"Железный купол": знания, а главное опыт
Задумывались ли,вы,когда либо, как подойти к проблеме перехвата ракет? Иосиф Д., начальник отдела разработки ракет концерна Рафаэль, поделился с нами своим взглядом на этот процесс. Всё дело в правильном мышлении, смелости, а главное - в опыте.
Концерн Рафаэль получил задание от министерства обороны Израиля на разработку системы, способной противостоять угрозе ракет малой дальности. Спустя всего два с половиной года после этого решение, являющееся прорывом мирового уровня в области противоракетной защиты, было найдено. В апреле 2011 года "Железный купол" перехватил девять ракет Град, выпущенных из сектора Газа в направлении Ашкелона и Беер-Шевы.
История разработки ракет компанией Рафаэль насчитывает более чем 50 лет и берет своё начало с ракеты воздух-воздух Shafrir, разработка которой началось в конце 50-х, продолжилась ракетой Python 3 (которая является следующим поколением Shafrir ) во время Войны Судного Дня (Йом-Кипур), и наконец Python 4 и 5. Эти ракеты успешно проявили себя в реальных боевых условиях, сбивая истребители, вертолеты и другие летательные аппараты. К арсеналу ракет Python добавились ракеты DERBY, которые вместе образуют системы ракет типа воздух-воздух и ПВО, известные как "Паук" (Spider), проданные во многие страны мира.
Со слов Иосефа Д., ракеты всех типов объединяет то, что они представляют из себя конструкции, способные летать на скоростях, в несколько раз превышающих скорость звука и способные в любой момент определять свои координаты по отношению к цели.
Чтобы добиться этого, применяются прогрессивные алгоритмы управления, обеспечивающие стабильность полёта ракеты, и алгоритмы наведения, позволяющие ракете наиболее эффективно уничтожить цель.
Прежде чем начать разработку "Железного купола", Рафаэль разработал другие системы перехвата, такие как система обороны на кораблях "Barack 1" и система Spider.
Министерству обороны разными компаниями были предложены различные концептуальные решения перехвата ракет. Рафаэль предоставил три решения, в результате чего Министерство обороны остановило свой выбор на "Железном куполе".
По словам Иосифа, Рафаэль обладал лучшей научнотехнической базой и опытом в разработке ракет и систем ПРО, что дало ему значительные преимущества в разработке "Железного купола".
"Вне сомнения", говорит он, "благодаря опыту, приобретенному компанией в течение 50 лет, мы оказались в состоянии достичь всех поставленных перед "Железным куполом" задач и даже превзойти их, причем в сроки, поразившие многих экспертов в мире".
Как разработать систему перехвата ракет
В ходе беседы, Иосиф раскрывает перед нами процесс разработки системы противоракетной обороны. История начинается с требований, предъявляемых к датчикам, чья функция заключается в том, чтобы распознать угрозу - запуск ракеты. Датчики, используемые системой, созданы на основе радиолокационной технологии. Современные технологии позволили улучшить характеристики датчиков и уменьшить их стоимость, что дало возможность изменить качество радиолокаторов и сделать возможным разработку "Железного купола". Для «Железного купола» был выбран радиолокатор компании Elta, который оптимально подошел по всем предъявляемым требованиям.
Следующим шагом была оценка технических характеристик современной системы ПРО на основе опыта при разработке ракет, накопленного в компании. По мнению Иосифа, этот опыт позволил создать систему с высокими тактико техническими характеристиками и даже превзойти их ещё на ранней стадии разработки.
Затем была разработана система управления и мониторинга, получающая с датчиков информацию о запуске ракеты. На основе данных датчиков, система определяет место её предполагаемого падения и решает, нужно ли перехватывать или игнорировать ракету.
Для принятия решения было необходимо дать определение "обороняемая территория" (footprint) - места, которые считаются стратегическими, и где ракета может нанести ощутимый вред. Например важной инфраструктуры, повреждение которой может привести к существенному снижению обороноспособности Израиля. Определение "обороняемая территория" может варьироваться в зависимости от ситуации. К примеру, промышленная зона может быть включена в "обороняемую территорию" только в дневное время для защиты работников промзоны, в то время как больница будет рассматриваться как "обороняемая территория" в любое время.
В случае если "обороняемая территория" не находится в зоне поражения, система не реагирует на ракету. Если же ракета направлена на "обороняемую территорию", то включается программа перехвата. В это время происходят две вещи: во-первых, включатся система оповещения гражданского населения о воздушном нападении; во-вторых, происходит перехват ракеты.
Иосиф приводит в пример ракеты упавшие на Израиль во время второй ливанской войны. Из всех ракет, выпущенных по Израилю, только 25% упали в населенных районах. Если бы тогда был "Железный купол", то только против них он был бы применен. Разумеется, такая система выбора целей значительно снижает стоимость перехвата.
Таким образом мы подошли к следующему этапу разработки: созданию алгоритма перехвата. Это расчет траектории перехватчика для успешного поражения цели. На данном этапе рассчитывается наибольшая вероятность и время, необходимое перехватчику для поражения ракеты в заданной точке. Точка перехвата выбирается как можно дальше от населенных пунктов, чтобы население не пострадало от фрагментов ракеты после взрыва.
Чтобы перехватчик смог поразить цель в определенной точке, необходимо его детальное программирование. Этот этап называется "полномасштабная разработка" (Full Scale Development) или FSD, при котором определяются общие требования к ракете и требования для каждой подсистемы."Определить требования для каждой подсистемы - настоящее искусство", говорит Йоси. Оптимизация всех подсистем таким образом, что они все дополняют друг друга с наибольшей эффективностью при разумных затратах, является большим успехом.
На этом этапе программы проверяются следующие ключевые параметры: максимальная синхронизация всех подсистем, финансовые затраты и сроки, необходимые для соответствия системы заданным требованиям.
От общего к деталям: подготовка детального проектирования каждого компонента. Иосиф отмечает, что этот этап был быстрым и всё было сделано в относительно короткие сроки. Любая ракета состоит из двигателя, боевой части и системы наведения- компонентов разработанных в прошлом, что значительно сократило время проектирования и интеграции компонентов.
Точное соответствие требованиям
Далее испытания. На данном этапе была проведена длинная серия испытаний с целью изучения эффективности системы и подтверждения соответствия системы требованиям. Иосиф описывает этапы испытаний:
•Первое испытание называется CNT (Control & Navigation Test). Здесь проверяется возможность управления ракетой в полете и наведения её на цель.
•Второй эксперимент Fly-By, в котором проверяется способность перехватчика приблизиться к цели на расстояние, необходимое для её уничтожения.
•Название третьего испытания "фатальное". В этом испытании проверяется, что при достижении цели перехватчиком цель уничтожается. К таким системам, как "Железный купол", предъявляется еще одно требование: все взрывчатые вещества, находящиеся на ракете, должны быть уничтожены (Hard Kill) и не достигнуть земли.
•Последнее -испытание всей системы. На этом испытании осуществляется проверка всех компонентов системы на соответствие требованиям.
Серия испытаний проверяет функционирование системы при различных оперативных сценариях. "Во время первого боевого применения системы для защиты Ашкелона и Беэр-Шевы", отмечает Иосиф с гордостью, "Железный купол" успешно перехватил выпущенные ракеты".
Он гордится тем, что Рафаэль оказался в состоянии достигнуть не имеющих аналогов в мире результатов: " Всего в течение двух с половиной лет нам удалось создать систему перехвата ракет, отвечающую всем тактико техническим и финансовым требованиям".
"Одна из американских комиссий, прибывшая с целью оценки прогресса разработки системы на ранних её стадиях, высказалась очень скептически о её возможностях. В конце процесса та же комиссия извинилась за то, что сомневалась в наших способностях" - говорит он -"Рафаэль продолжает работать над другими системами. Например "Волшебная Палочка" сможет не только обеспечить защиту от современных ракет средней и большой дальности, но и перехватывать самолеты."
"Волшебная палочка" находится на завершающей стадии испытаний CNT. Испытания по перехвату целей намечены уже в этом году. Достижение боевой готовности намечено в 2012 году.
Всё благодаря технологии
Технологические достижения последних лет послужили источником вдохновения создателей "Железного купола" и других "умных" систем. Современные вычислительные комплексы имеют огромный потенциал, необходимый для таких систем, как "Железный купол". В Рафаэле также разработана специальная технология для создания боеголовок новых ракет, повышающая вероятность попадания в цель. По словам Иосифа, таких возможностей нет у других компаний в стране и мире.
Одной из последних значительных тенденций в ракетной отрасли, по словам Иосифа, является примерно десятикратное снижение затрат по сравнению с тем, что было приемлемо ранее. Следующим шагом в развитии ракетостроения, прогнозирует он, является минимизация размеров ракеты. Это позволит достичь большей эффективности и дальнейшего снижения затрат.
Гражданский сектор
Многие полагают, что технологическая инновационность Израиля проявляется в основном в уникальных военных разработках. По словам Иосифа, есть возможность использовать передовые военные технологии в гражданском секторе, хотя это довольно трудно. Единственная возможность -это основать дочерние компании, цель которых будет заключаться в поиске гражданского применения технологий и рынков сбыта.
Так, несколько лет назад Рафаэль создал RDC (Rafael Development Corporation), совместное предприятие с Elron Electronic Industries Ltd. RDC инвестировала start-up компании, такие как Given Imaging -разработала капсулу видео изображений, которая сканирует желудочно-кишечный тракт; Galil Medical- предлагает решения для лечения урологических заболеваний и многие другие.
Концерн Рафаэль получил задание от министерства обороны Израиля на разработку системы, способной противостоять угрозе ракет малой дальности. Спустя всего два с половиной года после этого решение, являющееся прорывом мирового уровня в области противоракетной защиты, было найдено. В апреле 2011 года "Железный купол" перехватил девять ракет Град, выпущенных из сектора Газа в направлении Ашкелона и Беер-Шевы.
История разработки ракет компанией Рафаэль насчитывает более чем 50 лет и берет своё начало с ракеты воздух-воздух Shafrir, разработка которой началось в конце 50-х, продолжилась ракетой Python 3 (которая является следующим поколением Shafrir ) во время Войны Судного Дня (Йом-Кипур), и наконец Python 4 и 5. Эти ракеты успешно проявили себя в реальных боевых условиях, сбивая истребители, вертолеты и другие летательные аппараты. К арсеналу ракет Python добавились ракеты DERBY, которые вместе образуют системы ракет типа воздух-воздух и ПВО, известные как "Паук" (Spider), проданные во многие страны мира.
Со слов Иосефа Д., ракеты всех типов объединяет то, что они представляют из себя конструкции, способные летать на скоростях, в несколько раз превышающих скорость звука и способные в любой момент определять свои координаты по отношению к цели.
Чтобы добиться этого, применяются прогрессивные алгоритмы управления, обеспечивающие стабильность полёта ракеты, и алгоритмы наведения, позволяющие ракете наиболее эффективно уничтожить цель.
Прежде чем начать разработку "Железного купола", Рафаэль разработал другие системы перехвата, такие как система обороны на кораблях "Barack 1" и система Spider.
Министерству обороны разными компаниями были предложены различные концептуальные решения перехвата ракет. Рафаэль предоставил три решения, в результате чего Министерство обороны остановило свой выбор на "Железном куполе".
По словам Иосифа, Рафаэль обладал лучшей научнотехнической базой и опытом в разработке ракет и систем ПРО, что дало ему значительные преимущества в разработке "Железного купола".
"Вне сомнения", говорит он, "благодаря опыту, приобретенному компанией в течение 50 лет, мы оказались в состоянии достичь всех поставленных перед "Железным куполом" задач и даже превзойти их, причем в сроки, поразившие многих экспертов в мире".
Как разработать систему перехвата ракет
В ходе беседы, Иосиф раскрывает перед нами процесс разработки системы противоракетной обороны. История начинается с требований, предъявляемых к датчикам, чья функция заключается в том, чтобы распознать угрозу - запуск ракеты. Датчики, используемые системой, созданы на основе радиолокационной технологии. Современные технологии позволили улучшить характеристики датчиков и уменьшить их стоимость, что дало возможность изменить качество радиолокаторов и сделать возможным разработку "Железного купола". Для «Железного купола» был выбран радиолокатор компании Elta, который оптимально подошел по всем предъявляемым требованиям.
Следующим шагом была оценка технических характеристик современной системы ПРО на основе опыта при разработке ракет, накопленного в компании. По мнению Иосифа, этот опыт позволил создать систему с высокими тактико техническими характеристиками и даже превзойти их ещё на ранней стадии разработки.Затем была разработана система управления и мониторинга, получающая с датчиков информацию о запуске ракеты. На основе данных датчиков, система определяет место её предполагаемого падения и решает, нужно ли перехватывать или игнорировать ракету.
Для принятия решения было необходимо дать определение "обороняемая территория" (footprint) - места, которые считаются стратегическими, и где ракета может нанести ощутимый вред. Например важной инфраструктуры, повреждение которой может привести к существенному снижению обороноспособности Израиля. Определение "обороняемая территория" может варьироваться в зависимости от ситуации. К примеру, промышленная зона может быть включена в "обороняемую территорию" только в дневное время для защиты работников промзоны, в то время как больница будет рассматриваться как "обороняемая территория" в любое время.
В случае если "обороняемая территория" не находится в зоне поражения, система не реагирует на ракету. Если же ракета направлена на "обороняемую территорию", то включается программа перехвата. В это время происходят две вещи: во-первых, включатся система оповещения гражданского населения о воздушном нападении; во-вторых, происходит перехват ракеты.
Иосиф приводит в пример ракеты упавшие на Израиль во время второй ливанской войны. Из всех ракет, выпущенных по Израилю, только 25% упали в населенных районах. Если бы тогда был "Железный купол", то только против них он был бы применен. Разумеется, такая система выбора целей значительно снижает стоимость перехвата.
Таким образом мы подошли к следующему этапу разработки: созданию алгоритма перехвата. Это расчет траектории перехватчика для успешного поражения цели. На данном этапе рассчитывается наибольшая вероятность и время, необходимое перехватчику для поражения ракеты в заданной точке. Точка перехвата выбирается как можно дальше от населенных пунктов, чтобы население не пострадало от фрагментов ракеты после взрыва.
Чтобы перехватчик смог поразить цель в определенной точке, необходимо его детальное программирование. Этот этап называется "полномасштабная разработка" (Full Scale Development) или FSD, при котором определяются общие требования к ракете и требования для каждой подсистемы."Определить требования для каждой подсистемы - настоящее искусство", говорит Йоси. Оптимизация всех подсистем таким образом, что они все дополняют друг друга с наибольшей эффективностью при разумных затратах, является большим успехом.
На этом этапе программы проверяются следующие ключевые параметры: максимальная синхронизация всех подсистем, финансовые затраты и сроки, необходимые для соответствия системы заданным требованиям.
От общего к деталям: подготовка детального проектирования каждого компонента. Иосиф отмечает, что этот этап был быстрым и всё было сделано в относительно короткие сроки. Любая ракета состоит из двигателя, боевой части и системы наведения- компонентов разработанных в прошлом, что значительно сократило время проектирования и интеграции компонентов.
Точное соответствие требованиям
Далее испытания. На данном этапе была проведена длинная серия испытаний с целью изучения эффективности системы и подтверждения соответствия системы требованиям. Иосиф описывает этапы испытаний:
•Первое испытание называется CNT (Control & Navigation Test). Здесь проверяется возможность управления ракетой в полете и наведения её на цель.
•Второй эксперимент Fly-By, в котором проверяется способность перехватчика приблизиться к цели на расстояние, необходимое для её уничтожения.
•Название третьего испытания "фатальное". В этом испытании проверяется, что при достижении цели перехватчиком цель уничтожается. К таким системам, как "Железный купол", предъявляется еще одно требование: все взрывчатые вещества, находящиеся на ракете, должны быть уничтожены (Hard Kill) и не достигнуть земли.
•Последнее -испытание всей системы. На этом испытании осуществляется проверка всех компонентов системы на соответствие требованиям.
Серия испытаний проверяет функционирование системы при различных оперативных сценариях. "Во время первого боевого применения системы для защиты Ашкелона и Беэр-Шевы", отмечает Иосиф с гордостью, "Железный купол" успешно перехватил выпущенные ракеты".
Он гордится тем, что Рафаэль оказался в состоянии достигнуть не имеющих аналогов в мире результатов: " Всего в течение двух с половиной лет нам удалось создать систему перехвата ракет, отвечающую всем тактико техническим и финансовым требованиям".
"Одна из американских комиссий, прибывшая с целью оценки прогресса разработки системы на ранних её стадиях, высказалась очень скептически о её возможностях. В конце процесса та же комиссия извинилась за то, что сомневалась в наших способностях" - говорит он -"Рафаэль продолжает работать над другими системами. Например "Волшебная Палочка" сможет не только обеспечить защиту от современных ракет средней и большой дальности, но и перехватывать самолеты."
"Волшебная палочка" находится на завершающей стадии испытаний CNT. Испытания по перехвату целей намечены уже в этом году. Достижение боевой готовности намечено в 2012 году.
Всё благодаря технологииТехнологические достижения последних лет послужили источником вдохновения создателей "Железного купола" и других "умных" систем. Современные вычислительные комплексы имеют огромный потенциал, необходимый для таких систем, как "Железный купол". В Рафаэле также разработана специальная технология для создания боеголовок новых ракет, повышающая вероятность попадания в цель. По словам Иосифа, таких возможностей нет у других компаний в стране и мире.
Одной из последних значительных тенденций в ракетной отрасли, по словам Иосифа, является примерно десятикратное снижение затрат по сравнению с тем, что было приемлемо ранее. Следующим шагом в развитии ракетостроения, прогнозирует он, является минимизация размеров ракеты. Это позволит достичь большей эффективности и дальнейшего снижения затрат.
Гражданский сектор
Многие полагают, что технологическая инновационность Израиля проявляется в основном в уникальных военных разработках. По словам Иосифа, есть возможность использовать передовые военные технологии в гражданском секторе, хотя это довольно трудно. Единственная возможность -это основать дочерние компании, цель которых будет заключаться в поиске гражданского применения технологий и рынков сбыта.
Так, несколько лет назад Рафаэль создал RDC (Rafael Development Corporation), совместное предприятие с Elron Electronic Industries Ltd. RDC инвестировала start-up компании, такие как Given Imaging -разработала капсулу видео изображений, которая сканирует желудочно-кишечный тракт; Galil Medical- предлагает решения для лечения урологических заболеваний и многие другие.
(Особая благодарность за помощь в переводе Ирине М. и Олегу Р.)
Информация