ОТРК «Искандер»: все так, как мы предупреждали
Следующим объектом пристального рассмотрения у нас будет оперативно-тактический ракетный комплекс «Искандер». Около 15 лет комплекс ждал своего часа, ибо что толку в восхвалении оружия, если оно не применялось по назначению? И вот – не разочаровал.
Действительно, активное применение новинок вооружения дает очень большую почву для анализа и размышлений тем, против кого эти новинки могут быть использованы завтра. Есть о чем подумать в Польше, Прибалтике и других местах, где сегодня демонстрируют излишне негативное отношение к России.
Немного истории
А начиналось все… Начиналось все в конце ноября 1939 года, когда в министерство авиации Германии поступила на рассмотрение разработка Фрица Госслау из компании «Argus Motoren». Предложение содержало проект дистанционно управляемого самолета, способного нести нагрузку в 1000 кг на расстояние 500 км. Так появился прототип, из которого вышла «Фау-1», а в 1942 году впервые стартовала «Фау-2», детище Вернера фон Брауна.
Так родились первая крылатая и первая баллистическая ракеты. И обеим есть место в нашем рассказе, и крылатым, и баллистическим.
Ракета «V-2» была одноступенчатой, имела жидкостный ракетный двигатель, запускалась вертикально, имела прототип управляющего компьютера (программный механизм) с гироскопической системой управления. Крейсерская скорость полета около 6 000 км/ч на дальность более 300 км с высотой траектории 80-90 км. Боевая часть состояла из 800 кг аммотола (смесь аммиачной селитры и тротила 50/50).
Идея быстрой доставки почти тонны взрывчатки на приличное расстояние без опасности потери экипажа – понравилась всем в Рейхе.
Кстати, «V-2» стала первой в мировой истории ракетой, совершившей суборбитальный космический полет, достигнув в 1944 году высоты в 188 км. Неудивительно, что после войны «V-2» стала прототипом для разработки первых баллистических ракет во многих странах, в том числе и в СССР.
Так что по факту «Искандер» и «Фау-2» - очень близкие родственники. Они даже внешне похожи. А развитие техники позволило разместить относительно небольшую ракету на автомобильном или гусеничном шасси, сделав новый ход в развитии тактического ракетного оружия. И, несмотря на межконтинентальные баллистические ракеты, которые завоевывали мир, тактические комплексы тоже развивались.
Тактические ракеты нашли свою нишу в современном мире. Вместо элементарного снесения территорий «под ноль», тактические ракеты (даже с ядерными зарядами до 50 ктн) способны уничтожать железнодорожные узлы, аэродромы, командные пункты и узлы связи, электростанции, комплексы ПВО, мосты и склады.
Возможные отклонения от точки прицеливания очень легко компенсируются ядерным зарядом с его широкой душой.
В общем, мир осознал необходимость и обоснованность развития тактических ракет и кто мог строить – начали это делать весьма активно.
Эволюция советских ракет нам известна. Все началось в 1955 году с принятия на вооружение тактической ракеты Р-11 или «Шквал» («Scud-A») по названию в НАТО.
В 1962 году на смену Р-11 пришла ракета Р-17 («Scud-В»).
Обе ракеты разгонялись с помощью ЖРД и управлялись только на начальной стадии полета, пока работал ракетный двигатель. После окончания участка разгона боеголовка ракеты падала свободно, без какой-либо корректировки и управления.
В 1975 году на вооружение поступила «Точка», созданная великим конструктором Сергеем Павловичем Непобедимым.
Этот комплекс использовал ракету 9М79 с двигателем на твердом топливе и небольшими рулями посередине корпуса.
В 1980 году на смену «Точке» пришла «Ока», ракета 9К714 была также твердотопливной, но имела для управления решетчатые рули в кормовой части. «Ока» служила с 1980 по 2003 годы.
И вот в 2006 году на вооружение был принят оперативно-тактический комплекс «Искандер».
Комплекс вызвал много споров и кривотолков, в основном обсуждались заявленные характеристики, многие из которых подвергались сомнению. Спустя 16 лет в истории недоверия к возможностям «Искандера» начали ставить точки. Жирные точки. С большими воронками.
Баллистическая или аэробаллистическая?
Да, сегодня у ракет много подвидов, если судить по траектории полета. Есть баллистические, аэробаллистические, появились и квазибаллистические. Точнее, появился, потому что «квази» - это как раз про «Кинжал», представляющий собой весьма специфический эксперимент. Сейчас идут работы по скрещиванию «Кинжала» и «Искандера» и тогда вообще получится на выходе жуткий мутант, сводящий с ума баллистические компьютеры ПВО.
Для того, чтобы оценить «Искандер», надо вообще понимать принцип его полета.
Баллистическая траектория – это траектория полета пули, как ни странно. Или камня из катапульты. То есть, снаряд выстреливается под углом к горизонту и его полет проходит под влиянием силы гравитации по всей траектории. По мере потери скорости снаряд будет опускать нос все круче к поверхности, потому что его полет будет замедлять и гравитация, и трение о воздух. Будут страдать не только дальность, но и точность. Потому баллистические ракеты выстреливают не по пологой траектории, а по параболе с вершиной в высшей точке траектории.
Для «Искандера» это около 50 км. Средняя такая высота, можно осуществить разгон в практически безвоздушном уже пространстве верхней части стратосферы и не переживать за спутники и МКС. Да, дальность при такой траектории страдает, зато увеличивается скорость, что затрудняет перехват. Кроме того, там, наверху, можно еще рассыпать ложных целей, добавив работы вражеским системам ПВО.
Плюс на участке после разгона, когда ракета набирает огромную скорость и начинает снижение, можно очень эффективно управлять ею с помощью рулей. Благодаря высокой скорости рули не обязательно делать большими, все сделает поток набегающего воздуха, который, давя на рули, развернет корпус ракеты к набегающему потоку под нужным углом.
И тут настает время для аэродинамической составляющей. Ибо воздух, который давит на рули, при сверхзвуковой скорости, даже при малом угле атаки (1-2 градуса) создает подъемную силу, которую можно направить не только вверх, но и в стороны. А значит, ракета будет вполне нормально маневрировать, изгибая траекторию полета.
Можно задать траекторию так, что она станет полубаллистической. То есть, участок разгона до верхней точки, а затем траектория максимально растягивается на участке снижения именно за счет реализации подъемной силы при высоких скоростях за счет аэродинамики ракеты.
Таким образом, траектория ракеты с одной стороны, будет полубаллистической, так как сохраняется баллистическая кривая с участком подъема, верхней точкой и участком снижения. С другой стороны – полуаэродинамической, так как на атмосферном участке полета ракета будет использовать аэродинамическую подъемную силу для замедления снижения и увеличения дальности.
В «Искандере» сочетаются оба принципа, потому считается, что ракета летит по аэробаллистической траектории. Баллистическая часть траектории дает большую дальность и возможность использования в заатмосферном полете ложные цели разных типов. Атмосферная часть дает возможность постоянного маневрирования, пусть и за счет потери скорости.
В конце участка активного разгона «Искандер» летит со скоростью около 2000 м/с. Максимальная скорость в конце участка снижения на границе атмосферы – 2600 м/с. Скорость возле цели – 800 м/с.
Куда уходит скорость, понятно. Уходит на преодоление сопротивления воздуха при маневрировании, но увеличивает точность доставки боеголовки. Так что приводимая обычно «рабочая» высота «Искандера» в 50 км совершенно не показывает, какова траектория в действительности. Это может быть и крутая баллистическая дуга, и пологое планирование с высоты в 50 километров. Но это и правильно.
Главное – «Искандер» имеет возможность для маневрирования на любом участке траектории полета. Где за счет двигателя, где за счет рулей. Плюс комплект сбрасываемых ложных целей («Искандер-М») и модулей РЭБ.
Для того, чтобы ракета успешно преодолела всю траекторию, нужен двигатель. Именно он обеспечивает и скорость, и дальность полета ракеты.
Двигатель
Двигатель «Искандера» работает на твердом топливе. Это более современно, чем ЖРД, поскольку еще на земле снимает необходимость в транспортировке и заправке ракеты различными жидкостями, для перемещения которых требуется куча специализированных цистерн. Твердое топливо обеспечивает и более быструю заправку, и более оперативный пуск, пусть за это и платится меньшей тягой.
Сложности тоже имеют место быть, поскольку твердое топливо не должно терять плотность при хранении, спрессовываться или терять однородность.
Чем заправлен «Искандер», естественно, находится под грифом. Но можно предположить, посмотрев на те виды твердого ракетного топлива, которые не засекречены.
Обычно в качестве топлива используют тонкодисперсный алюминий и эластичные углеводороды. Окислителем выступает перхлорат аммония NH4ClO4. Четыре атома кислорода из молекулы перхлората аммония легко высвобождаются при нагреве и в них просто прекрасно сгорает алюминий. При этом температура сгорания около 3300 градусов Цельсия. И в этой среде прекрасно сгорают следующие компоненты: бутадиен-нитрильный каучук или углеводородный полибутадиенакрилонитрил.
В любом твердом топливе еще много различной химии, пластификаторы для того, чтобы топливная масса была податливой и ее вообще можно было заправить в ракету, эпоксидные отвердители, ингибиторы окисления, катализаторы горения, флегматизаторы топлива, которые делают его нечувствительным к трению и температурам.
Готовое ракетное топливо имеет примерно следующий состав:
- 69,6% перхлората аммония NH4ClO4;
- 16% металлического алюминия;
- 12% полибутадиенакрилонитрила;
- 1,96% эпоксидного отвердителя;
- 0,4% железа в качестве катализатора.
Физически это напоминает ластик для карандаша. Но горит более чем превосходно, на протяжении весьма короткого времени. За это время ракета проходит около 15 километров. Двигатель обеспечивает ускорение ракете, которая весь дальнейший путь летит по инерции. Это свидетельствует о весьма приличной тяге двигателя.
Конструкция
Конструктивно «Искандер» состоит из двух частей. Задняя цилиндрическая, в которой размещен двигатель и топливный отсек и передняя коническая с обтекателем, где располагается БЧ, ложные цели, управляющий блок, приводы рулей и так далее. Более легкая передняя часть позволяет сместить назад центр давления. ЦД – это точка на продольной оси ракеты, через которую проходит равнодействующая всех аэродинамических сил.
Чем дальше от центра масс смещен центр давления, тем устойчивее ракета в полете в воздушной среде.
Аэродинамические рули выполнены из жаропрочных материалов, поскольку при полете на сверхзвуковой скорости свыше 7М трением о воздух они нагреваются до 1000 градусов. Корпус ракеты покрыт теплозащитным материалом, который одновременно играет роль радиопоглощающего. То, что газодинамические рули (четыре штуки, находятся в истекающей газовой струе в сопле двигателя) сделаны жаропрочными, говорить не стоит. Они управляют движением ракеты на участке активного разгона и в разреженном воздухе. Так управлялись еще прародители «Фау-2».
Система управления
Ум системы управления, который должен доставить боеголовку в указанную точку пространства – инерциальный измерительный блок. Его основу составляют три акселерометра, которые непрерывно измеряют ускорения по трем пространственным осям. Далее в дело идут интеграторы. Первая линия интеграторов превращает показатели ускорения в скорость перемещения по трем осям, а вторая линия – в координаты.
Таким образом инерциальный блок «знает» скорость, направление движения ракеты и текущие координаты. Угловое смещение ракеты вычисляют, получая данные от гироскопов.
Система управления сравнивает данные, полученные путем измерений и внесенные перед полетом программно и определяет величину расхождения в каждую отдельно взятую секунду полета. На основании расхождений выдается команда на газодинамические и/или аэродинамические рули по приведению ракеты в расчетное положение.
Маневрирование
Как уже говорилось, «Искандер» умеет маневрировать на всем протяжении своего полета. Это делает перехват весьма проблемной задачей, поскольку если есть угроза перехвата, то «Искандер» способен на протяжении всего полета осуществлять так называемое мелкомасштабное маневрирование. То есть, ряд малых уклонений, которые не сильно съедают скорость и не сказываются на общем боевом курсе.
Чем больше перегрузки при маневрировании, тем сложнее перехват, поскольку от противоракеты тоже требуется умение выдерживать перегрузки, доходящие до 30-40g. А это проблемно как для корпуса ракеты, так и для вычислительного блока.
Вообще противоракета для эффективного поражения должна «видеть» цель. И чем ближе противоракета к цели, тем сложнее, потому что цель постоянно уходит из поля зрения противоракеты. Понятно, что весь перехват строится на вычислении некоей точки, в которой должны встретиться «Искандер» и противоракета. Но если «Искандер» летит со скоростью 6-7М и при этом еще постоянно маневрирует с перегрузками до 30g, то противоракета должна также маневрировать, чтобы держать цель в захвате.
Если перегрузка превысит предельные для противоракеты значения, то ПР просто разрушится и не сможет выполнить свою задачу. А если ПР не сможет удержать постоянно дергающуюся цель в поле захвата, то просто процесс наведения прекратится и задача противоракетного маневрирования будет выполнена.
Каким образом это реализовано, тоже весьма интересно. Как такового алгоритма нет, есть генератор случайных чисел. Система управления рассчитывает некую точку, это вполне возможно, точка прицеливания. Эта точка является центром круга определенного диаметра. Система с помощью генератора случайных чисел выбирает некую точку в пределах этого круга и ставит туда «крестик» прицела, соответственно, направляя туда ракету. Как только ракета оказывается в этой точке, происходит выбор следующей точки и перенацеливание ракеты.
Получается, что ракета «танцует» вокруг точки прицеливания, сильно от нее не отклоняясь. Но и не находясь на идеальном курсе. Для противоракеты будет весьма непросто рассчитать точку встречи. ГСЧ каждый раз будет выбирать случайную точку, так что спрогнозировать, в какую сторону отклонится ракета в следующий отрезок времени, будет очень непросто.
Конечно, это очень упрощенная возможная схема работы логических блоков «Искандера», на самом деле все намного сложнее, хотя приведенная схема дает понимание того, как это в принципе работает.
А на конечном участке полета уже можно не маневрировать. Высокая скорость и почти вертикальное пикирование на цель и без того весьма затрудняют перехват ракеты. А наличие оптической ГСН упрощает коррекцию траектории полета на завершающем участке.
Последние доработки «Искандера» позволяют оснастить ракету оптической ГСН. Она устанавливается вместо остроконечного обтекателя и увеличивает точность попадания до величины отклонения в 5-7 метров.
Оптическая ГСН 9Э436 для ОТРК «Искандер» работает по такому принципу: в память блока управления ракетой загружается снимок местности вокруг цели, заранее сделанный спутником, самолетом или БПЛА. При подлете в район цели ракета распознает местность вокруг цели с помощью оптической ГСН и сравнивает с картой в памяти.
Понятно, что снимок и изображение от ГСН будут различаться, так как могут иметь разные углы съемки. Начиная с момента работы ОГСН блок управления постоянно будет сравнивать изображение со снимка с изображением, получаемым от ОГСН и вычислять степень корреляции (совпадения) хранимой и видимой картинок.
С приближением цели местность видна все лучше и правильнее, корреляция двух картинок растет, достигая максимума непосредственно у цели. Блок может прогнозировать, какое изменение направления полета ракеты может увеличить степень совпадения картинок, а значит, точность попадания.
Похоже на работу ПТУР «Джавелин», только в несколько десятков раз сложнее.
Блок управления будет постоянно решать задачи на корректировку курса ракеты для достижения максимального совпадения видимой картинки и эталона в памяти. Результатом будет точное поражение цели.
Оптическая ГСН 9Э436 может использоваться на сравнительно небольших скоростях (если 700-800 м/с – это небольшая скорость) в районе цели, так как тогда не образуется плазменно-ионизационный слой, который ослепляет ГСН.
Если же «Искандер» применяется на скоростях свыше 1000 м/с, то в ход идет радиолокационная ГСН 9Б918, которая не столь подвержена атмосферным воздействиям.
Такой метод наведения получил название корреляционно-экстремального и применяется сегодня на всех крылатых ракетах. А впервые его применили американцы на своих «Першингах» еще в 80-е годы прошлого века.
Боевая часть
Боевая часть «Искандера» весит 480 килограммов и имеет несколько вариантов оснащения.
1. Кассетная БЧ с 54 осколочными боевыми элементами неконтактного подрыва, срабатывающими на высоте около 10 м над поверхностью земли. Подрыв производит дистанционный взрыватель 9Э156 с помощью лазерного дальномера и радиовысотомера.
2. Кассетная БЧ с кумулятивными осколочными боевыми элементами ПТАБ-2.5КО, способными пробивать броню крыши бронетехники толщиной до 20 мм.
3. Кассетная БЧ с самоприцеливающимися боевыми элементами СПБЭ-Д. Элементы наводятся с помощью собственных РЛС и ИК ГСН.
4. Кассетная БЧ объёмно-детонирующего действия для поражения живой силы и техники среди застройки и в укрытиях.
5. Кассетная БЧ, позволяющая выполнять дистанционное минирование минами ПФМ-1 или самоустанавливающимися минами-растяжками ПОМ-2 «Отёк», или противотанковое минирование магнитными минами ПТМ-3.
6. Проникающая фугасная БЧ для поражения командных центров в железобетонных бункерах.
7. Осколочно-фугасная БЧ для поражения точечных целей, а также техники и людей рядом с ней.
8. Фугасно-зажигательная БЧ для поражения складов боеприпасов и ГСМ.
9. Специальная (ядерная) боевая часть мощностью до 50 килотонн.
Надежность подрыва боевых частей и суббоеприпасов основана на использовании хорошо проработанных взрывателей и систем подрыва, а мощность используемых взрывчатых веществ обеспечивают высокую эффективность поражения и широкие боевые возможности «Искандера».
Состав ОТРК «Искандер»
ОТРК «Искандер» состоит из шести типов машин:
- Самоходная пусковая установка (СПУ 9П78-1). Предназначена для хранения, транспортировки, подготовки и запуска по цели двух ракет на шасси МЗКТ-7930. Расчет 3 человека.
- Транспортно-заряжающая машина (ТЗМ) (9Т250/9Т250Э). Предназначена для транспортировки дополнительных двух ракет и зарядки СПУ. Выполнена на шасси МЗКТ-7930, оснащена погрузочным краном. Расчёт 2 человека.
- Командно-штабная машина (КШМ 9С552). Предназначена для управления всем комплексом «Искандер». Выполнена на колёсном шасси «КамАЗ-43101». Радиостанция Р-168-100КА «Акведук». Расчёт 4 человека.
- Машина регламента и технического обслуживания (МРТО). Предназначена для проверки бортовой аппаратуры ракет и приборов, для проведения текущего ремонта. Выполнена на колёсном шасси КамАЗа. Расчёт 2 человека.
- Пункт подготовки информации (ППИ 9С920) на шасси КамАЗ-43101. Предназначена для определения координаты цели и подготовки полётных заданий для ракет с последующей их передачей на СПУ. ППИ сопряжён со средствами разведки и может получать задания и назначенные цели из всех необходимых источников, в том числе со спутника, самолёта или БПЛА. Расчёт 2 человека.
- Машина жизнеобеспечения (МЖО) на шасси КамАЗ-43118. Предназначена для размещения, отдыха и приёма пищи боевых расчётов.
Комплекс. Автономный, способный выдвинуться куда угодно и там ждать своего часа. А потом будет то, что мы уже могли наблюдать: удар неотвратимый и точный.
Собственно, все, как предсказывали раньше, теперь вот распишитесь в получении подтверждений.
И ведь это еще не все.
В стенах Конструкторского бюро машиностроения продолжается работа. Сейчас на вооружение идет модернизированный «Искандер-М», дальность которого свыше 500 км. Но и продолжение следует.
День сегодняшний – крылатая ракета 9М728 комплекса «Искандер-К».
Высокоточная крылатая ракета, о которой не известно толком ничего. Дальность 9М728 в разных источниках колеблется от 500 до 2500 км, а часть, отвечающая за точность наведения ничем не отличается от «Искандера-М», что однозначно относит ракету к классу высокоточного оружия.
Крылатая ракета 9М728 / Р-500 комплекса «Искандер-К». Начальный этап полета, до раскрытия крыла. Фото: Министерство обороны России
Понятно, что ракета дозвуковая, что позволит ей осуществлять полет на малой высоте при подходе к цели, а оптическая ГСН, используя такие же методы наведения и анализа, как у «Искандера-М», позволит не менее эффективно поражать цели.
Не станем вдаваться в подробности засекреченных ТТХ, это совершенно ни к чему. Также бессмысленно пока делать выводы и строить догадки о тех или других сильных и слабых сторонах комплекса.
«Искандер» показал свою значимость, участвуя в спецоперации на Украине. И теперь многие вопросы сняты с повестки дня, ибо обладая хорошими комплексами ПВО типа С-300ПС, ПВО Украины ничего не смогло противопоставить «Искандерам», которые в первые дни четко отработали по аэродромам и прочим объектам военной инфраструктуры Украины.
Между тем, украинские «Точки-У» российские комплексы ПВО сбивают систематически, практически без шансов на успех.
В конце стоит отметить, что в свое время США обладали весьма достойным комплексом «Першинг», двухступенчатая ракета которого могла пролететь 1800 км со скоростью около 8М.
После ратификации Договора РСМД, «Першинги» были сняты с вооружения. И в США практически отказались от всех работ в этом направлении.
Может, все-таки зря? Впрочем, нас такой расклад устраивает более чем.
Информация