Крейсер «Москва». Уроки и выводы для всего флота
В настоящее время по поводу катастрофы крейсера Москва создана специальная комиссия Минобороны. Видимо, сейчас начнутся поиски ошибок, допущенных офицерами крейсера, хотя вначале надо понять – а какие возможности для ПВО флагмана флота им обеспечило Минобороны?
Примем версию, что крейсер был поражен двумя маловысотными противокорабельными ракетами (МВ ПКР) «Нептун». Эффективность прорыва ПВО корабля у таких дозвуковых ракет тем выше, чем меньше высота их полета. ПВО «Москвы» давно устарела, и ремонт 2016 года ничего существенного не улучшил.
1. Состав комплекса ПВО
Из всех кораблей ЧФ «Москва» имела самый мощный комплекс ПВО. На вершине главной надстройки установлена обзорная РЛС «Фрегат», антенна которой вращается по кругу с периодом 5 с. Отметки обнаруженных целей передаются в систему управления одного из трёх средств поражения. ЗРК С-300 «Форт», который может обстреливать цели на дальностях от 3 до 120 км.
Имеются 2 ЗРК малой дальности «Оса», расположенные на корме. Их ракеты 9М33, в зависимости от модификации, имеют дальность 7–15 км. Какая из ракет была установлена на «Москве», выяснить не удалось. Для самых малых дальностей используются 6 скорострельных шестиствольных зенитных артиллерийских комплексов АК-630, расположенных попарно в носу и по бортам.
2. Особенности радиолокационного обнаружения МВ ПКР
(теория для особо интересующихся)
Большинство авторов «Военного обозрения» считают, что РЛС может обнаружить ПКР сразу после того, как ПКР выйдет из-за радиогоризонта. При этом для расчета максимальной дальности прямой видимости цели используют формулу:
Дпв = 4,12*(√На + √Нц),
где: На, Нц – высоты антенны и цели, выраженные в метрах.
Дпв – дальность прямой видимости, выраженная в км.
√ – символ корня квадратного.
Такой расчет Дпв ошибочен, так как не учитывает отражение радиоволн от поверхности моря.
Большинство РЛС имеют довольно широкий луч – единицы градусов. Поэтому мощность, излучённая РЛС, попадает на цель двумя путями – прямым и зеркально переотраженным от морской поверхности (Рис 1).
На рисунке море изображено в виде дуги окружности, а линия радиогоризонта – в виде штриховой прямой. За точку, от которой отсчитываются все расстояния, принята точка зеркального переотражения радиолуча О.
После переотражения фаза отраженного сигнала меняется на противоположную. Если длины прямого и переотраженного луча оказываются равны, то переотраженный луч, попадая на цель одновременно с прямым, будет иметь противоположную фазу. В результате оба луча погасят друг друга, и суммарная облучающая цель мощность окажется равной нулю. Для того, чтобы такой компенсации лучей не происходило, зеркальный луч должен дополнительно отставать по фазе от прямого луча на 60–70°. Для этого длина зеркального пути должна на 0,2λ быть больше, чем прямого. Здесь λ – длина волны РЛС.
Рассмотрим конкретный пример. Пусть высота антенны РЛС наведения ЗУР На=20 м, а Нц=4 м. Тогда положение антенны совпадёт с линией горизонта, если расстояние от точки О до антенны До-а=18,5 км. Цель совпадет с линией горизонта, если До-ц=8,2 км. Следовательно, дальность прямой видимости цели Дпв=26,7 км, но мощность облучения цели на такой дальности равна нулю.
Предположим, что длина волны РЛС λ=4 см. Тогда увеличение длины пути зеркального луча на требуемые 0,2λ (то есть 8 мм) относительно прямого достигнется, если До-а уменьшить до 11 км, а До-ц – до 3 км. Тогда антенна будет возвышаться над линией горизонта на 12 м, а цель на 3,5 м. Отсюда вытекает, что для того чтобы РЛС облучала цель без ослабления сигнала, расстояние до цели должно быть не более 14 км, то есть почти вдвое меньше, чем Дпв. Эту дальность и следует считать реальной дальностью обнаружения Добн.
Антенны обзорных РЛС устанавливаются на больших высотах, но даже при На=25–30 м, Добн составит те же 14 км, из-за того, что длина волны обзорной РЛС больше – 11–12 см.
После обнаружения цели РЛС начинает её сопровождение, для чего необходимо измерить дальность, азимут и угол места, по которому определяют высоту цели. Измерение дальности и азимута проходит стандартным методом, а вот измерение угла места значительно искажается, из-за того, что отраженный сигнал от цели распространяется теми же прямым и зеркальным путями. Блок измерения угла места ввиду наличия двух лучей одновременно, даёт искаженные замеры, и промах ЗУР по высоте резко увеличивается.
Вывод оказывается прост – необходимо избавляться от зеркального луча, что может быть достигнуто за счет максимального сужения луча РЛС. Это позволит облучать цель максимумом луча, а точку зеркального переотражения – гораздо меньшей мощностью.
Для сужения луча потребуется максимальное увеличение размера антенны по вертикали.
3. Дефекты комплекса ПВО крейсера «Москва»
ЗРК С-300 должен поражать не только дальние цели, но и маловысотные. Для этого его антенна имеет узкий луч – менее 1°. Однако на основной надстройке расположена только антенна обзорной РЛС, а антенна РЛС С-300 помещена сзади надстройки на дополнительной башне. Видимо, конструкторы не сумели разместить на одной надстройке вращаемые антенны сразу двух РЛС.
Здесь и возник первый серьёзный дефект ПВО. Высота дополнительной башни меньше, чем высота надстройки. Поэтому надстройка загораживает для РЛС С-300 целый сектор в носу корабля, куда этот ЗРК стрелять не сможет. Ещё одним недостатком С-300 является то, что у него имеется всего одна антенна, которая должна механически поворачиваться в ту сторону, откуда ожидается атака. Фазированная антенная решетка этой РЛС обеспечивает одновременный просмотр сектора шириной около 100°, т. е. ЗРК не способен отражать одновременную атаку из различных секторов (так называемый звёздный налёт ПКР).
На корабле имеются ещё и ЗРК малой дальности «Оса», которые ставят рекорд по древности разработки – 50 лет. «Оса» должна была отражать атаки истребителей, а цели, летящие ниже 30 м, в техзадание не входили. В результате антенна РЛС «Осы» имеет довольно широкий луч (предположительно 3°), и ожидать от «Осы» успешного поражения МВ ПКР не приходится. К тому же обе «Осы» установлены на корме, и оборонять переднюю полусферу не способны.
ЗАК АК630 имеет очень небольшие возможности поразить МВ ПКР. При высокой скорострельности он может стрелять только короткими очередями с секундными перерывами. Основная трудность для ЗАК состоит в том, что ПКР при приближении к кораблю начинает противозенитное маневрирование. На дальности 1–2 км перегрузка, используемая ПКР, невелика – порядка 0,5 g, а при приближении до 0,5 км перегрузка увеличивается в 3–4 раза. Вероятность попадания снаряда в малоразмерную маневрирующую цель крайне невелика. Несмотря на то, что дальность стрельбы АК-630 превышает 3 км, реальная дальность поражения ПКР будет значительно менее 1 км. Однако носовой сектор крейсера прикрывали только пара АК-630.
В 80-е годы МВ ПКР летали на высоте 7–10 м, и С-300, хотя и с большим трудом, но мог их поражать. Узкий луч РЛС позволял это сделать. Сейчас наша МВ ПКР Х-35 (прообраз «Нептуна») летает на высоте 3–5 м, а французы уже и до 2 м дошли.
Характеристики «Нептуна» нам неизвестны, но то, что он разрабатывался совсем недавно, позволяет ожидать, что система управления на нём лучше, чем на Х-35, и высота полёта менее 3 м у него достигнута. Вопросами борьбы с МВ ПКР в СССР занимался Харьковский институт радиоэлектроники, поэтому важность уменьшения высоты полёта они понимают лучше других.
В итоге получаем, что более или менее хорошие вероятности поражения ПКР должен обеспечивать С-300, но его возможности поражать цели на высоте 3 м неизвестны. Кроме того, из-за вертикального старта ЗУР, он не может поражать цели на дальностях менее 3 км. Недостатком ЗУР С-300 является то, что они используют полуактивное наведение. Необходимость подсвета от РЛС наведения не позволяет ЗУР наводиться на цели, летящие ниже горизонта РЛС.
Учитывая, что каждый ЗРК и ЗАК имеет свою РЛС, получаем, что комплекс стоит крайне дорого, а эффективность его оставляет желать лучшего.
Недостатком самого крейсера «Москва», как и всех остальных наших кораблей, является то, что при их конструировании не используется технология обеспечения малозаметности «Стелс». На палубе кораблей расположено множество установок, антенн, шлюпок и т. д., которые отражают радиоволны. В результате повышенной заметности корабля головка самонаведения ПКР обнаруживает корабль на дальностях 20–40 км, и скрыть корабль даже с помощью помех не удаётся.
Кроме того, комплекс РЭП, расположенный на одиночном корабле, никак не сможет сорвать атаку ПКР, которая просто начинает наводиться на источник помехи. Прикрыть такой заметный корабль, как «Москва», одноразовыми отстреливаемыми передатчиками помех невозможно из-за малой мощности передатчиков, а корабельных постановщиков на БПЛА у нас нет.
4. Версия катастрофы
Однозначно установить, как противник обнаружил «Москву», сейчас невозможно. Мог быть использован «Байрактар». Но почему он не был сбит? Возможно, «Байрактар» подлетал на предельно малой высоте, например, 15–20 м. Тогда корабль с дальности порядка 20 км будет хорошо виден «на просвет». Конечно, ЦУ мог обеспечить и обычный истребитель, и даже гражданское судно.
Обе ПКР, получив ЦУ, подошли к крейсеру с носа, т. е. вне зоны видимости РЛС С-300. Примерно за 3 км до корабля ПКР совершают боковой манёвр и ударяют в борт. И здесь С-300 не поможет – слишком близко ПКР подлетели к кораблю.
Если бы ПКР была бы одна, то выжить можно было бы. 150-кг боевой части ПКР не смогут утопить корабль массой 11 тыс. т, но при двух попаданиях шансы резко падают.
Устаревшая система пожаротушения могла сыграть роль, но явно не главную. Если ЗРК устарели, то огнетушители не спасут.
5. Какая модернизация ПВО требовалась?
Когда в 2016 году началась модернизация крейсера, ему уже было 35 лет. Поэтому ожидать полной смены ПВО не приходилось. Дальний рубеж обороны должен был продолжать обеспечивать С-300, но его недостатки можно было частично устранить. Важнее всего было заделать «дыру» в носовом секторе. Для этого требовалось удалить пару АК-630 и установить один ЗРК «Панцирь-М». На корме также необходимо было заменить обе «Осы» одним «Панцирем».
Однако ширина луча у него не больше, чем у С-300, и стрелять по ПКР на дальность до 5 км он может. Сейчас «Панцирь-М» устанавливается даже на МРК, поэтому установить пару «Панцирей» на «Москву» могли бы без труда.
Существенное улучшение эффективности ПВО обеспечивают вынесенные передатчики помех. Например, достаточно иметь пару квадрокоптеров, несущих передатчики массой 5 кг с антенной размером 0,5*0,2 м. Тогда, если вынести квадрокоптеры на 0,5–1 км вперёд и назад от корабля, и они смогут обеспечить перенацеливание ПКР на себя. Естественно, ПКР попасть в квадрокоптер не сможет.
5.1 Улучшение характеристик ЗРК «Панцирь-М»
РЛС наведения «Панциря» имеет серьёзный недостаток – она использует миллиметровый диапазон длин волн, который затухает при наличии дождя или сильного тумана. Из-за этого падает и дальность обнаружения, и точность сопровождения.
Диапазон 8 мм был выбран из-за того, что на одном грузовике были установлены две РЛС – обзорная и наведения. Места для большой антенны не нашлось, а получать узкий луч требовалось. Вот и выбрали короткую длину волны, тем более что основному спонсору разработки ЗРК – арабам – вопрос о влиянии дождя был неинтересен.
На морском ТВД недопустимо дождь не учитывать. Переносить на корабль сухопутный ЗРК без переработки нельзя. Однако заказчик предпочел взять готовое решение.
Разработка новой РЛС не сильно бы повысила стоимость морского варианта «Панциря». Увеличение длины волны до 1,7–1,8 с значительно улучшило бы метеоустойчивость. Самое главное при этом – не увеличить ширину луча по вертикали. Для этого размер антенны с имеющегося круга диаметром 0,85 м необходимо увеличить до эллипса размером 0,85*1,7 м. Обычно на корабле имеется достаточно места для размещения антенны и большего размера. Обзорная РЛС с «Панциря» убирается, так как используется корабельная. Такая модернизация особенно важна для стрельбы по самолётам и сверхзвуковым ПКР, так как здесь потребуются дальности более 10 км.
6. Ситуация на Черном море
В настоящее время во всём нашем флоте только 2 новых фрегата (типа «Адмирал Горшков») могут обеспечить достаточную ПВО. По крайней мере, ЗУР 9М96 с активными ГСН обеспечивают возможность более уверенного поражения ПКР. Однако в РЛС С-350 используется технология предыдущего поколения – пассивные фазированные антенные решетки (ФАР). Несмотря на известность технологии, ввод в строй первого фрегата из-за дефектов ЗРК задержался на 4–5 лет. На Черном море и таких фрегатов нет.
Из новых кораблей ЧФ можно отметить только 3 фрегата пр. 11356 «Адмирал Макаров». Но их ЗРК «Штиль-1» существенно уступает ЗРК С-300 «Москвы». Полуактивное наведение ЗУР «Штиль» плохо обеспечивает поражение МВ ПКР.
Внешний вид этого фрегата приводит в изумление. Как конструкторы смогли превратить палубу в хаотичную свалку разнообразного оборудования? Такой хаос вызывает повышенные отражения радиоволн, и по заметности фрегат может и превзойти «Москву». Любая ПКР такой корабль сразу обнаружит. Поэтому теперь нашему флоту из Севастополя выходить следует с большой опаской. Под охраной береговых ЗРК надёжнее.
Выводом из ситуации была бы переброска в Черное море нового флагмана. Пока можно предложить только фрегат «Адмирал Касатонов», но его Турция ещё должна пропустить через Босфор.
7. Предложения по разработке комплексов ПВО перспективных кораблей
Настоящей бедой нашего флота является отсутствие продуманной политики, позволяющей строить корабли более или менее длинными сериями. Достаточно посмотреть на судьбу корветов 20380, 20385, 20386. В результате и в комплексах ПВО царит разнобой.
Автор ещё в 2015 году направлял свои предложения по конструкции унифицированного ряда многофункциональных РЛС с активными антенными решетками. Одна РЛС с четырьмя неподвижными АФАР, расположенными на гранях надстройки, могла бы заменить все 10 РЛС «Москвы». Выбор усреднённой рабочей длины волны, равной 5,5 см, позволил бы МФ РЛС обеспечивать как повышенную дальность обнаружения целей, так и высокую точность наведения ЗУР. РЛС предназначались для использования на кораблях любого класса, от МРК до эсминца, и отличались только размерами АФАР. Поражение МВ ПКР достигалось за счёт обеспечения очень узкого луча РЛС, например, у эсминца 0,4°. Естественно, для обеспечения такой ширины пришлось увеличить высоту АФАР до 8 м. Чтобы стоимость такой большой АФАР не стала бы запредельной, пришлось изменить форму антенны. Вместо традиционного прямоугольника пришлось использовать АФАР в форме креста.
МО предпочло остаться в рамках отработанных решений и никаких новых ОКР не проводить.
Прошло 7 лет. Из новых разработок появился только чрезвычайно дорогой и нещадно критикуемый «Заслон».
Автор публиковал свои разработки и на сайте ВО. Описание решения проблемы ПВО флота приведено в разделе 5 статьи «Авианосец в очереди не первый. Нужно решать проблемы флота в целом».
Конкретные варианты для корвета и эсминца приведены в статьях «Возможности улучшения ПВО корветов» и «Эффективность ПВО перспективного эсминца. Альтернативный радиолокационный комплекс». Но и на эти статьи реакции не последовало.
Ситуация, сложившаяся с ПВО на ЧФ, характерна и для других флотов. Возможно, случай с «Москвой» подведёт МО к мысли, что необходимо пересмотреть всю концепцию ПВО флота.
Информация