II wojną światową, lecz ówczesna technika tego typu była zbyt ciężka i obszerna gabarytowo, aby wizje te ówcześnie wprowadzić w życie. Pierwsze stacje radiolokacyjne (w zasadzie były to celowniki radiolokacyjne, mające z dzisiejszego punktu widzenia, dość ograniczone możliwości), pojawiły się na pokładach samolotów już podczas działań II wojny światowej. Po jej zakończeniu szybki rozwój napędu odrzutowego a więc i osiągane coraz większe prędkości lotu, wymusiły przyspieszenie rozwoju także systemów wykrywania radiolokacyjnego. Dynamiczny rozwój elektroniki i miniaturyzacja pozwalały na konstruowanie urządzeń o coraz wyższych parametrach i wymiarach nadających się do zamontowania ich na pokładzie jednomiejscowych samolotów myśliwskich. W pierwszych założeniach radar miał wykrywać cele w czasie złych warunków pogodowych i w nocy, gdy nie było możliwości wzrokowego odnalezienia przeciwnika. Takie myślenie było spowodowane niewielkimi skutecznymi zasięgami ówczesnych radarów samolotowych, porównywalnymi do zakresu obserwacji wzrokowej w dobrych warunkach pogodowych. Sytuacja ta zmieniała się jednak bardzo szybko a radary sukcesywnie uzyskiwały możliwości odnalezienia celu w każdych warunkach, na odległościach wielu kilometrów.

Stacja RP-21MA, widok z prawej i od góry. Wyraźnie widoczna budowa szyn, na których radar był wysuwany z wnętrza kadłuba.

Radar lotniczy CD-30 (RP-21) powstał z przeznaczeniem do zastosowania na projektowanym samolocie myśliwskim MiG-21, wcześniej jednak przetestowano go i wprowadzono do użycia na samolocie przechwytującym Su-9, dostosowując urządzenie parametrami technicznymi do tej konstrukcji i oznaczając RP-9U. Zanim radar ten przystosowano do zamontowania na docelowym myśliwcu - MiG-21, zdążono do eksploatacji wprowadzić odmiany wyposażone jedynie w radiodalmierz SRD-5/M (odmiany bez radaru nosiły oznaczenie fabryczne E-6). Były to MiG-21F i MiG-21F-13. Docelowy radar oznaczono RP-21M i zamontowano na odmianie MiG-21P (pierechwadczik – przechwytujący), która pierwsze testy w locie przechodziła od 1958 roku. Wersje wyposażone w stację radiolokacyjną oznaczono jako E-7. Produkcję seryjną samolotów tej odmiany rozpoczęto pod koniec 1960 roku na potrzeby ZSRR a od 1963 roku w dopracowanej wersji MiG-21PF dla Związku Radzieckiego i na sprzedaż do krajów zaprzyjaźnionych. Radar RP-21M produkowano także w odmianach RP-21MA i R-2L, ten ostatni przeznaczony do produkcji licencyjnej w Indiach. Radary tego typu montowano na samolotach w odmianach MiG-21P, MiG-21PF, MiG-21PFM, MiG-21R. Kolejne wersje tego myśliwca otrzymały unowocześniony radar RP-22. Były to MiG-21S. MiG-21SM, MiG-21M, MiG-21MF oraz MiG-21bis a także wczesne odmiany MiG-23 (S i MS), choć dla Polski samoloty MiG-21M i MiG-21MF zakupiono ze starszym radarem, RP-21MA.

Warto przyjrzeć się możliwościom stacji radiolokacyjnej RP-21M/MA, bowiem samoloty MiG-21 z tym radarem były podstawą obrony polskiego nieba od 1964 roku do końca lat 90-tych, pamiętając jednak, iż jest to konstrukcja z początku lat 60-tych, w swoim czasie będąca urządzeniem o wysokich parametrach.

Stacja RP-21MA w widoku z tyłu i od boku

Stacja radiolokacyjna RP-21M (CD-30T) miała za zadanie dozór przestrzeni powietrznej, wykrywanie celów powietrznych i ich zwalczanie za pomocą pocisków K-5MS (RS-2US) oraz K-13A (R-3S) i umożliwiała :

- obserwację przestrzeni powietrznej w przedniej półsferze samolotu w azymucie po 30 stopni od osi samolotu oraz po 12 stopni w górę lub w dół.

- półautomatyczne przechwycenie celu oraz automatyczne jego śledzenie w odległości a także we współrzędnych kątowych

- zobrazowanie celu na wskaźniku CD-34A w kabinie pilota

- pozwalała na identyfikację "swój-obcy" (zobrazowanie odpowiedzi na ekranie stacji) przy współpracy z zewnętrznym urządzeniem "Chrom-nikiel"

- celowanie i odpalanie kierowanych pocisków rakietowych

- automatyczne wypracowanie i przekazanie na wskaźnik strefy skutecznego odpalenia w zależności od wysokości lotu, prędkości zbliżania się do celu oraz wskazanego typu pocisków rakietowych

- automatyczne wyliczenie niebezpiecznej odległości i prędkości zbliżania do celu / komendy wyjścia z ataku

- normalną pracę w warunkach zakłóceń impulsowych przeciwnika podczas przeszukiwania przestrzeni, automatycznego śledzenia a także podczas zakłóceń biernych (pułapek, dipoli antyradiolokacyjnych) stosowanych przez cel

- sygnalizowania stosowania przez cel ciągłych zakłóceń szumowych, przełączenie stacji na automatyczne śledzenie tego typu źródła zakłóceń i jego zobrazowanie na wskaźniku radaru w kabinie. Tym samym źródło zakłóceń stawało się celem, automatycznie śledzonym przez stację

- automatyczne przejście na normalny tryb pracy po ustaniu zakłóceń szumowych

- automatyczne fotografowanie wskaźnika stacji radiolokacyjnej podczas lotu, co 2,5 sekundy

Stacja RP-21M pracowała w pięciu podstawowych trybach. Były to:

- obserwacja (poszukiwanie celu)

- celowanie (automatyczne śledzenie celu)

- nieruchoma wiązka

- obserwacja i automatyczne śledzenie źródła ciągłych zakłóceń szumowych

- wielozakresowa autokontrola działania stacji

 Widok od tyłu stacji radiolokacyjnej RP-21MA

 

Ogólna charakterystyka

Stacja zapewniała obserwację przestrzeni powietrznej w przedniej półsferze w azymucie po 30 stopni (w prawo i w lewo), w trzech równych poziomych strefach – górna, środkowa i dolna, o rozpiętości po 8 stopni każda. Antena stacji była stabilizowana w kącie przechylenia w granicach plus/minus 70 stopni, co wykluczało możliwość „zgubienia celu” przy dużych kątach przechylenia podczas lotu. Po uchwyceniu celu pilot naciska przycisk „Przechwycenie” na drążku sterowym, od tego momentu stacja automatycznie śledzi cel bez ingerencji pilota. Stacja automatycznie eliminuje niesynchroniczne zakłócenia impulsowe przeciwnika, stąd pilot może nawet nie wiedzieć, iż cel stosuje tego typu zakłócenia. Układ ochrony przed zakłóceniami biernymi (np. dipole) rozpoznaje tego typu elementy utrudniające prace radaru, automatycznie eliminuje je i pomija ich wpływ na działanie stacji. W warunkach przeciwdziałań szumowych, pilot naciska przycisk „Zakłócenia”, stacja przechodzi w tryb pracy, w którym na ekranie tworzony jest znacznik „sztucznego” celu, namierza źródło zakłóceń traktując je jak cel bieżący i prowadzi jego ciągłe śledzenie. W tym trybie stacja nie podaje odległości do celu. Po ustaniu tego typu zakłóceń (np. w przypadku zestrzelenia celu), stacja automatycznie przełącza się na standardowy tryb poszukiwania celu i jego śledzenia. Podczas lotu na małych wysokościach, włącza się system ochrony przed impulsami odbitymi od ziemi –  stacja automatycznie wyłącza dolną strefę obserwacji.

W warunkach widzialności optycznej, przy dużych zakłóceniach, utrudniających pracę radaru według wskazań wyświetlacza, włącza się tryb nieruchomej wiązki. W tych warunkach stacja działa tak samo jak w warunkach celowania, z wyjątkiem kanału sterowania anteną. Tryb ten w stacji RP-21MA (skalibrowanej z celownikiem optycznym) wykorzystano do naprowadzania pocisku powietrze-ziemia H-66.

Stacja RP-21M tworzy obraz przestrzeni przez równomierne poruszanie anteny w górę, w dół, na prawo i na lewo oraz przez wirowanie stożkowe. Radar sumuje wszystkie dostarczone dane i za pomocą złożonej odchylająco-wirującej wiązki, tworzy obraz dozorowanej przestrzeni na wskaźniku. Antena stacji jest dwu-reflektorowa, paraboliczna z odwracaną polaryzacją. Przed promiennikiem anteny znajduje się reflektor paraboliczny zaś za nim płaska użebrowana antena. Impuls fali radaru jest kierowany na antenę paraboliczną, odbijającą falę w kierunku anteny płaskiej, zaś ta poruszając się, kieruje wiązkę w pożądana stronę.

 
Widok na użebrowaną stronę wewnętrzną pokrywy anteny radaru (znajdującą się bezpośrednio pod stożkiem wlotowym)

Widok na użebrowaną antenę radaru - zwykle zakrytą pokrywą

Widok na spodnią stronę anteny radaru oraz fragment elementów jej mechaniki 

 

Stacja radiolokacyjna RP-21MA

Unowocześniona stacja RP-21M sprzężona z celownikiem optycznym ASP-PF, została nazwana RP-21MA. Rozszerzono w ten sposób taktyczne możliwości samolotu przechwytującego, pozwalając na stosowanie oprócz pocisków kierowanych K-5MS (RS-2US) i K-13A (R-3S) także uzbrojenia niekierowanego i działek lotniczych (również przy zastosowaniu zasobnika GP-9 montowanego pod kadłubem). Opracowano także do tej odmiany radaru pocisk powietrze-ziemia H-66, bazujący konstrukcyjnie na pocisku K-5M.

Podczas odpalania pocisków K-5MS i K-13A w przypadku braku widoczności, celowanie odbywa się zwykle przy wykorzystaniu wskaźnika CD-34A (czyli wyświetlacza radaru w kabinie pilota). Natomiast jeśli cel jest widoczny wzrokowo, można używać celownika optycznego
ASP-PF. W tych warunkach dane do strzelania wypracowuje stacja RP-21MA i przekazuje je automatycznie do celownika. W trybie tym stacja wprowadza też bieżącą odległość do celu w zakresie 1,2 km -13,5 km z dokładnością do 1,5 %. Podczas użycia uzbrojenia niekierowanego i działek, celowanie odbywa się za pomocą ASP-PF zaś stacja RP-21MA prowadzi pomiar odległości w granicach 600 m – 2000 m a dane przekazuje do celownika. Aby zapewnić wzajemną współpracę RP-21MA i celownika ASP-PF, konieczne było wprowadzenie wielu zmian w blokach elektronicznych stacji.

 

Dane taktyczno-techniczne RP-21M

- zasięg wykrywania (obserwacji) – zależny od warunków lotu i rodzaju celów – około 20 km

- skuteczny zasięg śledzenia -13 km (RP-21MA - 13,5 km)

- moc w impulsie, maksymalna – 100kW

- czas odświeżania obserwacji przestrzeni – co 1,7 - 2,5 sekundy

- czas gotowości do pracy po włączeniu zasilania – 3-4 minuty

- martwa strefa obserwacji - 600m (RP-21MA - 500m)

- masa stacji, bez zasilania – 163 kg

 

Tekst i fotografie : Jarosław Sobociński

Konsultacja : ppłk pil. Bogdan Nowak

 

Tekst na podstawie publikacji „Samolotowa stacja radiolokacyjna RP-21M i RP-21MA.Opis techniczny”,MON.DWL,Poznań,1972, oraz „MiG-21, cz.1”, Jefim Gordon, Władimir Klimow, dodatek miesięcznika „Kryła Rodiny” Nr 1/1994.

 

Na prośbę pasjonatów lotnictwa i modelarzy, poniżej zamieszczam więcej fotografii szczegółów stacji radiolokacyjnej RP-21MA

 
Bloki elektroniczne stacji w widoku z góry

Widok na miejsce połączenia bloku antenowego ze stacją. Żółtym kolorem pomalowano sekcje falowodu.


Widok od dołu i z lewej

Widok na spodnią część bloków elektronicznych

Widok na dolną i częściowo prawą stronę

Ujęcie na spód stacji centralnie od tyłu

Ujęcie na tylny panel stacji RP-21MA

Widok bloku mechaniki z wewnętrzną konstrukcją anteny. Na żółto pomalowane są elementy falowodu.

Nieco inne ujęcie bloku mechaniki obrotu anteny

Wymiary anteny. Średnica to 520 mm. Na powierzchni znajduje się 48 żłobków o wysokości 10 mm i w odległości 11 mm od siebie

Blok mechaniki antenowej od tylu. Wyraźnie widoczne trójramienne mocowanie bloku obrotu anteny do ramy stacji RP-21MA.

Inne ujęcie szczegółów bloku mechaniki obrotu anteny

Blok mechaniki antenowej w zbliżeniu części tylnej

Spojrzenie pod nieco innym kątem na blok mechaniki obrotu anteny

Stacja RP-21MA zamocowana na ramie do przeglądu technicznego

***