С неба на сушу: ракеты «воздух-воздух» с радиолокационной системой наведения, используемые в составе наземных ЗРК
С самого начала разработчики ракет воздушного боя стремились обеспечить превосходство над противником за счёт увеличения дальности поражения, манёвренности, большего числа одновременно обстреливаемых целей и улучшения помехозащищённости.
На наиболее дальнобойных ракетах класса «воздух-воздух» (например, на советской Р-37 или американской AIM-120 AMRAAM) используется активная радиолокационная головка самонаведения (АРЛ ГСН), которая наводит УР на цель на завершающем этапе полёта. На начальном и среднем участках траектории применяется инерциальное и командно-инерциальное управление.
В последнее время наметилась тенденция, когда дальнобойные ракеты дополнительно комплектуются приемниками космической радионавигационной системы. Оснащение УР «воздух-воздух» большой дальности такими устройствами связано с интенсивным развитием в ведущих странах мира сетевых средств боевого управления, а также с возможностью приема носителем и средством поражения данных от других источников, например, от самолетов ДРЛО или наземных радиолокаторов большой дальности. Наличие системы спутниковой навигации позволяет уточнять данные о текущем положении ракеты в пространстве относительно цели, стреляющего самолета, других объектов и формировать оптимальную траекторию полёта.
Преимуществом ракет с АРЛ ГСН является то, что их можно применять против не наблюдаемых визуально воздушных целей в режиме «выстрелил и забыл» и после пуска УР не ограничивается манёвренность носителя. Однако такие ракеты очень дороги, согласно информации, опубликованной в американских источниках, стоимость одной УР AIM-120C-7 составляет около 1,8 млн долларов.
Зенитные ракетные комплексы на базе УР AIM-120 AMRAAM
В настоящее время одной из наиболее перспективных для использования в составе зенитных ракетных комплексов является управляемая ракета с активной радиолокационной головкой самонаведения AIM-120 AMRAAM (англ. Аdvanced Medium-Range Air-to-Air Missile – продвинутая ракета «воздух-воздух» средней дальности).
Разработка этой ракеты началась в конце 1970-х, после того как эксперты МО США пришли к выводу о необходимости иметь в арсенале американских боевых самолётов дальнобойную УР, способную работать в режиме «выстрелил и забыл». Однако в связи с техническими, финансовыми и организационными трудностями процесс проектирования и испытания ракеты затянулся, и установочная партия AIM-120 была выпущена только в 1988 году. Освоение ракет ВВС и авиацией ВМС США произошло в начале 1990-х.
Ракета AIM-120 выполнена по нормальной аэродинамической схеме с х-образным расположением консолей крыла и рулей и внешне напоминает увеличенную в размерах УР AIM-7. Корпус ракеты покрыт специальной краской, выдерживающей значительный кинетический нагрев.
Компоновочная схема ракеты AIM-120А
При стрельбе на большую дальность траектория полёта AIM-120 может состоять из трёх участков: автономного инерциального, командно-инерциального и активного радиолокационного. Режим активного самонаведения может сразу использоваться в ближнем воздушном бою при стрельбе по визуально видимой цели. Когда цель не наблюдается визуально, её поиск ведётся бортовым радиолокатором истребителя.
После обнаружения цели при помощи БРЛС лётчик осуществляет захват и производит пуск ракеты. В этом случае бортовой прицельно-навигационный комплекс носителя предварительно рассчитывает точку встречи ракеты с целью. Перед пуском в инерциальную навигационную систему ракеты с борта носителя загружаются координаты цели. После пуска УР AIM-120 бортовая аппаратура самолёта-носителя отслеживает траекторию цели. Если цель не маневрирует, то передача с носителя команд коррекции не происходит. Наведение ракеты на начальном участке осуществляется только с помощью собственной ИНС, а затем начинает работать активная радиолокационная ГСН.
По американским данным, обнаружение цели с ЭПР 3 м² возможно на дальности до 18 км. В случае если цель маневрирует, БРЭО истребителя производит расчёт траектории, и на ракету передаются скорректированные координаты. С помощью бортовой аппаратуры носителя возможно наведение одновременно до восьми ракет, запущенных по различным целям. Бортовая аппаратура отслеживает для каждой ракеты время, оставшееся до захвата цели активной ГСН, что позволяет своевременно отключать передачу команд коррекции.
При постановке целью активных помех аппаратура ракеты на среднем и конечном участках может переключаться в пассивный режим наведения на источник помех. Выбор соответствующего режима наведения осуществляется, исходя из концепции «выстрелил и забыл», согласно которой лётчик должен как можно раньше выйти из-под возможной ответной атаки противника, переведя УР в режим самонаведения.
Примерно такой же алгоритм работы используется и на других современных ракетах воздушного боя, с активной радиолокационной головкой самонаведения. Имеется информация, что на новой ракете AIM-120D вдобавок к перечисленным способам управления также задействована GPS-навигация.
В настоящее время известно восемь серийных боевых модификаций УР AIM-120. После появления первой AIM-120А на следующих вариантах совершенствовалась бортовая аппаратура, улучшалась помехозащищённость, использовалось новое программное обеспечение, более совершенные боевые части и неконтактные взрыватели, увеличена дальность стрельбы.
УР AIM-120C
Ракета AIM-120 имеет длину 3 066 мм, диаметр – 178 мм. Стартовый вес – около 160 кг. Размах крыла – 447 мм (AIM-120C-7). Дальность стрельбы УР AIM-120C-7 при запуске с воздушного носителя достигает 120 км. Но при пуске с наземной установки этот показатель существенно меньше.
После окончания холодной войны командование стран НАТО во многом утратило интерес к наземным системам противовоздушной обороны, что привело к свёртыванию или торможению программ создания новых ЗРК средней дальности и модернизации существующих.
Однако ряд компаний продолжил в инициативном прядке разрабатывать новые противовоздушные комплексы, некоторые из них были доведены до стадии серийного строительства и поступили на вооружение.
Весьма удачным объектовым ЗРК средней дальности считается американо-норвежский NASAMS (англ. Norwegian Advanced Surface-to-Air Missile System – Норвежская перспективная зенитная ракетная система).
Разработку этого комплекса в первой половине 1990-х начал консорциум из американской компании Hughes Aircraft (позже была поглощена корпорацией Raytheon) и норвежская Norsk Forsvarteknologia (сейчас входит в группу Kongsberg Defence). В новом ЗРК NASAMS компания Hughes Aircraft использовала имеющиеся наработки по ЗРК AdSAMS, в котором также предусматривалось применять авиационную ракету AIM-120, что позволило существенно ускорить процесс испытаний и доводки.
На первом этапе тестирования ракеты AIM-120 запускали с буксируемых установок американского ЗРК Improved HAWK.
Такой вариант позволял сделать комплекс дешевле. Но впоследствии заказчик потребовал использовать герметичные транспортно-пусковые контейнеры, что было весьма актуально при несении боевого дежурства в сложных климатических условиях Норвегии.
В 1995 году норвежские военно-воздушные силы заключили первый контракт на приобретение ЗРК NASAMS. В 2005 году начались работы по интеграции норвежских комплексов в объединенную систему управления ПВО НАТО и улучшению их боевых характеристик. Модернизированный ЗРК NASAMS II поступил на вооружение норвежских ВВС в 2007 году. Пункты управления NASAMS II способны вести обмен и обработку информации в форматах Link 16, Link 11 и JREAP.
В состав ЗРК NASAMS входит многофункциональная трехкоординатная РЛС Sentinel AN/MPQ-64F1, пассивная оптоэлектронная станция MSP500, пункт управления FDC и мобильный центр связи GBADOC, позволяющий встраиваться в сеть верхнего эшелона для обмена информацией. Различные радары и связанные с ними командные пункты объединены в сеть посредством радиоканалов, что позволяет отображать в реальном времени воздушную обстановку.
РЛС Sentinel AN/MPQ-64F1 и ОЛС MSP500 выполнены на базе армейского автомобиля повышенной проходимости, а пункт управления и мобильный центр связи монтируются в стандартных грузовых контейнерах.
Радар AN/MPQ-64F1, пусковые установки и оптоэлектронные станции могут развертываться на расстоянии до 2,5 км от пункта управления. Поисково-прицельная аппаратура зенитной батареи способна одновременно сопровождать 72 цели.
Для перевозки пусковых установок, пункта управления и мобильного центра связи могут использоваться тяжелые грузовики разных типов.
Многофункциональная РЛС высокого разрешения Sentinel AN/MPQ-64F1 имеет инструментальную дальность 120 км и, помимо обнаружения цели, применяется для подсвета и наведения.
РЛС Sentinel AN/MPQ-64F1
В сложной боевой обстановке радиолокационная станция AN/MPQ-64F1 может работать в режиме с остронаправленным лучом, снижающим риск раскрытия позиции комплекса и наведения противорадиолокационных ракет.
Для поиска цели также может использоваться пассивная оптоэлектронная станция MSP500, имеющая в своём составе телекамеру высокого разрешения, тепловизор и лазерный дальномер, обеспечивающие запуск ЗУР AIM-120 без включения РЛС AN/MPQ-64F1.
Пассивная оптоэлектронная станция MSP500
В этом случае захват цели производится активной радиолокационной головкой самонаведения ракеты ещё на земле или после старта, но зона поражения при таком варианте наведения меньше, чем при совместной работе с многофункциональным радиолокатором.
Дальность стрельбы для ЗРК NASAMS II составляет 30 км, досягаемость по высоте 20 км. При стрельбе ракетами AMRAAM-ER параметры дальности и высотности увеличиваются примерно в 1,5 раза.
Комплексы NASAMS разных модификаций стоят на вооружении в Норвегии, Нидерландах, Испании, Финляндии, Омане, Литве и Индонезии. После событий 2001 года один ЗРК был развёрнут в центральной части Вашингтона (американцы иногда используют неофициальное обозначение MIM-120A). Осенью 2022 года стало известно, что Украине запланировано передать восемь противовоздушных комплексов NASAMS II.
Помимо ЗРК NASAMS, авиационные ракеты AIM-120 также намеревались использовать в составе мобильного ЗРК HUMRAAM (HMMWV+ AMRAAM). В середине 1990-х американские вооруженные силы исследовали возможность создания войскового комплекса с размещением всех элементов на шасси «Хамви».
Первые пуски ракетами AIM-120A в составе ЗРК HUMRAAM были выполнены в августе 1997 года, а стрельба по имитатору крылатой ракеты состоялась в июле 1998 года. В ходе испытаний экспериментальный образец обеспечивал перехват целей на дистанции до 15 км. В случае использования новых модификаций AIM-120 дальность стрельбы можно было увеличить на 30 %.
Впоследствии армия отказалась от использования шасси HMMWV. Относительно лёгкие для ракет такого класса самоходные пусковые установки на базе HMMWV получали существенные повреждения во время запуска ЗУР, и последний вариант ЗРК отрабатывался уже на шасси грузового автомобиля FMTV. Однако, несмотря на обнадёживающие итоги испытаний, контракт на закупку мобильных комплексов ПВО с ракетами AIM-120 так и не состоялся.
Версия, предназначенная для Корпуса морской пехоты, известна как CLAWS (англ. Complementary Low Altitude Weapon System – дополнительная система маловысотного вооружения).
В апреле 2001 года компания Raytheon получила задание от КМП США на разработку ЗРК CLAWS, предназначенного для замены устаревшего ЗРК MIM-23 Hawk. Командование морской пехоты планировало приобрести до 95 боевых машин CLAWS.
В 2005 году в ходе испытаний на полигоне White Sands (штат Нью-Мексико) были подтверждены боевые возможности нового комплекса при действиях в различных условиях, в том числе в ночное время. Однако в 2006 году заказ был аннулирован.
Основной причиной отказа от армейского ЗРК HUMRAAM и от CLAWS, предназначавшегося для морской пехоты, являлись финансовые ограничения, связанные с высокой стоимостью ракет AIM-120. Кроме того, военные подвергли критике открытое расположение ничем не защищённых ЗУР, что делало их уязвимыми к внешним воздействиям и погодным условиям.
Усовершенствованный израильский ЗРК Spyder с ракетой Derby
Израиль стабильно входит в число стран имеющих доступ к самым современным образцам военной техники и вооружения производства США.
В боекомплекте израильских истребителей F-15C/D/I, F-16С/D/I и F-35I имеются дальнобойные ракеты AIM-120 AMRAAM. Однако высокая стоимость американских ракет и желание иметь собственный аналог УР такого класса привели к тому, что компания Rafael в середине 1980-х начала разработку ракеты воздушного боя Derby, которая имела определённую степень преемственности с авиационной УР малой дальности Phiton-4. Впервые Derby была официально представлена на аэрокосмическом салоне в Ле-Бурже в июне 2001 года.
Согласно информации, озвученной на международных выставках вооружений, авиационная ракета средней дальности Derby с активной радиолокационной головкой самонаведения предназначена для уничтожения высокоманевренных пилотируемых и беспилотных средств воздушного нападения, в любое время суток, с любых направлений, в переднюю и заднюю полусферы, на фоне подстилающей поверхности и при активном радиоэлектронном противодействии.
Особенно подчёркивается, что меньшие, чем у AIM-120, размеры и масса позволяют использовать УР Derby с более легких истребителей, таких как F-5Е и JAS-39 Gripen. Немаловажным фактором, способствующим успеху израильской ракеты с АРЛ ГСН, на международном рынке вооружений является её умеренная цена. По сравнению с американской AIM-120 израильская УР Derby примерно вдвое дешевле. Ракету закупили Чили и Индия, Сингапур и Филиппины.
Израильская УР Derby
Ракета Derby выполнена по аэродинамической схеме «утка». Стартовая масса первого варианта составляла 115 кг, на поздних модификациях она возросла на 10–15 %. Вес боевой части – 23 кг. Длина – 3,62 м, размах крыла – 0,64 м, скорость полета – 4 М. Дальность стрельбы – до 70 км.
В 2015 году началось производство усовершенствованной ракеты I-Derby ER (англ. Extended Range – расширенный диапазон) с увеличенной до 100 км дальностью стрельбы, с новым двухрежимным твердотопливным двигателем и двусторонней линией передачи данных разработки Rafael, по которой пилоту истребителя или оператору ЗРК поступает информация с АРЛ ГСН, как о самой цели, так и о других целях в просматриваемой зоне. Это позволяет своевременно переориентировать ракету (например, если цель уже поражена другой ракетой или другая цель признана более приоритетной) или же произвести пуск дополнительных ракет.
Вскоре после начала производства ЗРК Spyder, в котором первоначально применялись ракеты с ИК ГСН Python-4 и Python-5, для этого комплекса адаптировали авиационную УР Derby с активной радиолокационной головкой самонаведения.
Самоходная пусковая установка ЗРК Spyder-SR с ракетами Python-5 и Derby
Использование ЗУР, оснащённых различными типами ГСН, позволяет осуществлять последовательный обстрел целей ракетами средней и малой дальности. При запуске с наклонной пусковой установки ЗРК Spyder-SR максимальная дальность стрельбы ЗУР Derby составляет 40 км.
В случае применение в составе ЗРК Spyder-MR ракеты Derby с дополнительным стартовым ускорителем и получения целеуказания с мобильной многофункциональной радиолокационной станции EL/M-2084 MMR, дальность стрельбы вертикально запускаемой ЗУР может достигать 60 км.
Антенный пост многофункциональной РЛС EL/M-2084 MMR
Трёхкоординатная РЛС с АФАР EL/M-2084 MMR от компании ELTA, работающая в дециметровом частотном диапазоне (от 2 до 4 МГц) имеет инструментальную дальность 470 км и может одновременно сопровождать 200 целей. Без вращения антенны зона просмотра составляет 120 градусов.
Наиболее продвинутым ЗРК в этом семействе является Spyder-LR, в боекомплект которого входят вертикально стартующие ракеты Python-5 и I-Derby ER, оснащённые ускорителем. Зона поражения этого комплекса на средних высотах достигает 80 км.
Перспективный российский ЗРК на базе ракеты «воздух-воздух» Р-77
В СССР работы по изучению возможности применения авиационных ракет в составе наземных и морских ЗРК велись со второй половины 1980-х. Исследования, проведённые специалистами ГосМКБ «Вымпел» (сегодня входит в корпорацию «Тактическое ракетное вооружение»), подтвердили возможность использования УР Р-27 для поражения воздушных целей при запуске их с неподвижной пусковой установки, расположенной на уровне моря. Однако развал СССР привел к заморозке исследований в этой области, и к ним вернулись уже в 1990-е годы.
В 1996 году на международной выставке Defendory в Афинах демонстрировался макет зенитной ракеты с вертикальным стартом на базе УР «воздух-воздух» РВВ-АЕ (Р-77).
В зависимости от модификации Р-77 имеет дальность стрельбы 80–110 км. Скорость полёта – 4 М. Стартовая масса – 175 кг. Длина – 3,5 м. Диаметр – 200 мм. Вес боевой части – 22 кг. Дальность захвата АРЛ ГСН цели с ЭПР 5 м² – 20 км.
УР Р-77
Решётчатые рули могут складываться и при необходимости автоматически раскрываться после пуска. Этим обеспечиваются минимальные транспортировочные габариты (квадрат со стороной 300 мм), а также решается задача снижения общей эффективной отражающей поверхности самолета.
Судя по всему, в условиях скудного финансирования оборонной отрасли эта тема не нашла поддержки у МО РФ, а иностранных заказчиков, готовых оплатить перспективную разработку, не появилось.
На выставке МАКС-2005 был представлен транспортно-пусковой контейнер с УР Р-77, которую можно было запускать с наземной буксируемой ПУ на основе лафета 57-мм зенитного автомата АЗП-57 (С-60). Зенитный вариант Р-77 создавался в сотрудничестве с концерном ПВО «Алмаз-Антей».
Расчёты показали, что дальность стрельбы вертикально стартующей ракеты без использования дополнительного разгонного блока составит не более 20 км. В связи с тем, что на тот момент ракета Р-77 ещё не была принята на вооружение ВКС РФ и предлагалась только на экспорт, создание зенитного комплекса с этой УР застопорилось.
Прорабатывался вариант бикалиберной зенитной ракеты с увеличенным диаметром двигательного отсека. Однако информации, насколько эта тема продвинулась в части практической реализации, в открытом доступе нет.
Информация