Малогабаритные управляемые ракеты класса; воздух; поверхность

Малогабаритные управляемые ракеты класса «воздух — поверхность»

Представление стран НАТО о ракетах советских ЗРК по состоянию на 1980-е годы. Слева направо: С-25, С-75, С-125, С-200, С-300П, С-300В
Ракеты различаются по типу базирования, дальности и высоте поражения, максимальной скорости поражаемых целей, принципам запуска. Существуют ракеты на жидкостных и твердотопливных двигателях.

• радиокомандное управление
• наведение по радиолучу
• самонаведение
• комбинированная схема управления

По компоновке (аэродинамической схеме)

• нормальная (стабилизаторы впереди, рули сзади) и её подвид — бесхвостка (стабилизатор «сросся» с рулём)
• утка (рули впереди, стабилизаторы сзади)
• несущий конус (конический фюзеляж с рулями в задней части)

Зенитные ракеты могут применяться как в стационарных, так и в мобильных и переносных ракетных комплексах.

Конструкция

ЗРК «Nike-Ajax» использовал командную систему наведения, основанную на использовании двух радаров. Обнаружение целей производилось отдельной радиолокационной станцией LOPAR (сокр. англ. Low-Power Acquisition Radar ), данные с которой использовались для наведения на цель радара слежения за целью TTR (англ. Target Tracking Radar ). Запущенная ракета непрерывно отслеживалась лучом ещё одной РЛС — MTR (англ. Missile Tracking Radar ).

Данные, поставляемые радарами TTR и MTR о положении в воздухе цели и ракеты обрабатывались счётно-решающим устройством, работающим на вакуумных лампах, и транслировались по радиоканалу на борт ракеты. Устройство высчитывало расчётную точку встречи ракеты и цели, и автоматически корректировало курс снаряда. Самонаведение отсутствовало: детонация ракеты производилась радиосигналом с земли в расчётной точке траектории.

Уникальной особенностью MIM-3 «Nike-Ajax» было наличие трёх осколочно-фугасных боевых частей. Первая, массой 5,44 кг, размещалась в носовой секции, вторая — 81,2 кг — в средней, и третья — 55,3 кг — в хвостовой. Предполагалось, что их детонация позволит создать более протяжённое облако осколков и повысит эффективность поражения самолёта. Реальная эффективность такого решения неизвестна, но в дальнейших разработках оно не было повторено.

Эффективная дальность действия комплекса составляла около 48 километров. Ракета могла поразить цель на высоте до 21300 метров, двигаясь при этом со скоростью 2,3 Махов.

Техническим недостатком комплекса, было наличие лишь одного канала управления ракетой (для сравнения, первый советский ЗРК С-25 имел несколько десятков каналов наведения). Также, изначально, между отдельными батареями «Nike-Ajax» не существовало никакой связи, в результате чего несколько батарей могли выбрать для сопровождения одну и ту же цель. Этот недостаток был исправлен в дальнейшем, путём введения системы AN/FSG-1 Missile Master компании Martin, осуществлявшей обмен данными между счетно-решающими устройствами отдельных батарей и координацию наведения на различные цели.

Конструкция

Ракета имеет трёхступенчатую тандемную компоновку. Стартовый твердотопливный двигатель Mk.72 компании Aerojet (длина 1,7 м, масса 700 кг, в том числе 457 кг — топливо, 4 сопла), маршевый двухрежимный ru en РДТТ Mk.104 (длина 2,9 м, диаметр 0,35 м, масса 500 кг, из них 377 кг — топливо), третья ступень также твердотопливная Mk.136 компании ATK (время работы двигателя 30 сек.), которая выводит кинетический перехватчик за пределы атмосферы.

Кинетический перехватчик имеет собственные двигатели для корректировки полёта и матричную охлаждаемую инфракрасную ГСН. Цели могут обнаруживаться на дальностях до 300 км, а коррекция траектории может составлять до 3-5 км [8] .

Модификации

• RIM-7E — первая модель комплекса, принятая на вооружение в 1967 году. Вооружалась ракетой AIM-7E и имела ручное наведение радара подсветки с визуальным отслеживанием цели.
• RIM-7F — модифицированная версия с ракетой AIM-7H
• RIM-7H — модификация комплекса, предпринятая по инициативе европейских союзников США по НАТО, желавших оснастить свои лёгкие корабли компактным ЗРК. Первая модель, обозначавшаяся официально как «Sea Sparrow». Использовала ракету RIM-7H (не имевшую авиационного аналога), с раскладным крылом. Это позволяло хранить ракету в более компактных пусковых установках Mk-29, и устанавливать комплекс на более лёгкие корабли. Была усовершенствована и система наведения, РЛС подсветки целей MK-95 получила автоматическое управление и не нуждалась в операторе. Принят на вооружение в 1973 году.
• RIM-7M — модификация комплекса с новой моноимпульсной ГСН и электроникой, адаптированной к применению на кораблях с автоматизированной системой управления огнём Mark 91. Использовала ракету AIM-7M. Первая версия комплекса, адаптированная также к применению на вертикальных пусковых Mk-41 и Mk-48.
• RIM-7P — улучшенная версия комплекса под ракету AIM-7P. Имела увеличенный радиус действия, и автопилот, осуществляющий связь с бортовым компьютером по каналу передачи данных.

Оценка проекта

Комплекс MIM-3 «Nike-Ajax» был первым массово производящимся ЗРК, принятым на вооружение в мире, и первым зенитно-ракетным комплексом, развернутым армией США. Для середины 1950-х, возможности комплекса позволяли эффективно поражать любой существующий тип реактивных бомбардировщиков и крылатых ракет.

В сравнении с советским аналогом, ЗРК С-25, комплекс «Nike-Ajax» был конструктивно значительно проще. Он имел только одноканальное наведение, и первоначальный проект даже не предусматривал взаимодействия между отдельными батареями(недостаток, позже исправленный). Но с другой стороны, MIM-3 «Nike-Ajax» был гораздо дешевле С-25, и развёртывался за счёт этого в гораздо больших количествах. К 1957 году, когда выпуск первого массового советского ЗРК С-75 только начинался, на территории США было развёрнуто уже более сотни батарей «Nike-Ajax».

Конструкция

Представлявший собой техническое развитие MIM-3 Nike Ajax, «Геркулес» заимствовал много элементов от предшественника. Его стартовая твердотопливная ступень представляла собой четыре твердотопливных ускорителя M5E1 Nike, объединенных в один блок под кодовым обозначением Hercules M42

Изначально, основной двигатель ракеты также должен был быть развитием двигателя «Аякса». Но в ходе тестовых полетов, проводившихся в 1955, было сочтено (на основании проблем с эксплуатацией «Аяксов»), что жидкотопливный двигатель не является оптимальным, и должен быть заменен РДТТ. Серийные ракеты использовали РДТТ Thiokol M30

В ходе разработки, было решено отказаться от не оправдавшей себя концепции трех боеголовок «Аякса», и заменить их единой осколочно-фугасной боевой частью T45. В то же время, миниатюризация атомных зарядов позволила оснастить ракету ядерной боевой частью. В качестве таковой обычно использовалась боеголовка W-61, мощностью от 2 до 40 килотонн. Детонация боеголовки в воздухе могла разрушить летательный аппарат в радиусе нескольких сотен метров от эпицентра, что позволяло эффективно поражать даже сравнительно сложные, малогабаритные цели вроде сверхзвуковых крылатых ракет. Потенциально также, «Nike-Hercules» мог перехватывать одиночные боевые части баллистических ракет, что делало его первым комплексом, имевшим противоракетные возможности

По мере развертывания система подвергалась ряду модификаций. Изначально, MIM-14 Nike-Hercules, как и предполагалось при разработке, использовал инфраструктуру «Аякса». Но в ходе разработки, было решено увеличить возможности системы. Модернизация под обозначением Improved Hercules включала в себя установку нового радара обнаружения HIPAR (High-Power Acquisition Radar), и модернизацию радаров слежения за целью TTR (Target Tracking Radar) и Missile Tracking Radar (MTR), придавшую им повышенную устойчивость к помехам и возможность отслеживания высокоскоростных целей. Дополнительно был установлен радар Target Ranging Radar (TRR), осуществлявший постоянное определение дистанции до цели и выдававший дополнительные поправки для счетно-решающего устройства

Модификации

• RIM-7E — первая модель комплекса, принятая на вооружение в 1967 году. Вооружалась ракетой AIM-7E и имела ручное наведение радара подсветки с визуальным отслеживанием цели.
• RIM-7F — модифицированная версия с ракетой AIM-7H
• RIM-7H — модификация комплекса, предпринятая по инициативе европейских союзников США по НАТО, желавших оснастить свои лёгкие корабли компактным ЗРК. Первая модель, обозначавшаяся официально как «Sea Sparrow». Использовала ракету RIM-7H (не имевшую авиационного аналога), с раскладным крылом. Это позволяло хранить ракету в более компактных пусковых установках Mk-29, и устанавливать комплекс на более лёгкие корабли. Была усовершенствована и система наведения, РЛС подсветки целей MK-95 получила автоматическое управление и не нуждалась в операторе. Принят на вооружение в 1973 году.
• RIM-7M — модификация комплекса с новой моноимпульсной ГСН и электроникой, адаптированной к применению на кораблях с автоматизированной системой управления огнём Mark 91. Использовала ракету AIM-7M. Первая версия комплекса, адаптированная также к применению на вертикальных пусковых Mk-41 и Mk-48.
• RIM-7P — улучшенная версия комплекса под ракету AIM-7P. Имела увеличенный радиус действия, и автопилот, осуществляющий связь с бортовым компьютером по каналу передачи данных.

История

Первые опыты

Первая попытка создать управляемый дистанционно снаряд для поражения воздушных целей была предпринята в Великобритании Арчибальдом Лоу. Его «воздушная цель» (Aerial Target), названная так для введения в заблуждение немецкой разведки, представляла собой радиокомандно управляемый винтовой аппарат с поршневым двигателем ABC Gnat. Снаряд предназначался для уничтожения цеппелинов и тяжёлых германских бомбардировщиков. После двух неудачных запусков в 1917 году программа была закрыта из-за малого интереса к ней командования ВВС.

В 1935 году Сергей Королев предложил идею зенитной ракеты «217», наводящейся по лучу прожектора при помощи фотоэлементов. Работы над снарядом велись некоторое время до стадии отработки.

Первыми в мире зенитными управляемыми ракетами были создаваемые с 1943 года в Третьем рейхе ракеты «Рейнтохтер», Hs-117 «Шметтерлинг» и «Вассерфаль» (последняя к началу 1945 года была испытана и готова к запуску в серийное производство, которое так и не началось).

В 1944 году, столкнувшись с угрозой со стороны японских камикадзе, ВМФ США инициировал разработку зенитных управляемых снарядов, предназначенных для защиты кораблей. Были запущены два проекта — дальнобойная зенитная ракета Lark и более простая KAN[1]. Ни одна из них не успела принять участия в боевых действиях. Разработка Lark продолжалась до 1950 года, и хотя ракета успешно прошла испытания, она была сочтена слишком устаревшей и никогда не устанавливалась на корабли.

В Великобритании с аналогичными целями разрабатывали зенитные управляемые снаряды Brakemine и Stooge, также не завершённые в связи с окончанием военных действий[2].

Первые ракеты на вооружении

Первоначально, послевоенные разработки уделяли значительное внимание германскому техническому опыту.

В Советском Союзе по постановлению СМ СССР с 1946 года велись работы по воспроизводству и развитию целого ряда немецких зенитных ракет, как управляемых, так и неуправляемых: «Вассерфаль», «Рейнтохтер», «Шметтерлинг», «Тайфун» и других. Так немецкая «Вассерфаль», после некоторой доработки, получила индекс Р-101, её разрабатывал НИИ-88, однако, из высокой загруженности тематикой баллистических ракет дальнего действия, работы по ней продвигались медленно, а понимание важности системы боевого управления в тот период ещё отсутствовало. После серий испытаний, которые выявили недостатки в ручной системе наведения, было принято решение о прекращении модернизации трофейной ракеты.

В начале 1950-х принимается решение о начале разработки системы ПВО Москвы, которая должна была обладать возможностью отражения массированного налёта авиации противника с участием до 1200 самолётов. Разработчиками советского зенитного ракетного комплекса по проекту «Беркут» (главные конструктора Куксенко, Берия и заместитель главного конструктора Расплетин), в итоге была создана С-25 (принята на вооружение в 1955 году). Чрезвычайно эффективный для своего времени, комплекс оказался очень сложным и дорогим, и развёртывался только вокруг Москвы (2 кольца ПВО, 2000 км подъездных путей, 56 стартовых позиций многоканальных ЗРК и соответственно, 56 зенитных ракетных полков). От дальнейшего развёртывания системы отказались по экономическим причинам[3]. Первым широко развёртываемым советским зенитно-ракетным комплексом стал С-75.

В США сразу после войны существовали де-факто три независимые программы разработки зенитных ракет: армейская программа «Nike», программа ВВС США SAM-A-1 GAPA и флотская программа «Bumblebee». Американские инженеры также предприняли попытку создания зенитной ракеты на базе германской «Вассерфаль» в рамках программы «Гермес», но отказались от этой идеи ещё на ранней стадии проработки.

Первой зенитной ракетой, созданной в США, была MIM-3 Nike Ajax, разработанная армией США. Ракета имела определённое техническое сходство с С-25, но комплекс «Nike-Ajax» был гораздо проще советского аналога. В то же время, MIM-3 Nike Ajax был гораздо дешевле С-25, и, принятый на вооружение в 1953, разворачивался в огромных количествах для прикрытия городов и военных баз на территории США. Всего к 1958 году было развёрнуто более 200 батарей MIM-3 Nike Ajax.

Третьей страной, развернувшей в 1950-х собственные ЗРК, была Великобритания. В 1958 году, Королевские военно-воздушные силы Великобритании приняли на вооружение дальнобойный ЗРК Bristol Bloodhound. Британские ЗРК существенно отличались от ранних советских и американских аналогов.

Помимо США, СССР и Великобритании, собственный ЗРК в начале 1950-х создала Швейцария. Разработанный ею комплекс Oerlikon RSC-51 поступил на вооружение в 1951 году и стал первым коммерчески доступным ЗРК в мире (хотя его закупки в основном предпринимались с исследовательскими целями)[4]. Комплекс никогда не участвовал в боевых действиях, но послужил основной для развития ракетостроения в Италии и Японии, закупивших его в 1950-х[5].

В это же время были созданы и первые ЗРК морского базирования. В 1956 году американский флот принял на вооружение ЗРК RIM-2 Terrier средней дальности, предназначенный для защиты кораблей от крылатых ракет и бомбардировщиков-торпедоносцев.

ЗУР второго поколения

В конце 1950-х — начале 1960-х, развитие реактивной военной авиации и крылатых ракет привело к широкому развитию ЗРК. Появление летательных аппаратов, двигающихся быстрее скорости звука, окончательно отодвинуло на второй план тяжёлую ствольную зенитную артиллерию. В свою очередь, миниатюризация ядерных боевых частей позволила оснащать ими зенитные ракеты. Радиус поражения ядерного заряда эффективно компенсировал любую мыслимую ошибку наведения ракеты, позволяя поразить и разрушить самолёт противника даже при сильном промахе.

В 1958 году США приняли на вооружение первый в мире дальнобойный ЗРК MIM-14 Nike-Hercules. Являвшийся развитием MIM-3 Nike Ajax, комплекс имел гораздо большую дальность (до 140 км) и мог оснащаться ядерным зарядом W31[en] мощностью 2—40 кт. Массово развертываясь на основе инфраструктуры, созданной для предшествующего комплекса «Аякс», комплекс MIM-14 Nike-Hercules оставался наиболее эффективным ЗРК мира до 1967 года[источник не указан 2796 дней

].
Памятник ракете «9М38» у проходной ПАО ДНПП в Долгопрудном
В это же время, ВВС США разработали свой собственный, единственный сверхдальнобойный зенитно-ракетный комплекс CIM-10 Bomarc. Ракета представляла собой де-факто беспилотный истребитель-перехватчик с прямоточным двигателем и активным самонаведением. К цели она выводилась с помощью сигналов системы наземных радаров и радиомаяков. Радиус эффективного действия «Бомарка» составлял, в зависимости от модификации, 450—800 км, что делало его наиболее дальнобойным зенитным комплексом когда-либо созданным. «Бомарк» предназначался для эффективного прикрытия территорий Канады и США от пилотируемых бомбардировщиков и крылатых ракет, но в связи с бурным развитием баллистических ракет быстро утратил своё значение.

Советский Союз в 1957 году принял на вооружение свой первый массовый зенитно-ракетный комплекс С-75, примерно аналогичный по характеристикам MIM-3 Nike Ajax, но более мобильный и адаптированный для передового развертывания. Система С-75 производилась в больших количествах, став основой ПВО как территории страны, так и войск СССР. Комплекс наиболее широко за всю историю ЗРК поставлялся на экспорт, став основой систем ПВО более чем в 40 странах, успешно применялся в военных действиях во Вьетнаме.

Большие габариты советских ядерных боевых частей препятствовали вооружению ими зенитных ракет. Первый советский ЗРК большой дальности С-200, имевший радиус действия до 240 км и способный нести ядерный заряд, появился лишь в 1967 году. На протяжении 1970-х, ЗРК С-200 являлся наиболее дальнобойной и эффективной системой ПВО в мире[источник не указан 2796 дней

К началу 1960-х стало ясно, что существующие ЗРК имеют ряд тактических недостатков: низкая мобильность и неспособность поражать цели на малых высотах. Появление сверхзвуковых самолётов поля боя, подобных Су-7 и Republic F-105 Thunderchief сделало обычную зенитную артиллерию недостаточно эффективным средством защиты.

В 1959—1962 годах, были созданы первые зенитные ракетные комплексы, предназначенные для передового прикрытия войск и борьбы с низколетящими целями: американский MIM-23 Hawk 1959 года, и советский С-125 1961 года.

Активно развивались и системы ПВО военно-морского флота. В 1958 году, ВМФ США впервые принял на вооружение дальнобойный морской ЗРК RIM-8 Talos. Ракета дальностью от 90 до 150 км предназначалась для противостояния массированным налётам морской ракетоносной авиации, и могла нести ядерный заряд. Ввиду чрезвычайной стоимости и огромных габаритов комплекса, он развертывался сравнительно ограниченно, в основном на перестроенных крейсерах времён Второй мировой (единственным специально построенным под «Талос» носителем стал атомный ракетный крейсер USS Long Beach).

Основным ЗРК ВМФ США оставался активно модернизируемый RIM-2 Terrier, возможности и дальность которого были сильно увеличены, включая создание модификаций ЗУР с ядерными боевыми частями. В 1958 году также был разработан ЗРК малого радиуса действия RIM-24 Tartar, предназначенный для вооружения небольших кораблей.

Программа разработки ЗРК для защиты советских кораблей от авиации была начата в 1955 году, к разработке предлагались ЗРК ближнего, среднего, большого радиуса действия и ЗРК непосредственной защиты корабля. Первым советский зенитно-ракетный комплекс ВМФ созданным в рамках этой программы стал ЗРК M-1 «Волна», который появился в 1962 году. Комплекс представлял собой морскую версию ЗРК С-125, использовавшую те же ракеты. Его точность и эффективность была достаточно высока, но в то же время комплекс имел ряд недостатков, связанных с необходимостью приспосабливать к морским условиям наземную ракету: малый радиус действия (первоначально только 12 км) и низкая огневая производительность.

Попытка СССР разработать более дальнобойный комплекс М-2 «Волхов» на базе С-75 оказалась безуспешной — несмотря на эффективность самой ракеты В-753, ограничения, вызванные значительными габаритами исходной ракеты, применением на маршевой ступени ЗУР жидкостного двигателя и низкой огневой производительности комплекса, привели к остановке развития этого проекта.

В начале 1960-х свои собственные морские ЗРК создала также Великобритания. Принятый на вооружение в 1961 году Sea Slug оказался недостаточно эффективным, и к концу 1960-х годов ВМФ Великобритании разработал ему на смену значительно более совершенный ЗРК Sea Dart, способный поражать самолёты на расстоянии до 75—150 км. В это же время, в Великобритании был создан первый в мире ЗРК ближней самообороны Sea Cat, активно поставлявшийся на экспорт ввиду своей высочайшей надёжности и сравнительно малых габаритов[источник не указан 2796 дней

Испытания

В феврале 2013 года, был проведен успешный перехват баллистической цели — имитатора БРСД — при помощи спутникового целеуказания [10] . Запуск имитатора был отслежен спутником SSST-D, который передавал данные на крейсер «Lake Erie»; радар самого крейсера не использовался. На основании данных со спутника, СУО Aegis вычислила траекторию цели и произвела успешный перехват её ракетой SM-3.

В мае 2013 начались испытания модифицированной версии ракеты, SM-3 Block IB. Ракета успешно выполнила перехват имитатора БРМД с отделяющейся головной частью [11] .

4 октября 2013 ракета SM-3 Block IB осуществила успешный перехват имитатора БРСД [12] . При этом анализ данных после испытания выявил ошибку в наведении, которая, однако, была успешно компенсирована системами самонаведения ракеты.

6 июня 2015 года был осуществлен успешный испытательный пуск новой версии ракеты SM-3 BLock IIA, увеличенного диаметра. Ракета успешно выполнила запуск, разделение ступеней, выход на траекторию и маневрирование на орбите. Так как целью пуска было получение подробной телеметрии с борта ракеты, запуски учебных целей и попытки перехвата не проводились [13] .

Испытания системы (Aegis Ashore Missile Defense Test Complex, AAMDTC), которые проводились в июне 2017 года, завершились неудачей. Следующее испытание в январе 2018 (ракета SM-3 Block IIA) также потерпело неудачу. [14] [15]

Уничтожение спутника

21 февраля 2008 года ракета SM-3 была выпущена с крейсера «Lake Erie» в Тихом океане и через три минуты после старта [16] поразила находящийся на высоте 247 километров аварийный разведывательный спутник USA-193, двигающийся со скоростью 7 580 м/с [17] (27 300 км/ч).