Переносных зенитно ракетных комплексов пзрк. Пзрк "игла": характеристики, история создания
С целью обеспечения ускоренного оснащения сухопутных войск высокоэффективным оружием одновременно с продолжением разработки комплекса «Игла» были развернуты работы по созданию упрощенного переносного ЗРК «Игла-1» (SA-16 «Gimlet») с применением в ЗУР доработанной тепловой ГСН от ракеты комплекса "Стрела-3". Испытания ПЗРК 9К310 «Игла-1» проводились в период с 15 января но 9 июля 1980 г. Комплекс был принят на вооружение в марте 1981 г.
ПЗРК 9К310 Игла-1 - видео
По сравнению с переносным ЗРК "Стрела-3" вероятность поражения одной ракетой истребителя F-4, летящего со скоростью 310 м/с, при стрельбе навстречу увеличилась с 0,09 до 0,59, вдогон (при скорости цели 260 м/с) - с 0,07 до 0.44. Максимальные скорости поражаемых целей увеличились с 310 до 360 м/с при стрельбе навстречу, с 260 до 320 м/с - вдогон. Верхняя граница зоны поражения возросла с 2200 до 2500 м.
Для улучшения динамики наведения ЗУР в упрежденную точку встречи с целью в тепловую ГСН были введены дополнительная схема, формирующая команду для разворота ракеты на начальном участке полета, и электронный переключатель режимов "вдогон-навстречу". Для обеспечения послестартового разворота в рулевом отсеке ракеты были установлены миниатюрные импульсные твердотопливные двигатели. Ракета наводится на цель по методу пропорционального сближения. Серийное производство боевых средств комплекса 9К310 велось на Ковровском заводе им. В. Л. Дегтярева.
ПЗРК «Игла-1» состоит из боевого оборудования (пусковая труба 9П322 с пусковым механизмом 9П519-1 и зенитная управляемая ракета 9М313), средств опознавания и целеуказания (переносной электронный планшет 1Л15-1 и наземный радиолокационный запросчик 1Л14-1), средств связи (радиостанция Р-157 и приемник Р-157П). Для проверки технического состояния и параметров зенитных ракет и пускового устройства используются средства технического обслуживания, включающие подвижный контрольный пункт 9В886 и комплект контрольно-проверочной аппаратуры для баз и арсеналов 9Ф387М.
Для подготовки стрелков-зенитчиков служат учебно-тренировочные средства, включающие полевой тренажер стрелков-зенитчиков 9Ф634, тренировочно-практический комплект 9Ф634, комплект контроля пуска. ЗУР 9М313 выполнена но аэродинамической схеме «утка» и представляет собой тело цилиндрической формы со сферическим обтекателем. Для снижения аэродинамического сопротивления впереди тепловой ГСН был размещен небольшой конический обтекатель, закрепленный на трех наклонных стержнях, образующих своеобразный «треножник». Ракета состоит из четырех скрепленных между собой отсеков - головного, рулевого, боевого и двигательной установки. Ракета опирается центрирующими поясками, определяющими калибр, на внутренние стенки трубы.
В головном отсеке ракет размещается следящий координатор цели (СКЦ), устройство выработки команд (УВК), электронная часть (усилитель) автопилота, система стабилизации оборотов ротора гироскопа, система охлаждения фотоприемника. В качестве фотоприемника используется охлаждаемый до температуры -200" С фоторезистор на базе сурмянистого индия, максимум спектральной чувствительности которого лежит в диапазоне 3,5-5 мкм. Для охлаждения этих фоторезисторов используется сжатый азот. Глубокое охлаждение фоторезистора позволило повысить чувствительность ТГСН к излучению газовой струи реактивного двигателя и понизить чувствительность к отраженной солнечной энергии.
Рулевой отсек предназначен для размещения элементов энергопитания ракеты, автонилота и коммутирующих элементов. В корпусе рулевого отсека размещены пороховой аккумулятор давления (ПАД), обеспечивающий питание горячими газами рулевой машинки, и турбогенератор, преобразующий энергию горячих газов ПАД в электроэнергию, стабилизатор-выпрямитель, обеспечивающий выпрямление и стабилизацию питающих напряжений, датчик угловых скоростей с усилителем, рулевая машинка с рулями, блок взведения, формирующий сигнал на электровоспламенитель взрывателя после раскрытия рулей и на электровоспламенитель порохового управляющего двигателя, розетка бортразъема, обеспечивающая электрическую связь бортовой аппаратуры ракеты с пусковой трубой.
В ракете установлен пороховой управляющий двигатель, вырабатывающий горячие газы для газодинамического управления полетом ракеты на начальном участке. Боевой отсек является несущим отсеком ракеты и выполнен в виде неразъемного соединения, включающего боевую часть, взрыватель, взрывной генератор. Боевая часть осколочно-фугасно-кумулятивного действия предназначена для поражения воздушных целей и состоит из корпуса с кумулятивной воронкой, боевого (разрывного) заряда и детонатора. В боевой части использовано взрывчатое вещество с повышенным фугасным действием. Взрыватель предназначен для выдачи детонационного импульса на подрыв боевой части при встрече ракеты с целью или но истечении времени самоликвидации. Взрыватель, кроме того, обеспечивает передачу детонационного импульса от заряда боевой части к заряду взрывного генератора.
Предохранительно-детонирующее устройство служит для обеспечения безопасности в обращении с ракетой до момента его взведения после пуска ракеты. Оно включает пиротехнический предохранитель, поворотную втулку и блокирующий (инерционный) стопор.Взрывной генератор предназначен для создания детонационного импульса для подрыва топливного заряда двигательной установки и создания дополнительного поля поражения.
Труба предназначена для прицеливания, пуска ракеты и предохранения стрелка-зенитчика от воздействия пороховых газов стартового двигателя при пуске. Одновременно она служит укупоркой для ракеты при переноске, транспортировании и хранении, а также направляющей при пуске ракеты. В процессе эксплуатации ракета из трубы не извлекается и покидает трубу только при пуске.
Труба ПЗРК «Игла-1» изготавливается из стекловолокна. В ее состав входят: блок вращения, механический прицел, механизм бортразъема, розетка для стыковки пускового механизма, колодка подсоединения зональных цепей стартового двигателя, обойма крепления плечевого ремня. Блок вращения закреплен на передней части трубы и совместно с блоком разгона и синхронизации пускового механизма предназначен для разгона ротора гироскопа ТГСН. На блоке вращения трубы установлены антенны наземного радиозапросчика. Так как трубы допускают многократное использование, то число красных полос, нанесенных на блок датчиков, свидетельствует о количестве произведенных из данной трубы пусков ракет. Механический прицел состоит из откидывающихся передней и задней стоек и предназначен для прицеливания. На передней стойке закреплена мушка с отверстием. На задней стойке расположены целик с лампой световой информации, загорание которой свидетельствует о попадании излучения цели в поле зрения ТГСН, и диафрагма, которая закрывает лампу при пусках в сумерки во избежание ослепления стрелка-зенитчика.
Передний и задний срезы трубы закрыты легкосъемными крышками. В передней крышке размещены магнитопровод (кольцо из металла), являющийся арретиром ротора-магнита. Пусковой механизм предназначен для подготовки к пуску и пуска ракеты. В пусковой механизм встроен запросчик 1Л14-1, обеспечивающий опознавание целей и автоблокировку пуска ЗУР по своему самолету. Однако из-за большой ширины диаграммы направленности антенны, а также из-за наличия задних лепестков этой диаграммы, запросчик может сработать от ответчика своего самолета, пролетающего вблизи переносного ЗРК, и заблокировать пуск ракеты по противнику. В таких случаях стрелок может отключить блокировку пуска.
Переносной электронный планшет 1Л15-1 предназначен для своевременного оповещения стрелков-зенитчиков о месте нахождения, направлении движения и госпринадлежности («свой-чужой») воздушных целей. Планшет способен отображать воздушную обстановку в радиусе 12,8 км. Число одновременно отображаемых целей - 4, максимальное расстояние до пункта передачи информации - 15 км. Источником информации для планшета могут являться пункты управления ПВО в звене "дивизия-полк". Выпускались модификации «Игла-1E» и «Игла-1М», которые отличались тем, что остатки топлива при подрыве боевой части не подрывались. Кроме того, «Игла-1М» не имела радиолокационного запросчика, а "Игла-1E" имела запросчик с параметрами, определяемыми страной-заказчиком. В 1982 г. были проведены испытания комплекса «Игла», который был принят на вооружение в 1983 г.
ПЗРК является дальнейшим развитием комплекса "Игла-1" и отличается от последнего повышенной эффективностью за счет применения двухканальной головки самонаведения 9Э410, разработанной АО "ЛОМО" (главный конструктор головки О. Л. Артамонов). Головка самонаведения способна различать истинные и ложные цели в условиях постановки искусственных помех в инфракрасном диапазоне. ГСН имеет повышенную чувствительность, что повышает дальность стрельбы по целям на встречных курсах. Тепловая головка самонаведения 9Э410 имеет два канала - основной и вспомогательный. Фотоприемник основного канала представляет собой фоторезистор на основе сурмянистого индия, охлажденного до температуры -200’С. Система охлаждения фотоприемника такая же, как и у «Иглы-1». Максимум спектральной чувствительности фотоприемника основного канала лежит в диапазоне 3,5-5 мкм, что соответствует спектральной плотности излучения газовой струн реактивного двигателя.
Фотоприемник вспомогательного канала представляет собой неохлаждаемый фоторезистор на базе сернистого свинца, максимум спектральной чувствительности которого лежит в диапазоне 1,8-3 мкм, что соответствует спектральной плотности излучения помех типа ложных тепловых целей. Схема переключения ГСН 9Э410 принимает решение по правилу: если уровень сигнала фотоприемника основного канала больше уровня сигнала вспомогательного канала, то это цель, если наоборот - помеха. Применение новой тепловой ГСН позволило применить для снижения аэродинамического сопротивления не «треножник», использовавшийся на ракете комплекса «Игла-1», а изящную иглоподобную конструкцию.
Комплекс обеспечивает поражение воздушных целей на встречных и догонных курсах, отстреливающих с промежутками времени от 0,3 с и более тепловые помехи с превышением суммарной мощности излучения нал мощностью излучения цели до шести раз. При отстреле целями тепловых помех на встречных и догонных курсах одиночно или залпами (до шести штук в залпе) средняя вероятность поражения цели одной ЗУР 9М39 за пролет зоны поражения составляла 0,31 при стрельбе навстречу и 0,24 при стрельбе вдогон. В таких помеховых условиях комплекс «Игла-1» был практически неработоспособен. Позднее, в основном для ВДВ. был разработан вариант переносного ЗРК "Игла-Д" с ЗУР и пусковой трубой, который транспортируется в виде двух секций, соединяемых перед боевым применением. Это позволило улучшить "десантируемость" комплекса и обеспечить удобство его переноски.
Был также разработан блок, обеспечивающий применение двух ЗУР в пусковых трубах, для использования в наземных пусковых установках и в качестве вооружения вертолетов в комплексе «Игла-В».
Для обеспечения одновременного применения двух ЗУР разработан вариант комплекса с турелью («Джигит»), в котором стрелок-зенитчик размешается во вращающемся кресле и вручную осуществляет наведение пусковой установки на цель. Кроме тою, был разработан вариант переносного ЗРК "Игла-Н" с более мошной боевой частью. Масса комплекса возросла на 2,5 кг. За счет небольшого снижения таких показателей, как скорости поражаемых целей на встречных и догонных курсах (до 340 и 280 м/с соответственно), вероятность поражения целей увеличена на 25-50%. Переносной ЗРК "Игла-1" экспортировался за рубеж, применялся в локальных боевых действиях.
Тактико-технические характеристики ПЗРК Игла-1
Годы эксплуатации: 1981-н. в. (модификации)
Экипаж (расчёт), чел.: 1
Вес ПЗРК Игла-1
Вес ракеты в пусковой трубе - 10,8 кг
- боевых средств в боевом положении - 17
- боевой части - 1,27
Дальность поражения ПЗРК Игла-1
Верхняя граница зоны поражения - 2500 м
- Дальняя граница зоны поражения - 5000 м
- Маршевая скорость полёта ракеты - 570 м/с
- Сектор обзора головки самонаведения - 40°
- Время выхода наземного источника питания на режим (готовности к пуску) - до 5 сек.
Вероятность поражения одной ракетой цели типа «реактивный истребитель»
- навстречу - 0,59 (59 %) при скорости цели 310 м/с
- вдогон - 0,44 (44 %) при скорости цели 260 м/с
Максимальная скорость полёта цели
- навстречу - 360 м/с
- вдогон - 320 м/с
Фото ПЗРК Игла-1
Фото ОПУ Джигит с двумя ПЗРК Игла
Уже во время Второй мировой войны господство авиации над театром военных действий имело решающее значение. Современные крупные боевые операции сопровождаются применением сотен летательных аппаратов, в том числе беспилотных. Для противостояния воздушной угрозе применяются комплексы ПВО и ПРО, различающиеся по принципу действия, эффективному радиусу и степени мобильности. В 70-е годы большое распространение получили носимые портативные зенитные системы, предназначенные для противодействия средствам штурмовой фронтовой авиации, на современном этапе представленными ударными вертолетами, самолетами-штурмовиками и БПЛА.
На состоит ПЗРК «Игла». Это оружие имеет высокую эффективность, подтвержденную опытом боевого применения (пока только иностранными вооруженными силами), оно отличается простотой использования, надежностью, относительно небольшими размерами и весом.
ПЗРК в СССР
Разработка отечественных противовоздушных возможностью запуска снаряда прямо с плеча началась в СССР заблаговременно. Во второй половине 60-х годов Советская Армия располагала переносными ЗРК двух типов («Стрела» и «Стрела-2»). Это оружие имело многочисленные достоинства, в числе которых были:
Внезапность появления средств ПВО в районах, где авиация противника ранее угрозы не ощущала;
Способность поражать объекты на значительном удалении (более 4 км) и высоте, соответствующей той, на которой наиболее часто «работают» по наземным целям штурмовики («Скайхок», «Фантом» или «Скайрайдер»), - от 1500 до 3000 метров;
Быстрое приведение в боевое положение;
Простое применение и обучение персонала, в том числе и иностранного;
Относительная компактность;
Неприхотливость по отношению к условиям хранения и транспортирования.
Несмотря на высокие боевые качества, были и неприятные моменты, за которые военные специалисты критиковали ПЗРК «Стрела». «Игла» разрабатывалась как раз с целью преодоления возникавших проблем.
Бить не вдогонку, а навстречу
Главный недостаток «Стрел» состоял в их способности поражать цели после того, как они проследуют над прикрываемым объектом. Обычно вражеский самолет мог быть сбит уже после осуществления им бомбометания или ракетного залпа. Разумеется, «отомстить» обороняющиеся войска могли в том случае, если зенитчики сами уцелели. «Стрелами» можно было бить вдогонку, а армия требовала оружия, которое смогло бы поражать атакующие самолеты на встречных курсах, упреждая возможный ущерб.
В некоторых случаях, используя фактор внезапности, можно было добиться успеха, невзирая на этот конструктивный недостаток - «подловив» врага и нанеся коварный удар по пролетевшим самолетам, оставшись незамеченным. Так в 1969 году египетские войска массированно применили переносные комплексы «Стрела-2» по израильским «Фантомам», шедшим на предельно малых высотах, уничтожив шесть из них за день. Но и противник умеет учиться, поэтому уже вскоре эффективность применения советских ПЗРК снизилась, хотя польза от них все равно оставалась несомненной. Они оказывали психологическое воздействие, вынуждая вражеских летчиков постоянно метаться от малых высот к большим, нигде не чувствуя себя в безопасности. И все же нужно было искать технические возможности бить навстречу, а не вдогонку.
Правительственное задание С. П. Непобедимому
Еще один недостаток, которым обладали «Стрелы» и которого стремились избежать создатели ПЗРК «Игла», состоял в недостаточной взрывной мощности боевой головной части. Далеко не все попадания в цель гарантировали ее уничтожение и даже нанесение существенных повреждений. Живучесть штурмовиков повысилась, сопла, в которые устремлялись реактивные снаряды с тепловой головкой наведения, изготавливались из материалов, способных выдерживать сильные термические и барические воздействия, и летательные аппараты зачастую имели возможность вернуться на свой аэродром, а после ремонта вновь представляли угрозу. Сказывался и эффект «размывания» реактивной струей взрывной волны и потока поражающих элементов. С этим нужно было что-то делать.
В 1971 году правительство СССР приняло решение о создании нового комплекса, способного бороться с самыми современными и перспективными на тот момент средствами воздушного нападения тактического уровня, которыми мог располагать вероятный противник. Коломенское машиностроительное бюро стало головным предприятием проекта, смежные работы выполняли другие организации (ЦКБ аппаратостроения, НИИ и ленинградское объединение ЛОМО). Главным руководителем новой разработки вполне закономерно стал академик С. П. Непобедимый. Новое оружие получило название ПЗРК «Игла». Характеристики (по скорости цели, высоте и вероятности поражения) должны были, согласно правительственному заказу, существенно превосходить показатели «Стрелы-3» (последней модификации).
Хитрости против хитрости
Основным каналом наведения противовоздушных ракет традиционно считается тепловой след, оставляемый двигателем летательного аппарата. Такой способ определения направления снаряда был относительно прост, но имел серьезные недостатки. Сразу же после первых случаев эффективного применения против авиасредств появились устройства, предназначенные для введения в заблуждение систем тепловой локации, представлявшие собой отстреливаемые пиропатроны, создающие ложную цель. Поэтому было принято решение оснастить ПЗРК «Игла» двухканальной ИК-головкой наведения, оснащенной фотоприемниками. Разработка системы, способной отличать настоящий самолет от теплового следа тепловой «ловушки», затянулась на лишних семь лет, но увенчалась успехом. Она оказалась в техническом плане непростой, достаточно лишь упомянуть о том, что основной фотоприемник после перевода снаряда в боевое положение охлаждается до очень низкой температуры, близкой к (-200 °C). В результате этих усилий автоматическая система, оснащенная логическими схемами, сравнивает показания двух датчиков. И если уровень сигнала дополнительного канала ниже, чем основного, то цель определяется как отвлекающая, и поиск осуществляется до тех пор, пока ракета не увидит истинный объект.
Есть и еще один важный технический вопрос, решение которого существенно повысило боевую эффективность ПЗРК «Игла». Характеристики живучести современных штурмовиков зависят от места попадания снаряда, и сопло - не лучший вариант, поэтому в алгоритме наведения предусмотрена дополнительная опция, предусматривающая изменение вектора направления движения ракеты (доворот) на конечном участке траектории таким образом, чтобы удар пришелся в фюзеляж. Для осуществления этого маневра в конструкции снаряда предусмотрены дополнительные маневровые двигатели.
Система наведения и взрыватели
Инженеры КБ всемерно стремились уменьшить вес переносного комплекса «Игла». ПЗРК концептуально является оружием компактным, он предназначен для использования одним бойцом. Масса содержащегося в боевом отделении ракеты, такая же, как у «Стрелы» (1170 г), но его энергетическая (взрывная) мощность значительно выше. Кроме этого, вполне логическим решением было использование неизрасходованного топлива в качестве дополнительной поражающей силы, для чего служит особое устройство, названное взрывным генератором. По своей сути это детонатор, срабатывающий при подрыве основного заряда и переводящий режим относительно медленного горения топлива в мгновенную химическую реакцию окисления с выделением огромного количества энергии. Взрывателей два: контактный (активируется при непосредственном соприкосновении) и индукционный (улавливающий цели на расстоянии). Тип БЗУ - осколочно-фугасный.
Общее устройство и комплектация
ПЗРК «Игла», как и другие оперативно-тактического звена ПВО, представляет собой пусковую трубу, в которой укупорена ракета, с эргономичной рукоятью. Для того чтобы вылетающий реактивный снаряд не мог травмировать стрелка, процесс пуска разбит на два этапа. На первом, непосредственно после активации боеприпаса, происходит выталкивание ракеты из ствола посредством особого заряда малой мощности. После нескольких метров полета лазерный луч от пусковой установки осуществляет запуск основного (маршевого) твердотопливного двигателя. Одновременно снимается первая ступень блокировки, предотвращающая случайный взрыв головной части. Окончательно ракета приходит в боевое состояние еще через несколько секунд, пролетев до 250 метров.
Помимо самой пусковой трубы, содержащей ракету 9П322 и являющейся изделием однократного применения, комплект ПЗРК «Игла» комплектуется пусковым механизмом (9П519-1) с запросчиком 1Л14 (он дорогой и сложный, его можно использовать много раз) и электронным планшетом 1Л15-1 (для ускорения обмена оперативной информации о воздушной обстановке).
При групповом применении потребуется также мобильный контрольный пункт. Для проверки и контроля исправности системы разработан специальный комплект КПС.
Что «Игла-1» унаследовала от «Стрелы»
Во второй половине семидесятых и для исполнителей, и для заказчика стало ясно, что в установленные сроки Коломенское машиностроительное бюро не укладывается. Задержка обуславливалась отставанием в разработке изделия 9Э140 (головки самонаведения). Оно оказалось довольно сложным, его создание сопровождалось многими проблемами. Ракета практически была готова. Для того чтобы ускорить поступление образца на вооружение Советской Армии и облегчение дальнейшего усвоения новой техники, было принято решение о промежуточном варианте. ПЗРК «Игла-1», принятый госкомиссией в 1978 году, комплектовался одноканальной ГСН от «Стрелы». При этом новый комплекс отличался увеличенной мощностью заряда и намного лучшими техническими характеристиками (увеличился до 5,2 км радиус применения, появилась возможность поражения встречных целей). В 1982 году наконец были завершены испытания двухканальной головки самонаведения, ею снабдили новую переносную систему фронтовой ПВО, получившую название ПЗРК «Игла-2».
«Игла» модификаций «Д», «Н» и «С»
Миниатюрным комплекс назвать трудно, длина пусковой трубы составляет 1 м 70 см - средний человеческий рост. Особенно серьезные возражения начали поступать от десантников, требовавших большей компактности. Для них была создана специальная уменьшенная «Игла». ПЗРК в сложенном положении стала короче на 60 см.
Модификация «Н» отличалась повышенной бризантной мощностью головной части. Это же свойство характерно и для третьей версии комплекса, получившей индекс «С». Но помимо усиленной осколочно-фугасной боеголовки, ракета имеет двойной взрыватель (в том числе бесконтактный) и еще одно важное качество, из-за которого так и названо устройство. «С» - значит «складной», в транспортном положении - пополам.
Характеристики
ТТХ ПЗРК «Игла» впечатляют и вполне соответствуют требованиям стремительного XXI века. Скорость ракеты на пути к цели - свыше 2100 км/ч. На расстоянии в 5200 м самолет или вертолет, летящий со скоростью до 1150 км/ч на высоте до 2500 м, может быть поражен вдогонку с вероятностью в 63%.
При ведении огня на встречном курсе скорость цели может быть и большей, до 1300 км/ч. Перевести из транспортного в боевое состояние переносной комплекс можно всего за 13 секунд.
Все эти сухие цифры означают потрясающие возможности, которыми обладает всего один солдат, вооруженный ПЗРК 9К38 «Игла». Он может бороться с низколетящими объектами, такими как ударные вертолеты или крылатые ракеты, которые по причине настильности траектории представляют большую опасность для наземных войск.
Кроме того, система управления в состоянии отличать враждебные летательные аппараты благодаря встроенной системе распознавания «свой-чужой».
Особых слов заслуживает и простота применения ПЗРК «Игла». Инструкция по боевому применению не содержит большого числа пунктов, пуск можно производить из любого положения, в том числе и с борта движущейся машины. После того как оператор обнаружил цель, он, направив стартовую трубу на объект, нажимает кнопку «Пуск». Далее все происходит в считанные секунды, остается лишь следить за полетом ракеты, если для этого, конечно, есть время.
Опыт применения
На вооружении армий более чем четырех десятков стран состоит зенитная переносная система ПЗРК «Игла». Применение ее иракскими войсками в 1991 году вызвало потерю ВВС коалиции нескольких самолетов, что продемонстрировало высокую эффективность этого вида российского оружия даже в условиях практически полного подавления средств ПВО и воздушного господства атакующей стороны. За прошедшие два с лишним десятилетия в разных регионах планеты возникали многие вооруженные конфликты и войны. В большинстве из них та или иная сторона использовала ПЗРК «Игла». Фото боевиков и правительственных солдат с характерными «трубами», а также поврежденной и уничтоженной авиатехники наглядно иллюстрируют смертоносную мощь этого относительно небольшого средства противовоздушной обороны.
В постсоветской истории с популярностью «Иглы» может поспорить разве что прославленный «Калашников». Известно о последнем крупном контракте на поставку крупной партии этих комплексов для вооруженных сил Малайзии. Продолжается совершенствование конструкции системы, приведшее к увеличению до шести километров радиуса боевого применения «Иглы» модификации «Супер». Этими ПЗРК, а также новыми, пока еще секретными образцами, будет полностью перевооружена российская армия в ближайшее время.
ЗРС С-300ВМ «Антей-2500»
Единственная в мире мобильная система ПВО, которая может перехватывать баллистические ракеты малой и средней дальности (до 2500 км). Еще «Антей» может сбить современный самолет, в том числе невидимку Staelth. Цель «Антей» мижет поразить одновременно четырьмя или двумя ракетами ЗУР 9М83 (9М83М) (в зависимости от используемой пусковой установки). Помимо российской армии концерн «Алмаз — Антей» поставляет «Антей» в Венесуэлу; подписан также контракт с Египтом. А вот Иран в 2015 году отказался от него в пользу ЗРК С-300.
ЗРС С-300В
Войсковая самоходная зенитная ракетная система С-З00В несет два типа ракет. Первый — 9М82 для того, чтобы сбивать баллистические «Першинги» и авиационные ракеты типа SRAM, а также далеко летящие самолеты. Второй — 9М83, для поражения летательных аппаратов и баллистических ракет типа «Ланс» и Р-17 «Скад».
Автономная ЗРС «Тор»
Носящая гордое имя скандинавского божества ЗРК «Тор» может прикрыть не только пехоту и технику, но и здания и промышленные объекты. «Тор» защищает, в том числе, от высокоточного оружия, управляемых авиабомб и беспилотников противника. При этом система сама контролирует обозначенное воздушное пространство и самостоятельно сбивает все воздушные цели, не опознанные системой «свой-чужой». Поэтому она им называется автономной.
Зенитно-ракетный комплекс «Оса» и его модификации «Оса-АК» и «Оса-АКМ»
С 60-х годов XX века «Оса» стоит на вооружении советской, а впоследствии российской армии и армий стран СНГ, а также более 25 стран дальнего зарубежья. Она способна защитить сухопутные войска от самолетов, вертолетов и крылатых ракет противника, действующих на предельно малых, малых и средних высотах (до 5 м на удалении до 10 км).
ЗРК МД-ПС повышенной скрытности функционирования
Скрытность МД-ПС обеспечивается за счет использования оптических средств обнаружения и наведения ракеты по инфракрасному излучению цели в диапазоне волн 8−12 мкм. Система обнаружения имеет круговой обзор и может одновременно найти до 50 целей и выбрать самые опасные. Наведение осуществляется по принципу «выстрелил-забыл» (ракетами с головками самонаведения, которые «видят» цель).
«Тунгуска»
Зенитный пушечный ракетный комплекс «Тунгуска» — это ПВО ближнего радиуса действия. В бою она прикрывает пехоту от вертолетов и штурмовой авиации, действующих на малых высотах, и обстреливает легкобронированную сухопутную и плавучую технику. Огонь она открывает не только с места, но и в движении — только бы не было тумана и снегопада. Кроме ракет ЗУР9М311 «Тунгуска» оснащена зенитными автоматами 2А38, которые могут развернуться к небу до угла в 85 градусов.
«Сосна — РА»
Лёгкий мобильный буксируемый зенитный пушечно-ракетный комплекс «Сосна-РА», как и «Тунгуска», оснащена зенитным автоматом, который поражает цели на высоте до 3 км. Но главное достоинство «Сосны-РА» — гиперзвуковая ракета 9М337 «Сосна-РА», которая стреляет уже по целям на высоту до 3500 метров. Дальность поражения составляет от 1,3 до 8 км. «Сосна-РА» — легкий комплекс; это значит, что его можно поставить на любую платформу, которая выдержит ее вес — грузовики Урал-4320, КамАЗ-4310 и другие.
Новинки
Зенитная ракетная система большой и средней дальности С-400 «Триумф»
Поражение целей на большой дальности в российской армии обеспечивает, в том числе, ЗРС С-400 «Триумф». Она предназначена для уничтожения средств воздушно-космического нападения, и способна перехватить цель на расстоянии более 200 километров и на высоте до 30 км. На вооружении российской армии «Триумф» стоит с 2007 года.
«Панцирь-С1»
ЗРПК «Панцирь-С1» приняли на вооружение в 2012 году. Его автоматические пушки и управляемые ракеты с радиокомандным наведением с инфракрасным и радиолокационным слежением позволяют обезвредить любую цель в воздухе, не суше и на воде. «Панцирь-С1» вооружен 2 зенитными пушками и 12 ракетами класса «земля-воздух».
ЗРК «Сосна»
Мобильный зенитный ракетный комплекс ближнего радиуса действия «Сосна» — это последняя российская новинка; на вооружение комплекс поступит только в конце этого года. Она имеет две части — бронебойного и осколочно-стержневого действия, то есть может бить и по бронетехнике, укреплениям и кораблям, сбивать крылатые ракеты, беспилотники и высокоточное оружие. Наводится «Сосна» лазером: ракета летит по лучу.
В структуре войсковой противовоздушной обороны важное место занимают переносные зенитные ракетные комплексы (ПЗРК). Вооружение этого класса дополняет иные системы ПВО, обеспечивая усиленную защиту от нападения с воздуха. Первые серийные ПЗРК современного облика появились в шестидесятых годах, и до сих пор остаются на вооружении армий мира. Продолжается дальнейшее развитие таких систем. За счет использования новых технологий и идей удается значительно повышать характеристики ПЗРК и, как следствие, защищенность войск от нападения с воздуха. Рассмотрим последние проекты ПЗРК, созданные в ведущих странах мира.
Россия – «Игла-С» и «Верба»
В вооруженных силах России и некоторых других государств широкое распространение получили ПЗРК семейства «Игла». Самой новой системой семейства является комплекс 9К338 «Игла-С», разработанный в КБ Машиностроения (г. Коломна) и принятый на вооружение в начале двухтысячных годов. В этом проекте использовались некоторые идеи, заимствованные из предыдущих проектов семейства, а кроме того применены несколько новых технологий и решений. С помощью такого подхода к конструированию удалось обеспечить возможность поражения различных целей, в том числе крылатых ракет и БПЛА, как вдогон, так и на встречных курсах.
Как и предыдущие отечественные ПЗРК, система «Игла-С» имеет несколько основных агрегатов. Боевые средства включают в себя транспортно-пусковой контейнер с ракетой, источником питания и баллоном хладагента, а также многоразовый пусковой механизм, присоединяемый к контейнеру перед применением. Кроме того, в состав комплекса входят подвижной контрольный пункт, а также контрольно-поверочная и учебная аппаратура.
В составе комплекса «Игла-С» используется управляемая ракета 3М342 с твердотопливным двигателем и инфракрасной головкой самонаведения. Для обнаружения цели используются два фотоприемника, работающие в разных диапазонах. Для упрощения конструкции ракеты система управления имеет только одну пару рулей, которая применяется для управления как по тангажу, так и по рысканью. Во время полета ракета вращается вокруг продольной оси, а маневрирование осуществляется за счет своевременного отклонения рулей на нужный угол.
Ракета 3М342 имеет длину 1,635 м и диаметр корпуса 72 мм. Стартовый вес – 11,7 кг, общая масса комплекса – 19 кг. Изделие оснащается двумя (стартовый и маршевый) твердотопливными двигателями. Ракета развивает скорость до 600 м/с, и способна поражать цели на дальностях до 6 км и высотах в диапазоне 10-3500 м. На встречных курсах ракета может поражать цели, движущиеся со скоростью до 400 м/с, на догонных – до 320 м/с. Ракета оснащается осколочно-фугасной боевой частью весом 2,5 кг с контактным и дистанционным взрывателями. Система управления ракеты использует т.н. схему смещения – ракета наводится не на сопло двигателя, а на корпус цели.
В 2001 году ПЗРК 9К338 «Игла-С» прошел государственные испытания, а в 2002-м был принят на вооружение. Тогда же начались поставки серийного новой модели. По некоторым данным, производство систем «Игла-С» продолжается до сих пор. Некоторое количество таких ПЗРК поставлялось зарубежным государствам: Азербайджану, Венесуэле, Вьетнаму, Ираку и т.д.
Летом 2014 года стало известно о начале поставок серийных ПЗРК новой модели 9К333 «Верба». Как и ряд других подобных систем, «Верба» разрабатывалась коломенскими специалистами. Создание нового комплекса велось, как минимум, с середины прошлого десятилетия. Ориентировочно в 2007 году начались его испытания. В течение нескольких следующих лет продолжалась разработка и доводка новой системы. С 2012 года Завод им. Дегтярева (г. Ковров) выпускал ракеты нового комплекса, а первая серийная партия, предназначенная для поставок в войска, была изготовлена весной прошлого года.
Большая часть сведений о комплексе «Верба» пока не оглашалась. Более того, остается неизвестным даже внешний вид этой системы. По некоторым данным, новый ПЗРК оснащается инфракрасной трехдиапазонной головкой самонаведения и имеет более высокие характеристики в сравнении с предыдущими отечественными системами этого класса. Так, максимальная дальность стрельбы оценивается в 6-6,5 км, максимальная высота поражения цели – до 4-4,5 км. Более точные сведения отсутствуют.
США – FIM-92 Stinger
С начала восьмидесятых годов вооруженные силы США и ряда зарубежных государств используют ПЗРК FIM-92 Stinger. За прошедшие десятилетия этот комплекс прошел несколько модернизаций, направленных на повышение его характеристик. Прежде всего. доработкам подвергались системы наведения и управления, что привело к заметному росту характеристик. Кроме того, предпринимаются определенные меры, направленные на увеличение срока службы.
Комплексы Stinger всех модификаций имеют схожий состав. В составе этих ПЗРК используются зенитная ракета в транспортно-пусковом контейнере, пусковой механизм, оптический прицел для визуального предварительного наведения ракеты, блок с электрической батареей и хладагентом, а также аппаратура опознавания «свой-чужой».
Ракеты ПЗРК FIM-92 всех модификаций строятся по схеме «утка» и оснащаются твердотопливными ракетными двигателями. На ракетах применяются двухдиапазонные инфракрасные головки самонаведения. В последних проектах модернизации предусматривается использование ГСН, работающих как в инфракрасном, так и в ультрафиолетовом диапазоне. Подобная аппаратура обеспечивает более эффективное обнаружение цели и менее подвержена действию помех.
Ракеты всех модификаций имеют длину около 1500 мм и диаметр корпуса 70 мм. Стартовый вес ракеты – около 10 кг. В боевом положении комплекс весит порядка 15-16 кг. Используемый твердотопливный ракетный двигатель обеспечивает скорость полета до 700-750 м/с. Для поражения цели используется осколочно-фугасная боевая часть весом 2,3 кг. Последние модификации комплекса Stinger способны лететь на дальность до 8 км и поражать цели на высотах до 3,5 км.
Комплекс FIM-92 Stinger был принят на вооружение армии США в 1981 году и вскоре вытеснил аналогичные системы своего класса. Кроме того, ПЗРК Stinger поставлялся в большое количество зарубежных стран. Такие системы активно использовались в различных вооруженных конфликтах, начиная с боев за Фолклендские острова. Существуют проекты использования ракет «Стингер» в качестве оружия наземных ЗРК. Кроме того, подобное вооружение может использоваться авиационной техникой нескольких типов.
Великобритания – Starstreak
В 1997 году Великобритания приняла на вооружение ПЗРК Starstreak, разрабатывавшийся с середины восьмидесятых годов. В этом комплексе предлагалось использовать ряд оригинальных идей. Любопытной особенностью комплекса является возможность выполнения в трех конфигурациях: переносной, облегченной станковой и самоходной. При этом все варианты оснащаются одинаковой аппаратурой и применяют одну и ту же ракету.
Основным элементом ПЗРК Starstreak является управляемая ракета Starstreak HVM (High Velocity Missile – «Высокоскоростная ракета»). Как и другие изделия своего класса, эта ракета поставляется в транспортно-пусковом контейнере, который стыкуется с другими элементами комплекса. Ракета Starstreak HVM имеет большие отличия от иного зенитного оружия. Вместо традиционной осколочно-фугасной боевой части на ней устанавливается оригинальная, состоящая из трех боевых самостоятельных частей. В головной части ракеты крепятся три стреловидных поражающих элемента, которые оснащаются собственными системами наведения и осколочно-фугасными боевыми частами.
По некоторым причинам авторы проекта из компании Thales Air Defence решили использовать в комплексе Starstreak полуактивное лазерное наведение. Перед пуском и до момента поражения цели оператор комплекса должен удерживать на атакуемом объекте прицельную марку, подсвечивая его лазерным лучом. По некоторым данным, в вариантах самоходного и станкового ЗРК может использоваться автоматическое сопровождение цели.
После обнаружения и взятия цели на сопровождение оператор должен производить пуск, продолжая слежение за целью. При помощи стартового двигателя ракета выходит из контейнера и включает маршевый двигатель. С помощью последнего ракета преодолевает некоторое расстояние до цели. После выработки заряда твердого топлива производится сброс трех стреловидных поражающих элементов. Они, используя собственные системы, находят цель и наводятся на нее. Утверждается, что применение трех стреловидных элементов позволяет повысить вероятность поражения цели. Попав в самолет или вертолет противника, стреловидный боеприпас пробивает его обшивку и повреждает внутренние агрегаты, а затем взрывается, увеличивая ущерб.
Ракета Starstreak HVM имеет длину 1,37 м и максимальный диаметр корпуса 130 мм. Вес транспортно-пускового контейнера с ракетой – около 14 кг. Стреловидные поражающие элементы длиной 45 см и диаметром 2 см оснащены небольшими стабилизаторами и рулями. Общая масса трех миниатюрных боевых частей, устанавливаемых на поражающие элементы, – около 900 г. ЗРК Starstreak может поражать цели на дальностях до 6 км и высотах до 5 км.
Ракеты Starstreak HVM могут использоваться в зенитных комплексах нескольких типов. В первую очередь это переносной вариант, в котором применяется пусковой механизм и некоторое другое оборудование. Кроме того, существует модификация LML, основой которой является легкий станок для трех контейнеров с ракетами и аппаратуры наведения. Для установки на самоходные шасси предлагается боевой модуль Starstreak SP с креплениями для восьми контейнеров и набором специального оборудования.
Основным эксплуатантом ПЗРК Starstreak являются вооруженные силы Великобритании. С начала двухтысячных годов некоторое количество систем этого семейства было поставлено зарубежным государствам: Индонезии, Таиланду и ЮАР.
Франция – Mistral
С конца восьмидесятых годов французские военные используют ПЗРК Mistral, разработанный компанией Matra BAE Dynamics (ныне входит в состав концерна MBDA). В середине девяностых появилась обновленная модификация комплекса, имеющая более высокие характеристики в сравнении с базовой версией. Кроме того, на основе этого ПЗРК были разработаны несколько вариантов зенитных систем, отличающихся друг от друга базовыми машинами и т.д.
Несмотря на все усилия разработчиков, ракета комплекса Mistral получилась довольно тяжелой – ее стартовый вес достигает 18,7 кг. Масса ракеты с транспортно-пусковым контейнером – 24 кг. По этой причине авторам проекта пришлось использовать любопытное решение, которое компенсирует большой вес ракеты, однако значительно снижает мобильность комплекса в сравнении с иными системами своего класса. Все агрегаты переносной версии комплекса монтируются на станке особой конструкции. На опоре-треноге крепится вертикальная стойка с небольшим сиденьем для оператора и держателями для транспортно-пускового контейнера ракеты. Кроме того, на стойке крепятся прицельные приспособления. При помощи такого станка оператор может наводить ракету в двух плоскостях.
Ракета комплекса Mistral имеет стандартную для таких изделий компоновку и комплектацию. При этом не обошлось без оригинальных идей. Так, головной обтекатель ракеты имеет форму многогранной пирамиды, что улучшает аэродинамические характеристики в сравнении с традиционными сферическими обтекателями. Инфракрасная ГСН построена на основе приемного устройства мозаичного типа, благодаря чему может находить цели со сниженным уровнем излучения, а также отличать их от помех и отраженного излучения.
ПЗРК Mistral комплектуется одной из самых крупных ракет своего класса. Ее длина достигает 1,86 м, диаметр корпуса – 90 мм, а вес с транспортно-пусковым контейнером – 24 кг. Ракета оснащается стартовым и маршевым твердотопливными двигателями. Маршевая силовая установка разгоняет ракету до 800 м/с. Обеспечивается захват цели типа «самолет» на дальностях до 6 км, что равно максимальной дальности полета ракеты. Максимальная высота поражения – 3 км. При использовании комплекса Mistral для атаки иных целей, например вертолетов, максимальные дальность и высота обнаружения и поражения сокращаются. Поражение цели производится при помощи осколочно-фугасной боевой части весом 3 кг. Боевая часть оснащена контактным и дистанционным лазерным взрывателями.
Несмотря на большие габариты и отсутствие серьезных преимуществ перед иными современными аналогами, комплекс Mistral французского производства заинтересовал не только вооруженные силы Франции, но и военных других государств. Этот ПЗРК в различных модификациях поставлялся в 25 стран мира. В интересах зарубежных армий производились как системы в
базовой комплектации, так и зенитные комплексы, выполненные на базе самоходных шасси.
Китай – FN-6
В конце девяностых годов Шанхайская академия космических технологий занялась проектом нового переносного зенитного ракетного комплекса. Новую разработку под названием FN-6 впервые продемонстрировали в 2000 году. К этому времени комплекс изготавливался серийно и поставлялся в части Народно-освободительной армии Китая. Позже были подписаны контракты на поставку таких систем зарубежным государствам.
По общей архитектуре и составу ПЗРК FN-6 является типичным представителем вооружения своего класса. Он включает в себя транспортно-пусковой контейнер с ракетой, пусковой механизм и набор специального оборудования. Как и другие ракеты этого класса, боеприпас комплекса FN-6 оснащается инфракрасной ГСН. Применяется фотоприемник с четырьмя ячейками, принимающими излучение цели. ГСН прикрыта пирамидальным обтекателем. По некоторым данным, головка самонаведения китайской разработки способна находить цель при использовании активных помех.
Ракета длиной 1,49 м диаметром 71 мм весит 10,8 кг. Масса готового к использованию комплекса – 16 кг. Ракета покидает контейнер при помощи стартового двигателя, после чего включается маршевый. Твердотопливный маршевый двигатель разгоняет ракету до скорости порядка 600 м/с. Обеспечивается поражение целей на дальностях до 6 км и высотах 15-3800 м. При стрельбе на встречных курсах ПЗРК FN-6 может поражать цели, движущиеся со скоростью до 800 м, при стрельбе вдогон скорость цели ограничена 500 м/с. В полете ракета может маневрировать с перегрузкой до 18 единиц.
ПЗРК FN-6 создавался по заказу Народно-освободительной армии Китая, которая получила оружие первых серийных партий. В дальнейшем такое вооружение приобрели несколько зарубежных государств: Малайзия, Камбоджа, Судан, Пакистан, Сирия и т.д.
Известно о разработке модернизированных вариантов комплекса FN-6. Так, в 2006 году был впервые представлен комплекс FN-16 с повышенными характеристиками. По некоторым данным, ракета этого ПЗРК оснащается двухдиапазонной головкой самонаведения, что значительно повышает ее устойчивость к помехам. Также были созданы иные модификации комплекса.
По материалам:
http://rbase.new-factoria.ru/
http://pvo.guns.ru/
http://militaryrussia.ru/blog/topic-544.html
Василин Н.Я., Гуринович А.Л. Зенитные ракетные комплексы. – Мн.: ООО «Попурри», 2002
Классификация и боевые свойства зенитных ракетных комплексов
Зенитное ракетное оружие относится к ракетному оружию класса «земля-воздух» и предназначено для уничтожения средств воздушного нападения противника зенитными управляемыми ракетами (ЗУР). Оно представлено различными системами.
Система зенитного ракетного оружия (зенитная ракетная система) - совокупность зенитного ракетного комплекса (ЗРК) и средств, обеспечивающих его применение.
Зенитный ракетный комплекс - совокупность функционально связанных боевых и технических средств, предназначенных для поражения воздушных целей зенитными управляемыми ракетами.
В состав ЗРК входят средства обнаружения, опознавания и целеуказания, средства управления полетом ЗУР, одна или несколько пусковых установок (ПУ) с ЗУР, технические сред- сва и электрические источники питания.
Техническую основу ЗРК составляет система управления ЗУР. В зависимости от принятой системы управления различают комплексы телеуправления ЗУР, самонаведения ЗУР, комбинированного управления ЗУР. Каждый ЗРК обладает определенными боевыми свойствами, особенностями, совокупность которых может служить классификационными признаками, позволяющими отнести его к определенному типу.
К боевым свойствам ЗРК относятся всепогодность, помехозащищенность, мобильность, универсальность, надежность, степень автоматизации процессов ведения боевой работы и др.
Всепогодностъ - способность ЗРК уничтожать воздушные цели в любых погодных условиях. Различают ЗРК всепогодные и невсепогодные. Последние обеспечивают уничтожение целей при определенных погодных условиях и времени суток.
Помехозащищенность - свойство, позволяющее ЗРК уничтожать воздушные цели в условиях помех, создаваемых противником для подавления электронных (оптических) средств.
Мобильность - свойство, проявляющееся в транспортабельности и времени перехода из походного положения в боевое и из боевого в походное. Относительным показателем мобильности может служить суммарное время, необходимое для смены стартовой позиции в заданных условиях. Составной частью мобильности является маневренность. Наиболее мобильным считается комплекс, обладающий большей транспортабельностью и требующий меньшего времени на совершение маневра. Мобильные комплексы могут быть самоходными, буксируемыми и переносными. Немобильные ЗРК называют стационарными.
Универсальность - свойство, характеризующее технические возможности ЗРК уничтожать воздушные цели в большом диапазоне дальностей и высот.
Надежность - способность нормально функционировать в заданных условиях эксплуатации.
По степени автоматизации различают зенитные ракетные комплексы автоматические, полуавтоматические и неавтоматические. В автоматических ЗРК все операции по обнаружению, сопровождению целей и наведению ракет выполняются автоматами без участия человека. В полуавтоматических и неавтоматических ЗРК в решении ряда задач принимает участие человек.
Зенитные ракетные комплексы различают по числу целевых и ракетных каналов. Комплексы, обеспечивающие одновременное сопровождение и обстрел одной цели, называются одноканальными, а нескольких целей - многоканальными.
По дальности стрельбы комплексы подразделяются на ЗРК дальнего действия (ДД) с дальностью стрельбы более 100 км, средней дальности (СД) с дальностью стрельбы от 20 до 100 км, малой дальности (МД) с дальностью стрельбы от 10 до 20 км и ближнего действия (БД) с дальностью стрельбы до 10 км.
Тактико-технические характеристики зенитного ракетного комплекса
Тактико-технические характеристики (ТТХ) определяют боевые возможности ЗРК. К ним относятся: назначение ЗРК; дальности и высоты поражения воздушных целей; возможности уничтожения целей, летящих с различными скоростями; вероятности поражения воздушных целей при отсутствии и наличии помех, при стрельбе по маневрирующим целям; число целевых и ракетных каналов; помехозащищенность ЗРК; работное время ЗРК (время реакции); время перевода ЗРК из походного положения в боевое и наоборот (время развертывания и свертывания ЗРК на стартовой позиции); скорость передвижения; боекомплект ракет; запас хода; массовые и габаритные характеристики и др.
ТТХ задаются в тактико-техническом задании на создание нового образца ЗРК и уточняются в процессе полигонных испытаний. Значения показателей ТТХ обусловлены конструктивными особенностями элементов ЗРК принципами их работы.
Назначение ЗРК - обобщенная характеристика, указывающая на боевые задачи, решаемые посредством данного типа ЗРК.
Дальность поражения (стрельбы) - дальность, на которой цели поражаются с вероятностью не ниже заданной. Различают минимальную и максимальную дальности.
Высота поражения (стрельбы) - высота, на которой цели поражаются с вероятностью не ниже заданной. Различают минимальную и максимальную высоты.
Возможность уничтожения целей, летящих с различными скоростями, - характеристика, указывающая на предельно допустимое значение скоростей полета целей, уничтожаемых в заданных диапазонах дальностей и высоты их полета. Величина скорости полета цели обуславливает значения необходимых перегрузок ракеты, динамических ошибок наведения и вероятность поражения цели одной ракетой. При больших скоростях цели возрастают необходимые перегрузки ракеты, динамические ошибки наведения, уменьшается вероятность поражения. В результате уменьшаются значения максимальной дальности и высоты уничтожения целей.
Вероятность поражения цели - численная величина, характеризующая возможность поражения цели при заданных условиях стрельбы. Выражается числом от 0 до 1.
Цель может быть поражена при стрельбе одной или несколькими ракетами, поэтому рассматривают соответствующие вероятности поражения Р; и Рп .
Целевой канал - совокупность элементов ЗРК, обеспечивающая одновременное сопровождение и обстрел одной цели. Различают ЗРК одно- и многоканальные по цели. N-канальный по цели комплекс позволяет одновременно обстреливать N целей. В состав целевого канала входят визир и устройство определения координат цели.
Ракетный канал - совокупность элементов ЗРК, обеспечивающая одновременно подготовку к старту, старт и наведение одной ЗУР на цель. В состав ракетного канала входят: пусковое устройство (пусковая установка), устройство подготовки к старту и старта ЗУР, визир и устройство определения координат ракеты, элементы устройства формирования и передачи команд управления ракетой. Составной частью ракетного канала является ЗУР. ЗРК, состоящие на вооружении, являются одно- и многоканальными. Одноканальными выполняются переносные комплексы. Они позволяют одновременно наводить на цель только одну ракету. Многоканальные по ракете ЗРК обеспечивают одновременный обстрел одной или нескольких целей несколькими ракетами. Такие ЗРК имеют большие возможности по последовательному обстрелу целей. Для получения заданного значения вероятности уничтожения цели ЗРК имеет 2-3 ракетных канала на один целевой канал.
В качестве показателя помехозащищенности используются: коэффициент помехозащищенности, допустимая плотность мощности помехи на дальней (ближней) границе зоны поражения в районе постановщика помехи, при которой обеспечивается своевременное обнаружение (вскрытие) и уничтожение (поражение) цели, дальность открытой зоны, дальность, начиная с которой цель обнаруживается (вскрывается) на фоне помех при постановке постановщиком помехи.
Работное время ЗРК (время реакции) - интервал времени между моментом обнаружения воздушной цели средствами ЗРК и пуском первой ракеты. Оно определяется временем, которое затрачивается на поиск и захват цели и на подготовку исходных данных для стрельбы. Работное время ЗРК зависит от конструктивных особенностей и характеристик ЗРК от уровня подготовки боевого расчета. Для современных ЗРК его величина находится в пределах от единиц до десятков секунд.
Время перевода ЗРК из походного положения в боевое - время с момента подачи команды на перевод комплекса в боевое положение до готовности комплекса к открытию огня. Для ПЗРК это время минимальное и составляет несколько секунд. Время перевода ЗРК в боевое положение определяется исходным состоянием его элементов, режимом перевода и видом источника электропитания.
Время перевода ЗРК из боевого положения в походное - время с момента подачи команды на перевод ЗРК в походное положение до окончания построения элементов ЗРК в походную колонну.
Боевой комплект (бк) - количество ракет, установленных на один ЗРК.
Запас хода - предельное расстояние, которое может пройти автотранспортное средство ЗРК, израсходовав полную заправку топлива.
Массовые характеристики - предельные массовые характеристики элементов (кабин) ЗРК и ЗУР.
Габаритные характеристики - предельные внешние очертания элементов (кабин) ЗРК и ЗУР, определяемые наибольшей шириной, длиной и высотой.
Зона поражения ЗРК
Зона поражения комплекса - область пространства, в пределах которой обеспечивается поражение воздушной цели зенитной управляемой ракетой в расчетных условиях стрельбы с заданной вероятностью. С учетом эффективности стрельбы она определяет досягаемость комплекса по высоте, дальности и курсовому параметру.
Расчетные условия стрельбы - условия, при которых углы закрытия позиции ЗРК равны нулю, характеристики и параметры движения цели (ее эффективная отражающая поверхность, скорость и др.) не выходят за заданные пределы, атмосферные условия не мешают наблюдению за целью.
Реализуемая зона поражения - часть зоны поражения, в которой обеспечивается поражение цели определенного типа в конкретных условиях стрельбы с заданной вероятностью.
Зона обстрела - пространство вокруг ЗРК, в котором обеспечивается наведение ракеты на цель.
Рис. 1. Зона поражения ЗРК: вертикальное (а) и горизонтальное (б) сечение
Зона поражения изображается в параметрической системе координат и характеризуется положением дальней, ближней, верхней и нижней границ. Основные ее характеристики: горизонтальная (наклонная) дальность до дальней и ближней границ d d (D d) и d(D), минимальная и максимальная высоты H mn и Н max , предельный курсовой угол q max и максимальный угол места s max . Горизонтальная дальность до дальней границы зоны поражения и предельный курсовой угол определяют предельный параметр зоны поражения Р пред т. е. максимальный параметр цели, при котором обеспечивается ее поражение с вероятностью не ниже заданной. Для многоканальных по цели ЗРК характерной величиной также является параметр зоны поражения Р стро, до которого количество проводимых стрельб по цели не менее, чем при нулевом параметре ее движения. Типичное сечение зоны поражения вертикальной биссекторной и горизонтальной плоскостями показано на рисунке.
Положение границ зоны поражения определяется большим количеством факторов, связанных с техническими характеристиками отдельных элементов ЗРК и контура управления в целом, условиями стрельбы, характеристиками и параметрами движения воздушной цели. Положение дальней границы зоны поражения определяет потребную дальность действия СНР.
Положение реализуемой дальней и нижней границ зоны поражения ЗРК может также зависеть и от рельефа местности.
Зона пуска ЗУР
Чтобы встреча ракеты с целью произошла в зоне поражения, пуск ракеты необходимо производить заблаговременно с учетом подлетного времени ракеты и цели до точки встречи.
Зона пуска ракет - область пространства, при нахождении цели в которой в момент пуска ракет обеспечивается их встреча в зоне поражения ЗРК. Для определения границ зоны пуска необходимо из каждой точки зоны поражения отложить в сторону, обратную курсу цели, отрезок, равный произведению скорости цели Vii на полетное время ракеты до данной точки. На рисунке наиболее характерные точки зоны пуска соответственно обозначены буквами а", 6" в" г" д".
Рис. 2. Зона пуска ЗРК (вертикальное сечение)
При сопровождении цели СНР текущие координаты точки встречи, как правило, вычисляются автоматически и отображаются на экранах индикаторов. Пуск ракеты производится при нахождении точки встречи в границах зоны поражения.
Гарантированная зона пуска - область пространства, при нахождении цели в которой в момент пуска ракеты обеспечивается ее встреча с целью в зоне поражения независимо от вида противоракетного маневра цели.
Состав и характеристики элементов зенитных ракетных комплексов
В соответствии с решаемыми задачами функционально необходимыми элементами ЗРК являются: средства обнаружения, опознавания ЛА и целеуказания; средства управления полетом ЗУР; пусковые установки и пусковые устройства; зенитные управляемые ракеты.
Для борьбы с низколетящими целями могут применяться переносные зенитные ракетные комплексы (ПЗРК).
При использовании в составе ЗРК («Пэтриот», С-300) многофункциональных РЛС они выполняют роль средств обнаружения, опознавания, устройств сопровождения ЛА и наводимых на них ракет, устройств передачи команд управления, а также станций подсвета цели для обеспечения работы бортовых радиопеленгаторов.
Средства обнаружения
В зенитных ракетных комплексах в качестве средств обнаружения ЛА могут использоваться радиолокационные станции, оптические и пассивные пеленгаторы.
Оптические средства обнаружения (ОСО). В зависимости от места расположения источника излучения лучистой энергии оптические средства обнаружения подразделяются на пассивные и полуактивные. В пассивных ОСО, как правило, используется лучистая энергия, обусловленная нагревом обшивки ЛА и работающими двигателями, либо световая энергия Солнца, отраженная от ЛА. В полуактивных ОСО на наземном пункте управления располагается оптический квантовый генератор (лазер), энергия которого используется для зондирования пространства.
Пассивное ОСО представляет собой телевизионно-оптический визир, в состав которого входят передающая телевизионная камера (ПТК), синхронизатор, каналы связи, видеоконтрольное устройство (ВКУ).
Телевизионно-оптический визир преобразует поток световой (лучистой) энергии, идущей от ЛА, в электрические сигналы, которые передаются по кабельной линии связи и используются в ВКУ для воспроизведения переданного изображения ЛА, находящегося в поле зрения объектива ПТК.
В передающей телевизионной трубке оптическое изображение преобразуется в электрическое, при этом на фотомозаике (мишени) трубки возникает потенциальный рельеф, отображающий в электрической форме распределение яркости всех точек ЛА.
Считывание потенциального рельефа происходит электронным лучом передающей трубки, который под действием поля отклоняющих катушек движется синхронно с электронным лучом ВКУ. На сопротивлении нагрузки передающей трубки возникает видеосигнал изображения, который усиливается предварительным усилителем и по каналу связи поступает на ВКУ. Видеосигнал после усиления в усилителе подается на управляющий электрод приемной трубки (кинескопа).
Синхронизация движения электронных лучей ПТК и ВКУ осуществляется импульсами строчной и кадровой разверток, которые не смешиваются с сигналом изображения, а передаются по отдельному каналу.
Оператор наблюдает на экране кинескопа изображения ЛА, находящихся в поле зрения объектива визира, а также визирные метки, соответствующие положению оптической оси ТОВ по азимуту (b) и углу места (e), в результате чего могут быть определены азимут и угол места ЛА.
Полуактивные ОСО (лазерные визиры) по своей структуре, принципам построения и выполняемым функциям почти полностью аналогичны радиолокационным. Они позволяют определять угловые координаты, дальность и скорость цели.
В качестве источника сигнала используется лазерный передатчик, запуск которого осуществляется импульсом синхронизатора. Световой сигнал лазера излучается в пространство, отражается от ЛА и принимается телескопом.
Радиолокационные средства обнаружения
Узкополосный фильтр, стоящий на пути отраженного импульса, уменьшает воздействие посторонних источников света на работу визира. Отраженные от ЛА световые импульсы попадают на светочувствительный приемник, преобразуются в сигналы видеочастоты и используются в блоках измерения угловых координат и дальности, а также для отображения на экране индикатора.
В блоке измерения угловых координат вырабатываются сигналы управления приводами оптической системы, которые обеспечивают как обзор пространства, так и автоматическое сопровождение ЛА по угловым координатам (непрерывное совмещение оси оптической системы с направлением на ЛА).
Средства опознавания ЛА
Средства опознавания позволяют определить государственную принадлежность обнаруженного ЛА и отнести его к категории «свой-чужой». Они могут быть совмещенными и автономными. В совмещенных устройствах сигналы запроса и ответа излучаются и принимаются устройствами РЛС.
Антенна РЛС обнаружения «Top-M1» Оптические средства обнаружения
Радиолокационно-оптические средства обнаружения
На «своем» ЛА устанавливается приемник запросных сигналов, принимающий закодированные сигналы запроса, посылаемые РЛС обнаружения (опознавания). Приемник декодирует запросный сигнал и при соответствии этого сигнала установленному коду выдает его в передатчик сигналов ответа, установленный на борту «своего» ЛА. Передатчик вырабатывает закодированный сигнал и посылает его в направлении РЛС, где он принимается, декодируется и после преобразования выдается на индикатор в виде условной метки, которая высвечивается рядом с отметкой от «своего» ЛА. ЛА противника на запросный сигнал РЛС не отвечает.
Средства целеуказания
Средства целеуказания предназначены для приема, обработки и анализа информации о воздушной обстановке и определения последовательности обстрела обнаруженных целей, а также передачи данных о них на другие боевые средства.
Информация об обнаруженных и опознанных ЛА, как правило, поступает от РЛС. В зависимости от вида оконечного устройства средств целеуказания анализ информации о ЛА осуществляется автоматически (при использовании ЭВМ) или вручную (оператором при использовании экранов электронно-лучевых трубок). Результаты решения ЭВМ (счетно-решающего прибора) могут отображаться на специальных пультах, индикаторах или в виде сигналов для принятия оператором решения об их дальнейшем использовании либо передаваться на другие боевые средства ЗРК автоматически.
Если в качестве оконечных устройств используется экран, то отметки от обнаруженных ЛА отображаются световыми знаками.
Данные целеуказания (решения на обстрел целей) могут передаваться как по кабельным линиям, так и по радиолиниям связи.
Средства целеуказания и обнаружения могут обслуживать как одно, так и несколько подразделений ЗРВ.
Средства управления полетом ЗУР
При обнаружении и опознавании ЛА анализ воздушной обстановки, а также порядок обстрела целей осуществляет оператор. При этом в работе средств управления полетом ЗУР участвуют устройства измерения дальности, угловых координат, скорости, формирования команд управления и передачи команд (командная радиолиния управления), автопилот и рулевой тракт ракеты.
Устройство измерения дальности предназначено для измерения наклонной дальности до ЛА и ЗУР. Определение дальности основано на прямолинейности распространения электромагнитных волн и постоянстве их скорости. Дальность может быть измерена локационными и оптическими средствами. Для этого используется время прохождения сигнала от источника излучения до ЛА и обратно. Время может быть измерено по запаздыванию отраженного от ЛА импульса, величиной изменения частоты передатчика, величиной изменения фазы радиолокационного сигнала. Информация о дальности до цели используется для определения момента пуска ЗУР, а также для выработки команд управления (для систем с телеуправлением).
Устройство измерения угловых координат предназначено для измерения угла места (е) и азимута (b) ЛА и ЗУР. В основу измерения положено свойство прямолинейного распространения электромагнитных волн.
Устройство измерения скорости предназначено для измерения радиальной скорости движения ЛА. В основу измерения положен эффект Доплера, заключающийся в изменении частоты отраженного сигнала от движущихся объектов.
Устройство формирования команд (УФК) управления предназначено для выработки электрических сигналов, величина и знак которых соответствуют величине и знаку отклонения ракеты от кинематической траектории. Величина и направление отклонения ЗУР от кинематической траектории проявляются в нарушении связей, обуславливаемых характером движения цели и методом наведения на нее ЗУР. Меру нарушения этой связи называют параметром рассогласования A(t).
Величина параметра рассогласования измеряется средствами сопровождения ЗРК, которые на основании A(t) формируют соответствующий электрический сигнал в виде напряжения или тока, называемый сигналом рассогласования. Сигнал рассогласования является основной составляющей при формировании команды управления. Для повышения точности наведения ракеты на цель в состав команды управления вводятся некоторые сигналы коррекции. В системах телеуправления при реализации метода трех точек для сокращения времени вывода ракеты в точку встречи с целью, а также уменьшения ошибок наведения ракеты на цель в состав команды управления могут вводиться сигнал демпфирования и сигнал компенсации динамических ошибок, обусловленных движением цели, массой (весом) ракеты.
Устройство передачи команд управления (командные радиолинии управления). В системах телеуправления передача команд управления с пункта наведения на бортовое устройство ЗУР осуществляется посредством аппаратуры, образующей командную радиолинию управления. Эта линия обеспечивает передачу команд управления полетом ракеты, разовых команд, изменяющих режим работы бортовой аппаратуры. Командная радиолиния представляет собой многоканальную линию связи, число каналов которой соответствует числу передаваемых команд при одновременном управлении несколькими ракетами.
Автопилот предназначен для стабилизации угловых движений ракеты относительно центра масс. Кроме того, автопилот является составной частью системы управления полетом ракеты и управляет положением самого центра масс в пространстве в соответствии с командами управления.
Пусковые установки, пусковые устройства
Пусковые установки (ПУ) и пусковые устройства - специальные устройства, предназначенные для размещения, прицеливания, предстартовой подготовки и пуска ракеты. ПУ состоит из пускового стола или направляющих, механизмов наводки, средств горизонтирования, проверочно-пусковой аппаратуры, источников электропитания.
Пусковые установки различают по виду старта ракет - с вертикальным и наклонным стартом, по подвижности - стационарные, полустационарные (разборные), подвижные.
Стационарная пусковая установка C-25 с вертикальный стартом
Переносной зенитный ракетный комплекс «Игла»
Пусковая установка переносного зенитного ракетного комплекса «Блоупайп» с тремя направляющими
Стационарные ПУ в виде пусковых столов монтируются на специальных бетонированных площадках и перемещению не подлежат.
Полу стационарные ПУ при необходимости могут разбираться и после транспортировки устанавливаться на другой позиции.
Подвижные ПУ размещаются на специальных транспортных средствах. Применяются в мобильных ЗРК и выполняются в самоходном, буксируемом, носимом (переносном) вариантах. Самоходные ПУ размещаются на гусеничных или колесных шасси, обеспечивая быстрый переход из походного положения в боевое и обратно. Буксируемые ПУ устанавливаются на гусеничных или колесных несамоходных шасси, перевозятся тягачами.
Переносные пусковые устройства выполняются в виде пусковых труб, в которые устанавливается ракета перед пуском. Пусковая труба может иметь прицельное устройство для предварительного нацеливания и пусковой механизм.
По количеству ракет, находящихся на пусковой установке, различают одинарные ПУ, спаренные и т. д.
Зенитные управляемые ракеты
Зенитные управляемые ракеты классифицируются по количеству ступеней, аэродинамической схеме, способу наведения, типу боевого заряда.
Большинство ЗУР могут быть одно- и двухступенчатыми.
По аэродинамической схеме различают ЗУР, выполненные по нормальной схеме, по схеме «поворотное крыло», а также по схеме «утка».
По способу наведения различают самонаводящиеся и телеуправляемые ЗУР. Самонаводящейся называется ракета, на борту которой установлена аппаратура управления ее полетом. Телеуправляемыми называют ЗУР, управляемые (наводимые) наземными средствами управления (наведения).
По типу боевого заряда различают ЗУР с обычными и ядерными боевыми частями.
Самоходная ПУ ЗРК «Бук» с наклонный стартом
Полустационарная ПУ ЗРК С-75 с наклонным стартом
Самоходная ПУ ЗРК С-300ПМУ с вертикальным стартом
Переносные зенитные ракетные комплексы
ПЗРК предназначены для борьбы с низколетящими целями. В основу построения ПЗРК может быть положена пассивная система самонаведения («Стингер», «Стрела-2, 3», «Игла»), радиокомандная система («Блоупайп»), система наведения по лазерному лучу (RBS-70).
ПЗРК с пассивной системой самонаведения включают в себя пусковую установку (пусковой контейнер), пусковой механизм, аппаратуру опознавания, зенитную управляемую ракету.
Пусковая установка представляет собой герметичную трубу из стеклопластика, в которой хранится ЗУР. Труба герметична. Снаружи трубы располагаются прицельные приспособления для подготовки пуска ракеты и пусковой механизм.
Пусковой механизм («Стингер») включает в себя электрическую батарею питания аппаратуры как самого механизма, так и головки самонаведения (до пуска ракеты), баллон с хладагентом для охлаждения приемника теплового излучения ГСН во время подготовки ракеты к пуску, коммутирующее устройство, обеспечивающее необходимую последовательность прохождения команд и сигналов, индикаторное устройство.
Аппаратура опознавания включает в себя антенну опознавания и электронный блок, в состав которого входят приемопередающее устройство, логические схемы, вычислительное устройство, источник питания.
Ракета (FIM-92A) одноступенчатая, твердотопливная. Головка самонаведения может работать в ИК и ультрафиолетовом диапазонах, приемник излучения охлаждается. Совмещение оси оптической системы ГСН с направлением на цель в процессе ее сопровождения осуществляется с помощью гироскопического привода.
Пуск ракеты из контейнера производится с помощью стартового ускорителя. Маршевый двигатель включается, когда ракета удалится на расстояние, при котором исключается поражение стрелка-зенитчика струей работающего двигателя.
В состав радиокомандных ПЗРК входят транспорт- но-пусковой контейнер, блок наведения с аппаратурой опознавания и зенитная управляемая ракета. Сопряжение контейнера с расположенной в нем ракетой и блоком наведения осуществляется в процессе подготовки ПЗРК к боевому применению.
На контейнере размещены две антенны: одна - устройства передачи команд, другая - аппаратуры опознавания. Внутри контейнера находится сама ракета.
Блок наведения включает в себя монокулярный оптический прицел, обеспечивающий захват и сопровождение цели, ИК-устройство измерения отклонения ракеты от линии визирования цели, устройство выработки и передачи команд наведения, программное устройство подготовки и производства пуска, запросчик аппаратуры опознавания «свой-чужой». На корпусе блока имеется контроллер, применяемый при наведении ракеты на цель.
После пуска ЗУР оператор сопровождает ее по излучению хвостового ИК-трассера с помощью оптического прицела. Вывод ракеты на линию визирования осуществляется вручную или автоматически.
В автоматическом режиме отклонение ракеты от линии визирования, измеренное ИК-устройством, преобразуется в команды наведения, передаваемые на борт ЗУР. Отключение ИК-устройства производится через 1-2 с полета, после чего ракета наводится в точку встречи вручную при условии, что оператор добивается совмещения изображения цели и ракеты в поле зрения прицела, изменяя положение выключателя контроля. Команды управления передаются на борт ЗУР, обеспечивая ее полет по требуемой траектории.
В комплексах, обеспечивающих наведение ЗУР по лазерному лучу (RBS-70), для наведения ракеты на цель в хвостовом отсеке ЗУР размещаются приемники лазерного излучения, которые вырабатывают сигналы, управляющие полетом ракеты. В состав блока наведения входят оптический прицел, устройство формирования лазерного луча с изменяемой в зависимости от удаления ЗУР фокусировкой.
Системы управления зенитными ракетами Системы телеуправления
Системами телеуправления называются такие, в которых движение ракеты определяется наземным пунктом наведения, непрерывно контролирующим параметры траектории цели и ракеты. В зависимости от места формирования команд (сигналов) управления рулями ракеты эти системы делятся на системы наведения по лучу и командные системы телеуправления.
В системах наведения по лучу направление движения ракеты задается с помощью направленного излучения электромагнитных волн (радиоволн, лазерного излучения и др.). Луч модулируется таким образом, чтобы при отклонении ракеты от заданного направления ее бортовые устройства автоматически определяли сигналы рассогласования и вырабатывали соответствующие команды управления ракетой.
Примером применения такой системы управления с телеориентированием ракеты в лазерном луче (после ее вывода в этот луч) является многоцелевой ракетный комплекс ADATS, разработанный швейцарской фирмой «Эрликон» совместно с американской «Мартин Мариэтта». Считается, что такой способ управления по сравнению с командной системой телеуправления первого вида обеспечивает на больших дальностях более высокую точность наведения ракеты на цель.
В командных системах телеуправления команды управления полетом ракеты вырабатываются на пункте наведения и по линии связи (линии телеуправления) передаются на борт ракеты. В зависимости от способа измерения координат цели и определения ее положения относительно ракеты командные системы телеуправления делятся на системы телеуправления первого вида и системы телеуправления второго вида. В системах первого вида измерение текущих координат цели осуществляется непосредственно наземным пунктом наведения, а в системах второго вида - бортовым координатором ракеты с последующей их передачей на пункт наведения. Выработка команд управления ракетой как в первом, так и во втором случае осуществляется наземным пунктом наведения.
Рис. 3. Командная система телеуправления
Определение текущих координат цели и ракеты (например, дальности, азимута и угла места) осуществляется радиолокационной станцией сопровождения. В некоторых комплексах эта задача решается двумя радиолокаторами, один из которых сопровождает цель (радиолокатор 7 визирования цели), а другой - ракету (радиолокатор 2 визирования ракеты).
Визирование цели основано на использовании принципа активной радиолокации с пассивным ответом, т. е. на получении информации о текущих координатах цели из радиосигналов, отраженных от нее. Сопровождение цели может быть автоматическим (АС), ручным (PC) или смешанным. Чаще всего визиры цели имеют устройства, обеспечивающие различные виды сопровождения цели. Автоматическое сопровождение осуществляется без участия оператора, ручное и смешанное - с участием оператора.
Для визирования ракеты в таких системах, как правило, применяются радиолокационные линии с активным ответом. На борту ракеты устанавливается приемопередатчик, излучающий ответные импульсы на импульсы запроса, посылаемые пунктом наведения. Такой способ визирования ракеты обеспечивает ее устойчивое автоматическое сопровождение, в том числе и при стрельбе на значительные дальности.
Измеренные значения координат цели и ракеты подаются в устройство выработки команд (УВК), которое может выполняться на базе ЭЦВМ или в виде аналогового счетно-решающего прибора. Формирование команд осуществляется в соответствии с выбранным методом наведения и принятым параметром рассогласования. Выработанные для каждой плоскости наведения команды управления шифруются и радиопередатчиком команд (РПК) выдаются на борт ракеты. Эти команды принимаются бортовым приемником, усиливаются, дешифруются и через автопилот в виде определенных сигналов, определяющих величину и знак отклонения рулей, выдаются на рули ракеты. В результате поворота рулей и появления углов атаки и скольжения возникают боковые аэродинамические силы, которые изменяют направление полета ракеты.
Процесс управления ракетой осуществляется непрерывно до ее встречи с целью.
После вывода ракеты в район цели, как правило, с помощью неконтактного взрывателя решается задача выбора момента подрыва боевой части зенитной управляемой ракеты.
Командная система телеуправления первого вида не требует увеличения состава и массы бортовой аппаратуры, обладает большей гибкостью по числу и геометрии возможных траекторий ракеты. Основной недостаток системы - зависимость величины линейной ошибки наведения ракеты на цель от дальности стрельбы. Если, например, величину угловой ошибки наведения принять постоянной и равной 1/1000 дальности, то промах ракеты при дальностях стрельбы 20 и 100 км соответственно составит 20 и 100 м. В последнем случае для поражения цели потребуется увеличение массы боевой части, а следовательно, и стартовой массы ракеты. Поэтому система телеуправления первого вида используется для поражения целей ЗУР на малых и средних дальностях.
В системе телеуправления первого вида воздействию помех подвержены каналы сопровождения цели и ракеты и линия радиоуправления. Решение проблемы повышения помехоустойчивости данной системы иностранные специалисты связывают с использованием, в том числе и комплексно, различных по диапазону частот и принципам работы каналов визирования цели и ракеты (радиолокационных, инфракрасных, визуальных и др.), а также радиолокационных станций с фазированной антенной решеткой (ФАР).
Рис. 4. Командная система телеуправления второго вида
Координатор (радиопеленгатор) цели устанавливается на борту ракеты. Он осуществляет слежение за целью и определение ее текущих координат в подвижной системе координат, связанной с ракетой. Координаты цели по каналу связи передаются на пункт наведения. Следовательно, бортовой радиопеленгатор в общем случае включает антенну приема сигналов цели (7), приемник (2), устройство определения координат цели (3), шифратор (4), передатчик сигналов (5), содержащих информацию о координатах цели, и передающую антенну (6).
Координаты цели принимаются наземным пунктом наведения и подаются в устройство выработки команд управления. От станции сопровождения (радиовизира) ракеты в УВК также поступают текущие координаты зенитной управляемой ракеты. Устройство выработки команд определяет параметр рассогласования и формирует команды управления, которые после соответствующих преобразований станцией передачи команд выдаются на борт ракеты. Для приема этих команд, их преобразования и отработки ракетой на ее борту устанавливается такая же аппаратура, как и в системах телеуправления первого вида (7 - приемник команд, 8 - автопилот). Достоинства системы телеуправления второго вида заключаются в независимости точности наведения ЗУР от дальности стрельбы, повышении разрешающей способности по мере приближения ракеты к цели и возможности наведения на цель требуемого числа ракет.
К недостаткам системы относятся возрастание стоимости зенитной управляемой ракеты и невозможность режимов ручного сопровождения цели.
По своей структурной схеме и характеристикам система телеуправления второго вида близка к системам самонаведения.
Системы самонаведения
Самонаведением называется автоматическое наведение ракеты на цель, основанное на использовании энергии, идущей от цели к ракете.
Головка самонаведения ракеты автономно осуществляет сопровождение цели, определяет параметр рассогласования и формирует команды управления ракетой.
По виду энергии, которую излучает или отражает цель, системы самонаведения разделяются на радиолокационные и оптические (инфракрасные или тепловые, световые, лазерные и др.).
В зависимости от места расположения первичного источника энергии системы самонаведения могут быть пассивными, активными и полуактивными.
При пассивном самонаведении энергия, излучаемая или отражаемая целью, создается источниками самой цели или естественным облучателем цели (Солнцем, Луной). Следовательно, информация о координатах и параметрах движения цели может быть получена без специального облучения цели энергией какого-либо вида.
Система активного самонаведения характеризуется тем, что источник энергии, облучающий цель, устанавливается на ракете и для самонаведения ЗУР используется отраженная от цели энергия этого источника.
При полуактивном самонаведении цель облучается первичным источником энергии, расположенным вне цели и ракеты (ЗРК «Хок»).
Радиолокационные системы самонаведения получили широкое распространение в ЗРК из-за их практической независимости действия от метеорологических условий и возможности наведения ракеты на цель любого типа и на различные дальности. Они могут использоваться на всем или только на конечном участке траектории зенитной управляемой ракеты, т. е. в сочетании с другими системами управления (системой телеуправления, программного управления).
В радиолокационных системах применение пассивного способа самонаведения весьма ограничено. Такой способ возможен лишь в частных случаях, например при самонаведении ЗУР на самолет, имеющий на своем борту непрерывно работающий радиопередатчик помех. Поэтому в радиолокационных системах самонаведения применяют специальное облучение («подсвечивание») цели. При самонаведении ракеты на всем участке ее траектории полета к цели, как правило, по энергетическим и стоимостным соотношениям применяются полуактивные системы самонаведения. Первичный источник энергии (радиолокатор подсвета цели) обычно располагается на пункте наведения. В комбинированных системах применяются как полуактивная, так и активная системы самонаведения. Ограничение по дальности активной системы самонаведения происходит за счет максимальной мощности, которую можно получить на ракете с учетом возможных габаритов и массы бортовой аппаратуры, в том числе и антенны головки самонаведения.
Если самонаведение начинается не с момента старта ракеты, то с увеличением дальности стрельбы ракетой энергетические преимущества активного самонаведения по сравнению с полуактивным возрастают.
Для вычисления параметра рассогласования и выработки команд управления следящие системы головки самонаведения должны непрерывно отслеживать цель. При этом формирование команды управления возможно при сопровождении цели только по угловым координатам. Однако такое сопровождение не обеспечивает селекцию цели по дальности и скорости, а также защиту приемника головки самонаведения от побочной информации и помех.
Для автоматического сопровождения цели по угловым координатам используются равносигнальные методы пеленгации. Угол прихода отраженной от цели волны определяется сравнением сигналов, принятых по двум или более несовпадающим диаграммам направленности. Сравнение может осуществляться одновременно или последовательно.
Наибольшее распространение получили пеленгаторы с мгновенным равносигнальным направлением, в которых используется суммарно-разностный способ определения угла отклонения цели. Появление таких пеленгационных устройств обусловлено в первую очередь необходимостью повышения точности систем автоматического сопровождения цели по направлению. Такие пеленгаторы теоретически не чувствительны к амплитудным флюктуациям отраженного от цели сигнала.
В пеленгаторах с равносигнальным направлением, создаваемым путем периодического изменения диаграммы направленности антенны, и, в частности, со сканирующим лучом, случайное изменение амплитуд отраженного от цели сигнала воспринимается как случайное изменение углового положения цели.
Принцип селекции цели по дальности и скорости зависит от характера излучения, которое может быть импульсным или непрерывным.
При импульсном излучении селекция цели осуществляется, как правило, по дальности с помощью стробирующих импульсов, открывающих приемник головки самонаведения в момент прихода сигналов от цели.
Рис. 5. Радиолокационная полуактивная система самонаведения
При непрерывном излучении сравнительно просто осуществить селекцию цели по скорости. Для сопровождения цели по скорости используется эффект Доплера. Величина доплеровского смещения частоты сигнала, отраженного от цели, пропорциональна при активном самонаведении относительной скорости сближения ракеты с целью, а при полуактивном самонаведении - радиальной составляющей скорости цели относительно наземного радиолокатора облучения и относительной скорости сближения ракеты с целью. Для выделения доплеровского смещения при полуактивном самонаведении на ракете после захвата цели необходимо произвести сравнение сигналов, принятых радиолокатором облучения и головкой самонаведения. Настроенные фильтры приемника головки самонаведения пропускают в канал изменения угла только те сигналы, которые отразились от цели, движущейся с определенной скоростью относительно ракеты.
Применительно к зенитному ракетному комплексу типа «Хок» она включает радиолокатор облучения (подсвета) цели, полуактивную головку самонаведения, зенитную управляемую ракету и др.
Задачей радиолокатора облучения (подсвета) цели является непрерывное облучение цели электромагнитной энергией. В радиолокационной станции используется направленное излучение электромагнитной энергии, что требует непрерывного сопровождения цели по угловым координатам. Для решения других задач обеспечивается также сопровождение цели по дальности и скорости. Таким образом, наземная часть системы полуактивного самонаведения представляет собой радиолокационную станцию с непрерывным автоматическим сопровождением цели.
Полуактивная головка самонаведения устанавливается на ракете и включает координатор и счетно-решающий прибор. Она обеспечивает захват и сопровождение цели по угловым координатам, дальности или скорости (или по всем четырем координатам), определение параметра рассогласования и выработку команд управления.
На борту зенитной управляемой ракеты устанавливается автопилот, решающий те же задачи, что и в командных системах телеуправления.
В состав зенитного ракетного комплекса, использующего систему самонаведения или комбинированную систему управления, входят также оборудование и аппаратура, обеспечивающие подготовку и пуск ракет, наведение радиолокатора облучения на цель и т. п.
Инфракрасные (тепловые) системы самонаведения зенитных ракет используют диапазон волн, как правило, от 1 до 5 мкм. В этом диапазоне находится максимум теплового излучения большинства воздушных целей. Возможность применения пассивного способа самонаведения - основное преимущество инфракрасных систем. Система делается более простой, а ее действие - скрытым от противника. До пуска ЗУР воздушному противнику труднее обнаружить такую систему, а после пуска ракеты создать ей активную помеху. Приемник инфракрасной системы конструктивно может быть выполнен намного проще приемника радиолокационной ГСН.
Недостаток системы - зависимость дальности действия от метеорологических условий. Тепловые лучи сильно затухают при дожде, в тумане, в облаках. Дальность действия такой системы также зависит от ориентации цели относительно приемника энергии (от направления приема). Лучистый поток из сопла реактивного двигателя самолета значительно превышает лучистый поток его фюзеляжа.
Тепловые головки самонаведения получили широкое распространение в зенитных ракетах ближнего боя и малой дальности.
Световые системы самонаведения основаны на том, что большинство воздушных целей отражает солнечный или лунный свет значительно сильнее, чем окружающий их фон. Это позволяет выделить цель на данном фоне и навести на нее зенитную ракету с помощью ГСН, осуществляющей прием сигнала в диапазоне видимой части спектра электромагнитных волн.
Достоинства данной системы определяются возможностью применения пассивного способа самонаведения. Ее существенный недостаток - сильная зависимость дальности действия от метеорологических условий. При хороших метеорологических условиях световое самонаведение невозможно также в направлениях, где в поле зрения угломера системы попадает свет Солнца и Луны.
Комбинированное управление
Под комбинированным управлением понимается сочетание различных систем управления при наведении ракеты на цель. В зенитных ракетных комплексах оно применяется при стрельбе на большие дальности для получения требуемой точности наведения ракеты на цель при допустимых массовых значениях ЗУР. Возможны такие последовательные комбинации систем управления: телеуправление первого вида и самонаведение, телеуправление первого и второго вида, автономная система и самонаведение.
Применение комбинированного управления обуславливает необходимость решения таких задач, как сопряжение траекторий при переходе с одного способа управления на другой, обеспечение захвата цели головкой самонаведения ракеты в полете, использование одних и тех же устройств бортовой аппаратуры на различных этапах управления и др.
В момент перехода на самонаведение (телеуправление второго вида) цель должна находиться в пределах диаграммы направленности приемной антенны ГСН, ширина которой обычно не превосходит 5-10°. Кроме того, должно быть осуществлено наведение следящих систем: ГСН по дальности, по скорости или по дальности и скорости, если предусмотрена селекция цели по данным координатам для повышения разрешающей способности и помехозащищенности системы управления.
Наведение ГСН на цель может производиться следующими способами: по командам, передаваемым на борт ракеты с пункта наведения; включением автономного автоматического поиска цели ГСН по угловым координатам, дальности и частоте; сочетанием предварительного командного наведения ГСН на цель с последующим поиском цели.
Каждый из первых двух способов имеет свои преимущества и существенные недостатки. Задача обеспечения надежного наведения ГСН на цель в процессе полета ракеты к цели является достаточно сложной и может потребовать применения третьего способа. Предварительное наведение ГСН позволяет сузить диапазон поиска цели.
При комбинации систем телеуправления первого и второго вида после начала функционирования бортового радиопеленгатора в устройство выработки команд наземного пункта наведения может поступать информация одновременно от двух источников: станции слежения за целью и ракетой и бортового радиопеленгатора. На основе сравнения сформированных команд по данным каждого источника представляется возможным решить задачу сопряжения траекторий, а также повысить точность наведения ракеты на цель (снизить случайные составляющие ошибок путем выбора источника, взвешиванием дисперсий сформированных команд). Такой способ комбинации систем управления получил название бинарного управления.
Комбинированное управление применяется в случаях, когда требуемые характеристики ЗРК не могут быть достигнуты применением только одной системы управления.
Автономные системы управления
Автономными системами управления называются такие, в которых сигналы управления полетом вырабатываются на борту ракеты в соответствии с предварительно (до старта) заданной программой. При полете ракеты автономная система управления не получает какой-либо информации от цели и пункта управления. Такая система в ряде случаев используется на начальном участке траектории полета ракеты для вывода ее в заданную область пространства.
Элементы систем управления ракетами
Управляемая ракета - беспилотный ЛА с реактивным двигателем, предназначенный для поражения воздушных целей. Все бортовые устройства размещены на планере ракеты.
Планер - несущая конструкция ракеты, которая состоит из корпуса, неподвижных и подвижных аэродинамических поверхностей. Корпус планера обычно цилиндрической формы с конической (сферической, оживальной) головной частью.
Аэродинамические поверхности планера служат для создания подъемной и управляющих сил. К ним относятся крылья, стабилизаторы (неподвижные поверхности), рули. По взаимному расположению рулей и неподвижных аэродинамических поверхностей различают следующие аэродинамические схемы ракет: нормальная, «бесхвостка», «утка», «поворотное крыло».
Рис. б. Схема компоновки гипотетической управляемом ракеты:
1 - корпус ракеты; 2 - неконтактный взрыватель; 3 - рули; 4 - боевая часть; 5 - баки для компонентов топлива; б - автопилот; 7 - аппаратура управления; 8 - крылья; 9 - источники бортового электропитания; 10 - ракетный двигатель маршевой ступени; 11 - ракетный двигатель стартовой ступени; 12 - стабилизаторы.
Рис. 7. Аэродинамические схемы управляемых ракет:
1 - нормальная; 2 - «бесхвостка»; 3 - «утка»; 4 - «поворотное крыло».
Двигатели управляемых ракет делятся на две группы: ракетные и воздушно-реактивные.
Ракетным называется двигатель, который использует топливо, полностью находящееся на борту ракеты. Для его работы не требуется забора кислорода из окружающей среды. По виду топлива ракетные двигатели разделяются на ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ) и жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). В качестве топлива в РДТТ используются ракетный порох и смесевое твердое топливо, которые заливаются и прессуются непосредственно в камеру сгорания двигателя.
Воздушно-реактивные двигатели (ВРД) - двигатели, в которых окислителем служит кислород, забираемый из окружающего воздуха. В результате на борту ракеты содержится только горючее, что позволяет увеличить запас топлива. Недостаток ВРД - невозможность их работы в разреженных слоях атмосферы. Они могут применяться на ЛА при высотах полета до 35-40 км.
Автопилот (АП) предназначен для стабилизации угловых движений ракеты относительно центра масс. Кроме того, АП является составной частью системы управления полетом ракеты и управляет положением самого центра масс в пространстве в соответствии с командами управления. В первом случае автопилот выполняет роль системы стабилизации ракеты, во втором - роль элемента системы управления.
Для стабилизации ракеты в продольной, азимутальной плоскостях и при движении относительно продольной оси ракеты (по крену) используются три независимых канала стабилизации: по тангажу, курсу и крену.
Бортовая аппаратура управления полетом ракеты является составной частью системы управления. Ее устройство определяется принятой системой управления, реализованной в комплексе управления зенитными и авиационными ракетами.
В системах командного телеуправления на борту ракеты устанавливают устройства, составляющие приемный тракт командной радиолинии управления (КРУ). В их состав входят антенна и приемник радиосигналов команд управления, селектор команд, демодулятор.
Боевое снаряжение зенитных и авиационных ракет - сочетание боевой части и взрывателя.
Боевая часть имеет боевой заряд, детонатор и корпус. По принципу действия боевые части могут быть осколочными и осколочно-фугасными. Некоторые типы ЗУР могут оснащаться и ядерными боевыми частями (например, в ЗРК «Найк-Геркулес»).
Поражающими элементами боевой части являются как осколки, так и готовые элементы, размещенные на поверхности корпуса. В качестве боевых зарядов применяют бризантные (дробящие) взрывчатые вещества (тротил, смеси тротила с гексогеном и др.).
Взрыватели ракет могут быть неконтактными и контактными. Неконтактные взрыватели в зависимости от места положения источника энергии, используемой для срабатывания взрывателя, подразделяются на активные, полуактивные и пассивные. Кроме того, неконтактные взрыватели подразделяются на электростатические, оптические, акустические, радиовзрыватели. В зарубежных образцах ракет чаще применяются радио- и оптические взрыватели. В отдельных случаях одновременно работают оптический и радиовзрыватель, что повышает надежность подрыва боевой части в условиях электронного подавления.
В основу работы радиовзрывателя положены принципы радиолокации. Поэтому такой взрыватель представляет собой миниатюрный радиолокатор, формирующий сигнал подрыва при определенном положении цели в луче антенны взрывателя.
По устройству и принципам работы радиовзрыватели могут быть импульсными, доплеровскими и частотными.
Рис. 8. Структурная схема импульсного радиовзрывателя
В импульсном взрывателе передатчик вырабатывает высокочастотные импульсы малой длительности, излучаемые антенной в направлении цели. Луч антенны согласован в пространстве с областью разлета осколков боевой части. При нахождении цели в луче отраженные сигналы принимаются антенной, проходят приемное устройство и поступают на каскад совпадений, куда подается строб-импульс. При их совпадении выдается сигнал подрыва детонатора боевой части. Длительность строб-импульсов обуславливает диапазон возможных дальностей срабатывания взрывателя.
Доплеровские взрыватели чаще работают в режиме непрерывного излучения. Сигналы, отраженные от цели и принятые антенной, поступают на смеситель, где выделяется частота Доплера.
При заданных значениях скорости сигналы частоты Доплера проходят через фильтр и подаются на усилитель. При определенной амплитуде колебаний тока этой частоты выдается сигнал подрыва.
Контактные взрыватели могут быть электрическими и ударными. Они находят применение в ракетах малой дальности при высокой точности стрельбы, что обеспечивает подрыв боевой части при прямом попадании ракеты.
Для повышения вероятности поражения цели осколками боевой части принимаются меры по согласованию областей срабатывания взрывателя и разлета осколков. При хорошем согласовании область разлета осколков, как правило, совпадает в пространстве с областью нахождения цели.