Введение

Механика (греч. μηχανική – искусство построения машин) – раздел физики, наука, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними; при этом движением в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве.

«Механикой в широком смысле этого слова называется наука, посвящённая решению любых задач, связанных с изучением движения или равновесия тех или иных материальных тел и происходящих при этом взаимодействий между телами. Теоретическая механика представляет собою часть механики, в которой изучаются общие законы движения и взаимодействия материаль­ных тел, то есть те законы, которые, например, справедливы и для движения Земли вокруг Солнца, и для полёта ракеты или артиллерийского снаряда и т.п. Другую часть механики составляют различные общие и специальные технические дисциплины, посвящённые проектированию и расчёту всевозможных конкретных сооружений, двигателей, механизмов и машин или их частей (деталей)». 1

К специальным техническим дисциплинам можно отнести и предлагаемую вам для изучения Механику полета [баллистических ракет (БР), ракет-носителей (РН) и космических летательных аппаратов (КА)]. РАКЕТА – летательный аппарат, движущийся вследствие отбрасывания высокоскоростных горячих газов, создаваемых реактивным (ракетным) двигателем. В большинстве случаев энергия для движения ракеты получается при сгорании двух или более химических компонентов (горючее и окислитель, которые вместе образуют ракетное топливо) или при разложении одного высокоэнергетического химического вещества 2 .

Основной математический аппарат классической механики: дифференциальное и интегральное исчисление, разработанное специально для этого Ньютоном и Лейбницем. К современному математическому аппарату классической механики относятся, прежде всего, теория дифференциальных уравнений, дифференциальная геометрия, функциональный анализ и др. В классической формулировке механика базируется на трёх законах Ньютона. Решение многих задач механики упрощается, если уравнения движения допускают возможность формулировки законов сохранения (импульса, энергии, момента импульса и других динамических переменных).

Задача исследования полета беспилотного ЛА в общем случае очень сложная, т.к. например, ЛА с фиксированными (неподвижными) рулями, как всякое твердое тело имеет 6 степеней свободы и его движение в пространстве описывается 12 дифференциальными уравнениями I-го порядка. Траектория полета реального ЛА описывается значительно большим количеством уравнений.

Ввиду чрезвычайной сложности исследования траектории полета реального ЛА, обычно ее разбивают на ряд этапов и исследуют каждый этап в отдельности, переходя от простых к сложным.

На первом этапе исследования можно рассмотреть движение ЛА, как движение материальной точки. Известно, что движение твердого тела в пространстве можно разделить на поступательное движение центра масс и вращательное движение твердого тела вокруг собственного центра масс.

Для изучения общей закономерности полета ЛА в некоторых случаях при определенных условиях можно не рассматривать вращательное движение. Тогда движение ЛА можно рассматривать, как движение материальной точки, масса которой равна массе ЛА и к которой приложены сила тяги, тяжести и аэродинамического сопротивления.

Следует заметить, что даже при такой упрощенной постановке задачи в ряде случаев приходится учитывать моменты сил, действующих на ЛА и потребные углы отклонения органов управления, т.к. в противном случае невозможно установить однозначную зависимость, например, между подъемной силой и углом атаки; между боковой силой и углом скольжения.

На втором этапе исследуются уравнения движения ЛА с учетом его вращения вокруг собственного центра масс.

Задачей является исследование и изучение динамических свойств ЛА, рассматриваемого как элемент системы уравнений, при этом главным образом интересуются реакцией ЛА на отклонение органов управления и влияние на ЛА различных внешних воздействий.

На третьем этапе (наиболее сложном) проводят исследование динамики замкнутой системы управления, которая включает в себя наряду с другими элементами и сам ЛА.

Одной из основных задач является исследование точности полета. Точность характеризуется величиной и вероятностью отклонения от требуемой траектории. Для изучения вопросов точности управления движением ЛА необходимо составить систему дифференциальных уравнений, которая бы учитывала все силы и моменты. действующие на ЛА, и случайные возмущения. В результате получают систему дифференциальных уравнений высокого порядка, которые могут быть нелинейными, с правильными частями, зависящими от времени, со случайными функциями в правых частях.

Классификация ракет

Ракеты обычно классифицируются по типу траектории полёта, по месту и направленности запуска, по дальности полёта, по типу двигателя, по типу боеголовки, по типу систем управления и наведения.

В зависимости от типа траектории полёта различают:

– Крылатые ракеты. Крылатые ракеты - это беспилотные управляемые (до момента поражения цели) летательные аппараты, которые поддерживаются в воздухе большую часть своего полёта за счёт аэродинамической подъёмной силы. Главной целью крылатых ракет является доставка боевого заряда к цели. Они движутся в атмосфере Земли, используя реактивные двигатели.

Межконтинентальные баллистические крылатые ракеты могут подразделяться в зависимости от их размера, скорости (дозвуковая или сверхзвуковая), дальности полёта и места запуска: с земли, воздуха, поверхности корабля или подводной лодки.

В зависимости от скорости полёта ракеты подразделяются на:

1) Дозвуковые крылатые ракеты

2) Сверхзвуковые крылатые ракеты

3) Гиперзвуковые крылатые ракеты

Дозвуковая крылатая ракета движется со скоростью ниже скорости звука. Она развивает скорость, соответствующую числу Маха М = 0,8 … 0,9. Широко известной дозвуковой ракетой является американская крылатая ракета ’Томагавк". Ниже приведены схемы двух российских дозвуковых крылатых ракет, стоящих на вооружении.

Х-35 Уран – Россия

Сверхзвуковая крылатая ракета движется со скоростью около М=2 …3, то есть преодолевает за секунду расстояние приблизительно в 1 километр. Модульная конструкция ракеты и её способность запускаться под различным углом наклона, позволяют запускать ее с различных носителей: военные корабли, подводные лодки, различные типы самолётов, мобильные автономные установки и пусковые шахты. Сверхзвуковая скорость и масса боеголовки обеспечивает ей высокую кинетическую энергию удара (например, Оникс (Россия) она же Яхонт – экспортный вариант; П-1000 Вулкан; П-270 Москит; П-700 Гранит)

П-270 Москит – Россия

П-700 Гранит – Россия

Гиперзвуковая крылатая ракета движется со скоростью М > 5. Многие страны работают над созданием гиперзвуковых крылатых ракет.

– Баллистические ракеты . Баллистическая ракета – это ракета, имеющая баллистическую траекторию на большей части пути её полета.

Баллистические ракеты подразделяются по дальности полёта. Максимальная дальность полёта измеряется по кривой вдоль поверхности земли от места запуска и до точки нанесения удара последним элементом боевого заряда. Баллистические ракеты могут запускаться с морских и наземных носителей.

Место старта и направленность запуска определяют класс ракеты:

Ракеты класса "земля-земля". Ракета класса "земля-земля"– это управляемый снаряд, который можно запускать с рук, транспортного средства, мобильной или стационарной установки. Она приводится в движение ракетным двигателем или иногда, если используется стационарная пусковая установка, выстреливается при помощи порохового заряда.

В России (и ранее в СССР) ракеты класса «земля-земля» разделяют также по назначению на тактические, оперативно-тактические и стратегические. В других странах по назначению ракеты класса «земля-земля» делят на тактические и стратегические.

Ракеты класса "земля-воздух". Ракета класса "земля-воздух" запускается с поверхности земли. Предназначена для поражения воздушных целей, таких, как самолёты, вертолёты и даже баллистические ракеты. Эти ракеты обычно входят в систему ПВО, так как они отражают любой вид воздушной атаки.

Ракеты класса "земля-море". Ракета класса "поверхность (земля) -море" предназначена для запуска с земли для поражения кораблей противника.

Ракеты класса "воздух-воздух". Ракета класса "воздух-воздух" запускается с авиационных носителей и предназначена для поражения воздушных целей. Такие ракеты имеют скорость до М = 4.

Ракеты класса "воздух-поверхность (земля, вода)". Ракета класса "воздух-поверхность" предназначена для запуска с авиационных носителей для удара, как по наземным, так и по надводным целям.

Ракеты класса "море-море". Ракета класса "море-море" предназначена для запуска с кораблей для поражения кораблей противника.

Ракеты класса "море-земля (побережье)". Ракета класса "море-земля (прибрежная зона)" предназначена для запуска с кораблей по наземным целям.

Противотанковые ракеты. Противотанковая ракета предназначена главным образом для поражения тяжёлобронированных танков и другой бронетехники. Противотанковые ракеты могут запускаться с самолётов, вертолётов, танков, а также с устанавливаемых на плечо пусковых установок.

По дальности полёта баллистические ракеты разделяют на:

ракеты ближнего радиуса действия;

ракеты среднего радиуса действия;

баллистические ракеты средней дальности;

межконтинентальные баллистические ракеты.

В международных соглашениях с 1987 года применяется другая классификация ракет по дальности полета, хотя никакой общепринятой стандартной классификации ракет по дальности нет. Различные государства и неправительственные эксперты применяют разные классификации дальностей ракет. Так в договоре о ликвидации ракет средней и малой дальности принята следующая классификация:

баллистические ракеты малой дальности (от 500 до 1000 километров).

баллистические ракеты средней дальности (от 1000 до 5500 километров).

межконтинентальные баллистические ракеты (свыше 5500 километров).

По типу двигателя от вида топлива:

твёрдотопливный двигатель или ракетные двигатели твердого топлива;

жидкостный двигатель;

гибридный двигатель – химический ракетный двигатель. Использует компоненты ракетного топлива в разных агрегатных состояниях – жидком и твёрдом. В твердом состоянии может находиться как окислитель, так и горючее.

прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД);

ПВРД со сверхзвуковым горением;

криогенный двигатель – использует криогенное топливо (это сжиженные газы, хранящиеся при очень низкой температуре, чаще всего жидкий водород, используемый в качестве топлива, и жидкий кислород, используемый в качестве окислителя).

Тип боеголовки:

Обычная боеголовка. Обычная боеголовка наполняется химическими взрывчатыми веществами, взрыв которых происходит от детонации. Дополнительным поражающим фактором являются осколки металлической обшивки ракеты.

Ядерная боеголовка.

Межконтинентальные ракеты и ракеты средней дальности часто используют в качестве стратегических, их оснащают ядерными боеголовками. Их преимуществом перед самолётами является малое время подлёта (менее получаса при межконтинентальной дальности) и большая скорость головной части, что сильно затрудняет их перехват даже современной системой ПРО.

Системы наведения:

Электродистанционное наведение. Эта система в целом похожа на радиоуправление, но менее восприимчива к электронным средствам противодействия. Командные сигналы подаются по проводам. После запуска ракеты связь ее с командным пунктом прекращается.

Командное наведение. Командное наведение включает в себя слежение за ракетой с места запуска или носителя и передачу команд по радио, через радар или лазер или по тончайшим проводам и оптическим волокнам. Слежение может осуществляться при помощи радара или оптических устройств с места запуска или через радарное или телевизионное изображение, передаваемое с ракеты.

Наведение по наземным ориентирам. Система корреляционного наведения по наземным ориентирам (или по карте местности) применяется исключительно в отношении крылатых ракет. Система использует чувствительные высотомеры, при помощи которых отслеживается профиль рельефа местности, непосредственно находящийся под ракетой, и который сравнивается с "картой", заложенной в памяти ракеты.

Геофизическое наведение. Система постоянно измеряет угловое положение ЛА по отношению к звёздам и сравнивает его с запрограммированным углом движения ракеты по предполагаемой траектории. Система наведения даёт информацию системе управления, всякий раз, когда требуется внести коррективы в траекторию полёта.

Инерциальное наведение. Система запрограммирована до старта и полностью хранится в «памяти» ракеты. Три акселерометра, установленные на подставке, стабилизированной в пространстве гироскопами, производят замеры ускорений по трём взаимно перпендикулярным осям. Эти ускорения затем дважды интегрируются: первое интегрирование определяет скорость ракеты, а второе – её положение. Система управления настроена на сохранение заранее заданной траектории полета. Эти системы используются в ракетах класса "поверхность-поверхность (земля, вода)" и крылатых ракетах.

Наведение по лучу. Используется наземная или располагающаяся на корабле радарная станция, которая сопровождает своим лучом объект поражения. Информация об объекте поступает в систему наведения ракеты, которая при необходимости корректирует угол наведения в соответствии с движением объекта в пространстве.

Лазерное наведение. При лазерном наведении лазерный луч фокусируется на цели, отражается от неё и рассеивается. В ракете находится лазерная головка самонаведения, которая способна определить даже незначительный источник излучения. Головка самонаведения задаёт направление по отражённому и рассеянному лазерному лучу системе наведения. Ракета запускается в направлении цели, головка самонаведения ищет лазерное отражение, а система наведения направляет ракету к источнику лазерного отражения, который и является целью.

Боевое ракетное оружие принято классифицировать по следующим параметрам:

принадлежности к видам ВС – сухопутные войска, морские войска, воздушные силы;

дальности полета (от места применения до цели) – межконтинентальное (дальность пуска - более 5500 км), средней дальности (1000–5500 км), оперативно-тактической дальности (300-1000 км), тактической дальности (менее 300 км);

физической среде применения – от места старта (земля, воздух, надводное, подводное, подледное);

способу базирования – стационарное, подвижное (мобильное);

характеру полёта – баллистическое, аэробаллистическое (с крыльями), подводное;

среде полета – воздушное, подводное, космическое;

типу управления – управляемое, неуправляемое;

целевому назначению – противотанковое (противотанковые ракеты), противосамолетное (зенитная ракета), противокорабельное, противорадиолокационное, противокосмическое, противолодочное (против подводных лодок).

Классификация ракет-носителей

В отличие от некоторых горизонтально-стартующих авиационно-космических систем (АКС), ракеты-носители используют вертикальный тип старта и (много реже) воздушный старт.

Количество ступеней.

Одноступенчатых ракет-носителей, выводящих полезную нагрузку в космос, до настоящего времени не создано, хотя имеются проекты различной степени проработки («КОРОНА», HEAT-1X и другие). В некоторых случаях как одноступенчатая может классифицироваться ракета, имеющая в качестве первой ступени воздушный носитель либо использующая в качестве таковой ускорители. Среди баллистических ракет, способных достичь космического пространства, немало одноступенчатых, в том числе и первая баллистическая ракета «Фау-2»; однако ни одна из них не способна выйти на орбиту искусственного спутника Земли.

Расположение ступеней (компоновка). Конструктивное исполнение ракет-носителей может быть следующим:

продольная компоновка (тандемная), у которой ступени расположены одна за другой и работают в полёте поочерёдно (РН «Зенит-2», «Протон», «Дельта-4»);

параллельная компоновка (пакетная), при которой несколько блоков, расположенных параллельно и относящихся к разным ступеням, работают в полёте одновременно (РН «Союз»);

• условно-пакетная компоновка (т. н. полутораступенчатая схема), в которой используются общие топливные баки для всех ступеней, от которых питаются стартовые и маршевые двигатели, запускающиеся и работающие одновременно; по завершении работы стартовых двигателей сбрасываются только они.

комбинированная продольно-поперечная компоновка.

Используемые двигатели. В качестве маршевых двигателей могут использоваться:

жидкостные ракетные двигатели;

твёрдотопливные ракетные двигатели;

различные комбинации на разных ступенях.

Масса полезной нагрузки. В зависимости от массы полезного груза ракеты-носители делятся на следующие классы:

ракеты сверхтяжёлого класса (больше 50 тонн);

ракеты тяжелого класса (до 30 тонн);

ракеты среднего класса (до 15 тонн);

ракеты лёгкого класса (до 2-4 тонн);

ракеты сверхлёгкого класса (до 300-400 кг).

Конкретные границы классов меняются с развитием техники и являются достаточно условными, в настоящее время лёгким классом считаются ракеты, выводящие на низкую опорную орбитугруз массой до 5 т, средними - от 5 до 20 т, тяжёлыми - от 20 до 100 тонн, сверхтяжёлыми - свыше 100 т. Появляется также новый класс так называемых «нано-носителей» (полезная нагрузка – до нескольких десятков кг).

Повторное использование. Наибольшее распространение получили одноразовые многоступенчатые ракеты, как пакетной, так и продольной компоновки. Одноразовые ракеты отличаются высокой надёжностью благодаря максимальному упрощению всех элементов. Следует уточнить, что одноступенчатой ракете для достижения орбитальной скорости теоретически необходимо иметь конечную массу не более 7-10 % от стартовой, что при даже существующих технологиях делает их труднореализуемыми и экономически неэффективными из-за низкой массы полезного груза. В истории мировой космонавтики одноступенчатые ракеты-носители практически не создавались –существовали только т. н. полутораступенчатые модификации (например, американской РН «Атлас» со сбрасываемыми дополнительными стартовыми двигателями). Наличие нескольких ступеней позволяет существенно увеличить отношение массы выводимой полезной нагрузки к начальной массе ракеты. В то же время многоступенчатые ракеты требуют отчуждения территорий для падения промежуточных ступеней.

Ввиду необходимости применения высокоэффективных сложных технологий (прежде всего, в области двигательных установок и теплозащиты), полностью многоразовых ракет-носителей пока не существует, несмотря на постоянный интерес к этой технологии и периодически открывающиеся проекты разработки многоразовых носителей (за период 1990-2000-х годов – такие, как: ROTON, Kistler K-1, АКС VentureStar и др.). Частично многоразовой являлась широко использовавшаяся американская многоразовая транспортная космическая система (МТКС)-АКС «Спейс шаттл» («Космический челнок») и закрытая советская программа МТКС «Энергия –Буран», разработанная, но так и не использованная в прикладной практике, а также ряд нереализованных бывших (например, «Спираль», МАКС и др. АКС) и вновь разрабатываемых (например, «Байкал-Ангара») проектов. Вопреки ожиданиям, «Спейс шаттл» не смог обеспечить снижение стоимости доставки грузов на орбиту; кроме того, пилотируемые МТКС характеризуются сложным и длительным этапом предстартовой подготовки (из-за повышенных требований по надёжности и безопасности при наличии экипажа).

Присутствие человека. Ракеты для пилотируемых полётов должны обладать большей надёжностью (также на них устанавливается система аварийного спасения); допустимые перегрузки для них ограничены (обычно не более 3-4,5 единиц). При этом сама ракета-носитель является полностью автоматической системой, выводящей в космическое пространство аппарат с людьми на борту (это могут быть как пилоты, способные осуществлять непосредственное управление аппаратом, так и так называемые «космические туристы»).

В состав вооружения современных истребителей-бомбардировщиков входят ракеты класса воздух – поверхность, предназначаемые для нанесения ударов по наземным или морским объектам (табл. 13). УР этого класса обычно подразделяют на типы: воздух – земля, воздух-корабль, противо- радиолокационные и противотанковые.

Ракеты типа воздух – земля. К ракетам воздух-земля относятся УР «Булпап» AGM-12, «Мейверик» AGM-65 (США); «Мартель» AJ-168 (Великобритания); AS-12, AS-20, AS-30 (Франция); Rb-04, Rb-05 (Швеция). Ракеты «Булпап» и Rb-04 выполнены по схеме «утка»; «Мейверик», AS-30 и Rb-05-по нормальной аэродинамической схеме; AS-12 и AS-20-по схеме «поворотное крыло». Дальность ракет этого типа составляет от 10 до 60 км. УР типа воздух-земля оборудуются фугасными, осколочно-фугасными, бронебойными, кумулятивными или кассетными боевыми частями массой от 30 до 450 кг. Такое разнообразие боевых частей позволяет использовать ракеты для нанесения ударов по различным наземным целям: мостам, аэродромам, фортификационным сооружениям, технике и живой силе противника. Инициирование заряда боевой части обычно осуществляется электромеханическим или механическим контактным взрывателем (исключение составляет ракета AGM-65E, оборудованная дистанционным радиовзрывателем). Все упомянутые выше ракеты снабжены твердотопливными двигателями, за исключением «Булпап», которая имеет заранее снаряженный топливом ЖРД тягой 55,8 кН (5700 кГ). На этих ракетах применяются различные системы наведения, в том числе командные и самонаведения. Так, например, французская УР AS-12 оборудована системой телеуправления по проводам. Команды управления посылаются оператором (или пилотом) на основе визуального наблюдения за полетом ракеты. Недостатками такой схемы управления являются малая дальность полета (всего 10 км) и необходимость пребывания самолета в зоне расположения цели, которая обычно охраняется средствами ПВО. Поэтому в ракетах AGM-12, As-20, Rb-05 использована система радиотелеуправления. После пуска таких УР, как и в случае AS-12, летчик должен продолжать вести наблюдение за их полетом, подавая команды, корректирующие траекторию для точного попадания в цель. Для улучшения наблюдения за полетом ракета AGM-12 оборудована специальными трассерами. После пуска ракеты, который обычно осуществляется с пологого пикирования, летчик при помощи кнопок на ручке управления подает команды «вверх-вниз» и «вправо – влево», ориентируясь по следу трассеров. Ракетами AGM-12 «Булпап» вооружаются самолеты F-105, F-4, А-6, А-7, А-10, а ракетами AS-20, AS-30-самолеты «Мираж» III, «Мираж» 5, «Ягуар».

Радиотелекомандный способ наведения ракет на цель позволил несколько увеличить дальность полета (до 17 км у AGM-12C), однако не исключил необходимости нахождения самолета-носителя в зоне действия ПВО противника. Кроме того, точность наведения ракеты при этом остается невысокой и уменьшается по мере увеличения расстояния от самолета-носителя до цели, так что прицельная дальность полета ракеты, обеспечивающая высокую вероятность поражения цели, составляет всего 3,5-7 км.

Для устранения указанных недостатков были разработаны новые, более совершенные ракеты и системы их наведения. Примером такой УР может служить английская ракета AJ-168 «Мартель», обладающая дальностью полета до 60 км и оборудованная телевизионно-командной системой наведения. При использовании такой системы УР оборудуется приемной телевизионной установкой, аппаратурой передачи на самолет телевизионного изображения местности, приемным устройством команд радиотелеуправления ракетой, а самолет-носитель оснащается приемным устройством телевизионных сигналов с экранным индикатором на основе электронно-лучевой трубки и передающей аппаратурой радиотелеуправления. При подлете к цели оператор включает аппаратуру ракеты и на телевизионном экране в кабине самолета отображается местность, фиксируемая телевизионной аппаратурой ракеты. После пуска ракеты оператор, ориентируясь по изображению на экране индикатора в кабине самолета, осуществляет радиотелеуправление путем подачи команд, аналогичных используемым при управлении УР «Булпап». При этом точность наведения значительно повышается, а сам атакующий самолет может изменить направление полета сразу же после пуска ракеты, не входя в зону действия средств ПВО, охраняющих объект. Пуск ракеты может присходить и на значительном расстоянии от цели, вне зоны ее захвата телевизионной системой. В этом случае ракета наводится по ориентирам, заранее известным экипажу. Недостатком телевизионно-командного наведения является слабая помехозащищенность и возможность нарушения двусторонней связи между ракетой и самолетом-носителем средствами активного радиопротиводействия противника.

Этого недостатка, по мнению специалистов США, лишена УР AGM-65 (А или В) «Мейверик», оборудованная телевизионной системой самонаведения. Характерной особенностью комплекса является отсутствие обмена информацией между ракетой и самолетом и в связи с этим неуязвимость со стороны средств радиопротиводействия. Ракетная атака выполняется в виде определенной последовательности операций. При подлете к цели оператор (пилот) включает телевизионную систему УР, которая передает изображения местности на экран индикатора в кабине самолета. Обнаружив цель, оператор совмещает ее изображение с перекрестием на экране и подает команду на захват цели телевизионной головкой самонаведения. После этого запускается двигатель и ракета осуществляет автономный полет.

Недостатком ракет с телевизионной системой наведения является невозможность их использования в ночное время суток и в условиях плохой видимости (при низкой облачности, обильных осадках, тумане, задымленности). Этот недостаток отсутствует в УР AGM-65D с тепловизионной системой наведения, которая может функционировать в любое время суток и в любых погодных условиях, однако обладает несколько худшей разрешающей способностью в отношении целей.

Помимо авиационных ракет с телевизионными и тепловизионными системами наведения, в последнее время получили распространение УР, использующие лазерные полуактивные головки самонаведения (AGM-65C, AGM-65E, AS-30L).

Достоинствами лазерных систем наведения, разработка которых была начата на Западе в 60-х годах, являются высокая точность, нечувствительность к погодным условиям, времени суток и сопутствующим помехам (запыленности., задымленности), сложность организации эффективного противодействия. Реализация этого способа наведения оказалась возможной благодаря разработке малогабаритных, достаточно мощных лазеров, оптико-электронных приемников излучения и микроэлектронной аппаратуры управления.

По мнению западных специалистов, существующие лазерные системы наведения наиболее эффективны на высотах 400-8000 м и расстояниях до цели менее 20 км.

В случае использования лазерных систем наведения в состав бортового оборудования самолета входят средства обнаружения и сопровождения цели, лазерный облучатель, цифровая ЭВМ и блоки питания. На ракете устанавливаются приемник отраженного лазерного излучения, вычислитель и блок управления. Обычно самолетное оборудование размещают в специальном подвесном контейнере или устанавливают стационарно внутри планера самолета (встроенная аппаратура наведения). Первый способ более предпочтителен, поскольку он позволяет устанавливать эту аппаратуру на различных самолетах. Примером такой системы может служить «Пейв-Тэк» AVQ-26 (длина контейнера 4,10 м, диаметр 0,5 м, масса 595 кг), разработанная в США. Контейнер состоит из неподвижного корпуса и подвижной сферической носовой части, в которой располагаются инфракрасный целеуказатель и лазерный облучатель. В средней и хвостовой секциях контейнера находятся блоки питания, ЭВМ и устройство привода носовой части. Электронно-вычислительная машина осуществляет расчет параметров для навигационной системы самолета при выводе его на цель, управляет лазерным лучом, обеспечивая его отклонение до 190° по углу места и 270° по азимуту, и вырабатывает информацию, отображаемую на индикаторе в кабине экипажа. Однако эта система сложна в управлении и требует наличия на самолете второго члена экипажа. Другим примером разработанной в США лазерной системы наведения контейнерного типа может служить «Пейв- Спайк» (длина контейнера 3,66 м, диаметр 0,25 м, масса 193 кг). Этой системой оснащаются самолеты F-4D (к настоящему времени более 150 самолетов), а также англо-французский «Ягуар» и израильский «Кфир». Система «Пейв-Спайк» в отличие от «Пейв-Тэк» состоит из телевизионной аппаратуры обзора, лазерного дальномера и облучателя. После соответствующей доработки системой «Пейв-Спайк» предполагается оснастить истребители F-16.

Более совершенными системами лазерного наведения, разработанными в последние годы совместными усилиями специалистов США и Франции, являются «Атлис» 2 (французский вариант) и «Пэйв-Пэнни» (американский вариант), предназначенные для использования на самолетах «Мираж» 2000, «Сюпер-Мираж» 4000, F-16 и F-18. Системы снабжены соответственно телевизионным и инфракрасным целеуказа- телями, имеют гиростабилизированную платформу, на которой располагаются устройства целеуказания и лазерного облучения, обеспечивающие необходимую информацию для навигационной системы и системы управления оружием, а также автоматическую лазерную подсветку цели.

Независимо от конкретной лазерной системы, использованной на самолете-носи- теле, принцип наведения средства поражения цели остается практически неизменным; он схож с принципом полуактивного радиолокационного наведения. При подлете к цели оператор включает аппаратуру системы наведения и с помощью телевизионного или инфракрасного устройства осуществляет ее поиск. Обнаружив цель, оператор включает лазерный облучатель. Направление луча, постоянно подсвечивающего цель, поддерживается автоматически (на одноместном самолете) либо по командам оператора (в случае двухместного самолета). При этом самолет может изменять курс, высоту и совершать маневры, не входя в зону действия ПВО объекта. При приближении самолета к цели на достаточное расстояние происходит пуск ракеты. Головка самонаведения начинает воспринимать отраженное от цели лазерное излучение, направляя на нее ракету. Недостатком этого способа наведения является необходимость постоянной подсветки цели лазерным облучателем и в связи с этим нахождения самолета-носителя в районе цели.

Процесс совершенствования ракетного вооружения самолетов США и других западных стран осуществляется с учетом новейших достижений науки и техники, а также изменяющихся военных концепций и результатов применения вооружения в боевой обстановке в период американо- вьетнамской и арабо-израильской войн. В соответствии с этим перспективные УР типа воздух – земля, разрабатываемые в США (программа YMRASM) и Франции (ASMP), снабжаются комбинированными системами наведения (инерциальной и радиолокационной или лазерной) и силовой установкой и должны иметь увеличенные дальность и скорость полета.

Рис. 1.93. Ракеты типа воздух-корабль, а-«Си-Киллер»; б-«Гарпун»; в-«Корморан».

Ракеты типа воздух – корабль. К управляемым ракетам типа воздух-корабль относятся «Отомат», «Экзосет», AS-15TT (Франция); «Си-Киллер» (Италия); AGM-84 «Гарпун» (США); «Си-Скьюа» (Великобритания); «Корморан» (ФРГ) и другие. В большинстве своем указанные УР оснащаются полубронебойными боевыми частями («Корморан» и «Гарпун» снабжены соответственно кумулятивной и фугасной боевыми частями), имеют дозвуковую скорость полета и дальность действия до ~ 120 км. Ракеты «Отомат» и «Гарпун» оснащены турбореактивными двигателями, а все остальные из упомянутых УР-твердотопливными ракетными двигателями. За исключением ракет «Си-Киллер» и «Си-Скьюа», снабженных соответственно радиокомандной и активной радиолокационной аппаратурой наведения, все остальные УР имеют комбинированную систему наведения, состоящую из инерциальной и активной радиолокационной, действующей на конечном участке траектории.

Рис. 1.94. Противорадиолокационная ракета HARM на подкрыльном пилоне.

Совершенствование ракет типа воздух – корабль осуществляется в направлении повышения скорости и дальности полета, а также точности наведения в условиях сильного радиопротиводействия со стороны противника. Так, например, перспективная англо-франко-западногерманская ракета ASSM должна обладать скоростью полета 2,3 ? при стартовой массе ~ 1000 кг (масса боевой части 200 кг). Ракету предполагается оснастить комбинированной системой, состоящей из аппаратуры инерциального и инфракрасного наведения.

Противорадиолокационные ракеты. В отличие от ракет типа воздух-земля и воздух -корабль противорадиолокационные УР оснащаются пассивными радиолокационными головками самонаведения, работающими в широком спектре частот. Эти ракеты, предназначаемые для уничтожения РЛС противника, обычно снабжаются твердотопливными двигателями, обеспечивающими высокую сверхзвуковую скорость полета и дальность до 80 км. К ракетам этого типа относятся AGM-45 «Шрайк», AGM-78 «Стандарт», AGM-88 HARM (США); «Мартель» AS-37 (Франция). Система самонаведения УР AGM-78 способна «запоминать» координаты цели и тем самым поражать РЛС даже в случае прекращения ее работы после пуска ракеты.

Представитель Воздушно-космических сил РФ рассказал, что российская группировка ударной авиации в Сирии применяет высокоточную управляемую ракету Х-29Л.

Ракета Х-29Л предназначена для поражения визуально видимых наземных и надводных целей типа: железобетонные укрытия, стационарные железнодорожные и шоссейные мосты, промышленные сооружения, склады, бетонированные ВПП, корабли и десантно-высадочные средства. Разработка ракеты Х-29 начиналась в КБ "Молния" под руководством главного конструктора М.Р.Бисновата, в дальнейшем работы были переданы в МКБ "Вымпел".

Х-29Л принята на вооружение в 1980 году. Х-29Л (изделие 64л) оснащена ГСН того же типа (24Н1), что и ракета Х-25МЛ. Унификация систем наведения упростила использование ракеты и она была принята на вооружение всех типов машин ударной авиации. Самолеты -носители: Су-17М2, Су-17М3, Су-17М4, Су-24М, Су-25, Су-25Т, Су-34, Су-35, МиГ-27К, МиГ-27М, МиГ-27Д, МиГ-29М.

На вооружении ВВС России кроме ракеты Х-29Л имеются и другие модификации ракеты этой ракеты: Х-29Т - с телевизионной и Х-29МП - с пассивной радиолокационной головками самонаведения. Ракеты семейства Х-29 имеют модульную конструкцию и различаются типом установленной ГСН.

Ракета Х-29Л поставлялась на экспорт. Экспортированные в Ирак Х-29Л использовались и с французских истребителей "Mirage"-F.1, прошедших доработку прицельной системы системы и оборудованных АКУ-58.

На западе ракета получила обозначение AS-14 "Kedge".

Ракета Х-29Л выполнена по аэродинамической схеме "утка" и имеет модульную конструкцию из пяти отсеков - ГСН, отсека управления, боевой части (БЧ), двигателя и хвостового отсека, которые могут храниться в укупорке отдельно и собираются при подготовке с помощью фланцевых стыков (см. проекции).

Ракета оснащена полуактивной лазерной системой самонаведения - подсвеченная лучом лазера цель становится вторичным "светящимся" источником излучения. Наведение на цель проводится по методу пропорционального сближения, заключающемся в наведении на цель с упреждением таким образом, чтобы поперечная перегрузка ракеты была пропорциональна угловой скорости вращения линии визирования, которую измеряет следящий координатор ГСН типа 24Н1.

Для поражения прочных и защищенных целей ракеты семейства Х-29 оснащены мощной боевой частью 9Б63МН весом 317 кг (масса взрывчатого вещества -116кг), заключенной в бронированный проникающий корпус и снабженной контактным взрывателем, обеспечивающим подрыв БЧ с заданным замедлением после пробития преграды. БЧ имеет специальное противорикошетное устройство на передней части корпуса, повышающее эффективность действия при малых "скользящих" углах встречи с целью, частых при пуске с малых высот и дистанций. Режим работы взрывателя ("мгновенно" или с "замедлением") задается летчиком, а контактные датчики размещаются перед БЧ в корпусе в зоне рулей и пролегают вдоль передних кромок крыла.

Большая масса потребовала использования мощного источника питания (ПАД), для улучшения управляемости перед рулями установлены дестабилизаторы. Управление по крену осуществляется элеронами на крыле. Электропитание систем и ГСН обеспечивается ампульной батареей и электромеханическим преобразователем переменного тока с ресурсом электроснабжения в 40 сек.

Система управления в вертикальной плоскости может работать в двух режимах.

При пусках ракеты с носителей, оборудованных станцией подсвета типа "Прожектор", у которой луч подсвета неподвижен относительно продольной оси самолета, система управления в двух плоскостях работает в режиме самонаведения. При пусках с носителей, на которых установлены станции подсвета типа "Клен" и "Кайра" (луч подсвета подвижен относительно оси самолета), система управления ракеты в вертикальной плоскости позволяет проводить наведение в три этапа: на первом этапе по логарифмической траектории (автономное наведение), на втором - происходит разворот ракеты на цель, на третьем - ракета переходит на самонаведение. Это позволяет увеличить угол подхода к цели при пусках с малых высот. Перед целью ракета делает "горку". Система управления также стабилизирует ракету по курсу, крену, тангажу.

Для обеспечения подсветки цели и удержания на ней с необходимой точностью лазерного луча были созданы станция подсвета и дальнометрирования "Клен-ПС", а также две модификации лазерно-телевизионной прицельной системы "Кайра" и "Кайра-К". В конструкциях станции подсвета и ГСН реализованы технические решения, исключающие влияние лазерного излучения от других станций самолетов группы. В задачу летчика входит только обнаружение и маркирование поражаемого обьекта на TV-индикаторе. Точное удержание луча подсветки на цели обеспечивается автоматической следящей системой. Комплекс оптико-электронных приборов из станции подсвета и ГСН обеспечивает наведение ракет с ошибкой 5-7 м на предельных дальностях стрельбы.

Для транспортировки и хранения ракеты Х-29Л используется контейнер.

ОАО "Корпорация "Фазатрон-НИИР" предлагает установить на ракеты Х-29Л и Х-29Т когерентные АРЛГСН весом 15-18кг, при этом вес ракет составит 650-680 кг и дальность пуска до 10 км.

Испытания и эксплуатация

В апреле 1987 года в Афганистане Су-25 А.Руцкого и комэска Высоцкого, атакуя вырубленные в скалах под Хостом склады, впервые применили управляемые ракеты Х-29Л и Х-25 с лазерным самонаведением, подсветку цели для которых с помощью бортового дальномера-целеуказателя "Клен-ПС" мог вести и другой штурмовик, но такая методика использовалась нечасто по той же причине - летчикам не всегда удавалось с высоты различать и фиксировать лучом малозаметные объекты. Так, при первом применении из четырех пущенных Х-29Л в цели, затянутые дымом, попали только две. Лучшие результаты давала помощь наземного наводчика, хорошо знающего местность. Первое время наземные лазерные целеуказатели пробовали монтировать на БТР и БМП импровизированно, затем их сменили штатные боевые машины авиационного наведения (БОМАН) на базе БТР-70, на которых система была укрыта под броней и выдвигалась наружу при работе.

Противник быстро оценил значение необычно выглядевших машин и старался расстрелять их в первую очередь. После нескольких особенно удачных пусков, когда ракеты накрыли штабы и исламские комитеты, охота на БОМАН началась на дорогах и стоянках, заставляя прятать машины за колючей проволокой и минными заграждениями хорошо охраняемых аэродромов. Ракеты стали надежным оружием поражения пещерных укрытий, практически неуязвимых для других боеприпасов. Моджахеды использовали их под склады и тайники, оборудовали мастерские по ремонту оружия (в пещерном городе на базе Джавара находился целый патронный завод). Изрытые норами горы превращались в естественные крепости - затащив наверх безоткатные орудия ДШК и минометы, душманы устраивали огневые позиции, закрытые от обстрела снизу, и выбить их оттуда артиллерия и танки не могли. Огонь с высившихся скал был губительно точен, а подобраться к ним не давали крутые откосы и завалы. При использовании авиации противник прятался в глубине под толстыми сводами, а бомбы и НАР впустую крошили камни вокруг. Переждав налет, стрелки выбирались наружу и продолжали вести огонь. Точность попадания Х-29Л и Х-25 была поразительной - ракеты удавалось укладывать точно во входы пещер и амбразуры, а их солидной БЧ с избытком хватало для уничтожения цели. Особой эффективностью отличалась тяжелая Х-29Л с БЧ массой 317 кг, заключенной в прочный корпус. Пробивая камень, она уходила вглубь и взламывала изнутри самые неприступные объекты. Если же в пещере скрывался склад боеприпасов, успех был поистине оглушительным.

Ракеты обычно классифицируются по типу траектории полёта, по месту и направленности запуска, по дальности полёта, по типу двигателя, по типу боеголовки, по типу систем управления и наведения.

1. Крылатые ракеты
2. Баллистические ракеты

1. Ракеты класса "земля-земля"
2. Ракеты класса "земля-воздух"
3. Ракеты класса "земля-море"
4. Ракеты класса "воздух-воздух"
5. Ракеты класса "воздух-поверхность (земля, вода)"
6. Ракеты класса "море-море"
7. Ракеты класса "море-земля (побережье)"
8. Противотанковые ракеты

1. Ракеты ближнего радиуса действия
2. Ракеты среднего радиуса действия
3. Баллистические ракеты средней дальности
4. Межконтинентальные баллистические ракеты

1. Твёрдотопливный двигатель
2. Жидкостный двигатель
3. Гибридный двигатель
4. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель
5. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель со сверхзвуковым горением
6. Криогенный двигатель

1. Обычная боеголовка
2. Ядерная боеголовка

1. Электродистанционное наведение
2. Командное наведение
3. Наведение по наземным ориентирам
4. Геофизическое наведение
5. Инерциальное наведение
6. Наведение по лучу
7. Лазерное наведение
8. Радиочастотное и спутниковое наведение

По типу траектории полёта:

(i) Крылатые ракеты: Крылатые ракеты – это беспилотные управляемые (до момента поражения цели) летательные аппараты, которые поддерживаются в воздухе большую часть своего полёта за счёт аэродинамической подъёмной силы. Главной целью крылатых ракет является доставка артиллерийского снаряда или боевого заряда к цели. Они движутся в атмосфере Земли, используя реактивные двигатели.Межконтинентальные баллистические крылатые ракеты могут подразделяться в зависимости от их размера, скорости (дозвуковая или сверхзвуковая), дальности полёта и места запуска: с земли, воздуха, поверхности корабля или подводной лодки.

В зависимости от скорости полёта ракеты подразделяются на:

1) Дозвуковые крылатые ракеты

2) Сверхзвуковые крылатые ракеты

3) Гиперзвуковые крылатые ракеты

Дозвуковая крылатая ракета движется со скоростью ниже скорости звука. Она развивает скорость около 0,8 маха. Известной дозвуковой ракетой является американская крылатая ракета "Томагавк". Другие примеры – это американская ракета "Гарпун" и французская "Экзоцет".

Сверхзвуковая крылатая ракета движется со скоростью около 2-3 махов, то есть преодолевает расстояние одного километра приблизительно за секунду. Модульная конструкция ракеты и её способность запускаться под различным углом наклона позволяет ей быть установленной на широкий спектр носителей: военные корабли, подводные лодки, различные типы самолётов, мобильные автономные установки и пусковые шахты. Сверхзвуковая скорость и масса боеголовки обеспечивает ей высокую кинетическую энергию, создающую огромную силу поражающего удара. Насколько известно, БРАМОС – это единственная находящаяся на вооружении ракета многофункционального профиля.

Гиперзвуковая крылатая ракета движется со скоростью более 5 махов. Многие страны работают над созданием гиперзвуковых крылатых ракет. Недавно гиперзвуковая крылатая ракета БРАМОС-2, развивающая скорость более 5 махов, созданная предприятием "БраМос Аэроспейс", была успешно испытана в Индии.

(ii) Баллистическая ракета: это ракета, имеющая баллистическую траекторию на большей части пути её полёта независимо от того, несёт она боевой заряд или нет. Баллистические ракеты подразделяются по дальности полёта. Максимальная дальность полёта измеряется по кривой вдоль поверхности земли от места запуска и до точки нанесения удара последним элементом боевого заряда. Ракета может переносить большое количество боевого заряда на огромные расстояния. Баллистические ракеты могут запускаться с кораблей и наземных носителей. Так, например, баллистические ракеты "Притхви-1", " Притхви-2", "Агни-1", "Агни-2" и "Дхануш" в настоящее время используются вооружёнными силами Индии.

По классу (месту старта и направленности запуска):

(i) Ракета класса "земля-земля": это управляемый снаряд, который можно запускать с рук, транспортного средства, мобильной или стационарной установки. Она часто приводится в действие ракетным двигателем или иногда, если она установлена на стационарной установке, выстреливается при помощи порохового заряда.

(ii) Ракета класса "земля-воздух" предназначена для запуска с земли для поражения воздушных целей, таких, как самолёты, вертолёты и даже баллистические ракеты. Эти ракеты обычно называют системой ПВО, так как они отражают любой вид воздушной атаки.

(iii) Ракета класса "поверхность (земля)-море" предназначена для запуска с земли для поражения кораблей противника.

(iv) Ракета класса "воздух-воздух" запускается с авиационных носителей и предназначена для поражения воздушных целей. Такие ракеты движутся со скоростью 4 маха.

(v) Ракета класса "воздух-поверхность" предназначена для запуска с военных авианосителей для удара как по наземным, так и по надводным целям.

(vi) Ракета класса "море-море" предназначена для запуска с кораблей для поражения кораблей противника.

(vii) Ракета класса "море-земля (прибрежная зона)" предназначена для запуска с кораблей для атаки по наземным целям.

(viii) Противотанковая ракета предназначена главным образом для поражения тяжёлобронированных танков и другой бронетехники. Противотанковые ракеты могут запускаться с самолётов, вертолётов, танков, а также с устанавливаемых на плечо пусковых установок.

По дальности полёта:

Данная классификация основывается на параметре максимальной дальности полёта ракеты:

(i) Ракета ближнего радиуса действия
(ii) Ракета среднего радиуса действия
(iii) Баллистическая ракета средней дальности
(iv) Межконтинентальная баллистическая ракета

По топливной разновидности двигателя:

(i) Твёрдотопливный двигатель: В данном типе двигателя используется твёрдое топливо. Обычно таким топливом служит алюминиевый порошок. Твёрдотопливные двигатели имеют преимущество в том, что их легко хранить и с ними можно работать в заправленном состоянии. Такие двигатели могут быстро обеспечивать очень высокую скорость. Их простота также говорит в пользу их выбора, когда требуется обеспечить высокую силу тяги.

(ii) Жидкостный двигатель: В технологии жидкостных двигателей используется жидкое топливо - углеводороды. Хранение ракет с жидкостным топливом - трудная и сложная задача. Кроме того, на производство таких ракет требуется много времени. Жидкостным двигателем легко управлять, ограничивая поступление в него топлива при помощи клапанов. Он поддаётся управлению даже в критических ситуациях. В целом, жидкое топливо по сравнению с твёрдым обеспечивает высокую удельную тягу.

(iii) Гибридный двигатель: Гибридный двигатель имеет две ступени – твёрдотопливную и жидкостную. Этот тип двигателя компенсирует недостатки обоих типов – твёрдотопливного и жидкостного, а также совмещает в себе их преимущества.

(iv) Прямоточный воздушно-реактивный двигатель: У прямоточного воздушно-реактивного двигателя отсутствует какая-либо турбина, имеющаяся в турбореактивном двигателе. Сжатие всасываемого воздуха достигается за счёт скорости прямонаправленного движения летательного аппарата. Топливо впрыскивается и воспламеняется. Расширение горячих газов после впрыскивания топлива и его сгорания разгоняет отработанный воздух до скорости большей, чем при входе, в результате создавая положительную силу выталкивания. Однако, при этом скорость воздуха, входящая в двигатель, должна превышать скорость звука. Таким образом, летательный аппарат должен двигаться со сверхзвуковой скоростью. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель не может обеспечить сверхзвуковую скорость летательному аппарату с нуля.

(v) Прямоточный воздушно-реактивный двигатель со сверхзвуковым горением: Слово "scramjet" является акронимом (аббревиатурой начальных букв) "supersonic combustion ramjet" и означает "прямоточный воздушно-реактивный двигатель со сверхзвуковым горением". Разница между прямоточным воздушно-реактивным двигателем и прямоточным воздушно-реактивным двигателем со сверхзвуковым горением состоит в том, что во втором сгорание в двигателе происходит со сверхзвуковой скоростью. В механическом отношении этот двигатель прост, но в отношении его аэродинамических характеристик он намного сложнее реактивного. В качестве топлива в нём используется водород

(vi) Криогенный двигатель: Криогенное топливо - это сжиженные газы, хранящиеся при очень низкой температуре, чаще всего жидкий водород, используемый в качестве топлива, и жидкий кислород, используемый в качестве окислителя. Для криогенных видов топлива требуются специальные изотермические контейнеры с вентиляционными отверстиями, позволяющие выходить газам, образующимся при испарении продуктов. Жидкое топливо и окислитель из накопительного бака закачиваются в диффузионную камеру и впрыскиваются в камеру сгорания, где они смешиваются и воспламеняются от искры. В процессе горения топливо расширяется, и горячие выхлопные газы выбрасываются из сопла, тем самым создавая тягу.

По типу боеголовки:

(i) Обычная боеголовка: Обычная боеголовка содержит в себе высокоэнергетичные взрывчатые вещества. Она наполняется химическими взрывчатыми веществами, взрыв которых происходит от детонации. Осколки металлической обшивки ракеты служат в качестве убойной силы.

(ii) Ядерная боеголовка: В ядерной боеголовке содержатся радиоактивные вещества, которые при приведении в действие взрывателя выделяют огромное количество радиоактивной энергии, способной стереть с лица земли даже целые города. Такие боеголовки рассчитаны на массовое поражение.

По типу наведения:

(i) Электродистанционное наведение: Эта система в целом похожа на радиоуправление, но менее восприимчива к электронным средствам противодействия. Командные сигналы подаются по проводу (или по проводам). После запуска ракеты этот тип связи прекращается.

(ii) Командное наведение: Командное наведение включает в себя слежение за ракетой с места запуска или носителя и передачу команд по радио, через радар или лазер или по тончайшим проводам и оптическим волокнам. Слежение может осуществляться при помощи радара или оптических устройств с места запуска или через радарное или телевизионное изображение, передаваемое с ракеты.

(iii) Наведение по наземным ориентирам : Система корреляционного наведения по на-земным ориентирам (или по карте местности) применяется исключительно в отношении крылатых ракет. Система использует чувствительные высотомеры, при помощи которых отслеживается профиль рельефа местности, непосредственно находящийся под ракетой, и который сравнивается с "картой", заложенной в памяти ракеты.

(iv) Геофизическое наведение: Система постоянно измеряет угол по отношению к звёздам и сравнивает его с запрограммированным углом движения ракеты по предполагаемой траектории. Система наведения даёт ориентацию системе управления, всякий раз, когда требуется изменить траекторию полёта.

(v) Инерциальное наведение: Система заранее запрограммирована и полностью содержится в ракете. Три акселерометра, установленные на подставке, стабилизированной в пространстве гироскопами, производят замеры ускорений по трём взаимно перпендикулярным осям. Эти ускорения затем дважды интегрируются в систему: первое интегрирование задаёт скорость ракеты, второе – её положение. Затем в систему управления поступает информация сохранять заранее заданную траекторию. Эти системы используются в ракетах класса "поверхность-поверхность (земля, вода)" и крылатых ракетах.

(vi) Наведение по лучу: Идея наведения по лучу опирается на использование наземной или располагающейся на корабле радарной станции, с которой луч радара направляется на объект поражения. Внешний (располагающийся на земле или корабле) радар отслеживает и сопровождает цель, посылая луч, который корректирует угол наведения в соответствии с движением объекта в пространстве. Ракета вырабатывает корректирующие сигналы, с помощью которых обеспечивается её полёт по нужной траектории.

(vii) Лазерное наведение: При лазерном наведении лазерный луч фокусируется на цели, отражается от неё и рассеивается. В ракете находится лазерная головка самонаведения, которая способна определить даже незначительный источник радиации. Головка самонаведения задаёт направление по отражённому и рассеянному лазерному лучу системе наведения. Ракета запускается в направлении цели, головка самонаведения ищет лазерное отражение, а система наведения направляет ракету к источнику лазерного отражения, который и является целью.

(viii) Радиочастотное и спутниковое наведение: Радиочастотная система наведения и система GPS - то есть система глобального позиционирования (СГП) через спутниковые ретрансляторы - являются примерами технологий, используемых в системе наведения ракет. Ракета использует спутниковый сигнал для определения местонахождения цели. В процессе своего полёта ракета использует эту информацию, посылая команды "поверхностям управления" и таким образом корректирует свою траекторию. В случае радиочастотного наведения ракета для обнаружения цели использует волны высокой частоты.

Ракеты и реактивные снаряды класса «земля - воздух»

Германские ракеты и реактивные снаряды класса «земля - воздух» отличались такими передовыми конструктивными особенностями как отделяемые ракеты-носители и разнообразные системы наведения, которые в послевоенный период активно использовали в собственных разработках западные и советские конструкторы ракет.

Несмотря на эти преимущества, было бы преувеличением говорить, что осуществление программ сопровождалось избытком внимания к конструкциям самих ракет или его недостатком к преодолению таких традиционных технологических проблем как радары и системы контроля запуска.

Геншель Hs 117 Шметтерлинг (Бабочка)

Hs 117 была предложена еще в 1941 году доктором Вагнером. Однако его проект был отклонен, так как ракету посчитали излишним оружием, поскольку в то время были уверены, что война закончится раньше, чем такие ракеты успеют поступить на вооружение. Плачевная ситуация на фронтах, сложившаяся к 1943 году, заставила возродить почти забытую программу и наметить начало серийного выпуска этих ракет на первые месяцы 1945 года.

Первый прототип, готовый к испытаниям в начале 1944 года, своими стреловидными крыльями и крестообразной формой хвоста напоминал миниатюрный самолет. В действие он приводился работавшим на жидком топливе мотором «BMW 109-558», но в последующих экземплярах он был заменен двигателем «Вальтер HWK 109-729» с гиперголовой жидкостью «R-Stoff» и ги пер головым топливом «SV-Stoff» или «R-Stoff». При взлете главному двигателю помогали две отделяемые твердотопливные ракеты-носители «Шмиддинг 109-553», работавшие приблизительно в течение пяти секунд.

Испытательные запуски, при которых на первых 28 опытных образцах ракет были установлены двигатели BMW, начались в мае 1944 года. Все учебные стрельбы выполнялись при помощи системы радионаведения «Страсбург-Кель», а детонация 25-килограммовой боеголовки осуществлялась радиовзрывателем «AEG Фухс». Всего было сделано 59 запусков, из которых 29 оказались успешными - эти ракеты поразили низколетящие цели на расстоянии до 32 километров. При испытаниях на высоколетящих целях было установлено, что оперативный потолок высоты «Шметтерлинга» составляет 10976 метров. Испытания были признаны удовлетворительными, и был отдан приказ начать серийное производство этих ракет, выпуская по 3000 штук в месяц, однако в хаосе последних месяцев войны поточное производство так и не удалось начать.

Вассерфалль (Водопад)

Проектные расчеты ракеты «Вассерфалль» начались в 1941 году и были закончены в ноябре 1942 года. По сути, это была уменьшенная противовоздушная версия ракеты V-2, сохранившая общие очертания своей предшественницы, однако в средней части корпуса она была оборудована дополнительными стабилизаторами, повышавшими ее маневренность. Прототипы, работавшие на жидкотопливных ракетных двигателях, прошли испытания в начале 1943 года, но затем вся программа едва не потерпела полный крах после того, как ее главный конструктор доктор Вальтер Тиль погиб при бомбежке британской авиацией исследовательского центра в Пенемюнде в августе 1943 года.

Как противовоздушный снаряд, ракета «Вассерфалль» постоянно должна была находиться в состоянии готовности к запуску и в течение месяцев оставаться полностью заправленной, поэтому в ней не могла использоваться жидкая кислородно-спиртовая топливная система V-2. Вместо нее применялись «Визоль» (винилизобутиловый эфир) и «SV-Stoff» или «Сальбей» (90% азотной кислоты и 10% серной кислоты). Эта гиперголовая смесь нагнеталась в камеру сгорания находящимся под высоким давлением азотом.

Наведение на цель в ясную погоду осуществлялось по радио с помощью простой системы «неавтоматического командного наведения по линии визирования», но эффективное поражение целей ночью или в плохую погоду представляло собой задачу куда более сложную. Для этих условий разрабатывалась новая система «Рейнланд», в которой использовались радарное устройство для отслеживания цели и простой аналоговый компьютер для наведения ракеты на радарный луч как можно быстрее после ее запуска. Оператор видел на экране радара две светящиеся точки и направлял ракету на цель.

Вассерфаль W-10. Технические характеристики

Длина - 6,13 метров

Максимальный диаметр - 0,72 м

Размах крыльев - 1,58 м

Стартовая масса - 3500 кг

Боеголовка - 306 кг

Дальность полета - 26,4 км

? Испытательный запуск ракеты «Вассерфалль»

Геншель Hs 117 Шметтерлинг

Технические характеристики

Длина: 4,29 м

Размах крыльев: 2 м

Максимальный диаметр: 0,35 м

Стартовая масса: 445 кг

Боеголовка: 25 кг (осколочно-фугасная)

Дальность полета: 32 км

Рулевое управление в фазе запуска выполнялось четырьмя графитовыми рулями направления, установленными в выхлопной трубе ракетного двигателя, а затем эта функция переходила к расположенным на стабилизаторах рулям. Команды направлялись на ракету с помощью усовершенствованной версии канала командной радиосвязи «Страсбург-Кель» под названием «Бургунд».

Проводились исследования обновленной системы наведения, в которой использовался единственный крестовидный луч радара, вращавшийся при обнаружении цели. Как и в системе «Рейнланд», сначала ракета направлялась на луч, а затем она уже сама придерживалась его центра, пользуясь системой отрицательной обратной связи, принимавшей сигналы радара; если ракета уклонялась от курса, сигнал, вместо непрерывного, становился пульсирующим, и ракета автоматически возвращалась на траекторию, проходящую по центру луча. Однако скорость «Вассерфалля», достигавшая числа Маха 2, означала, что точность этой системы должна быть очень высокой, чтобы вывести ракету в зону поражения цели, поэтому было принято решение дополнить ее на конечном участке траектории инфракрасной системой наведения.

Первая версия ракеты была оснащена 100-килограммовой боеголовкой, однако, по причине сомнений в точности снаряда, позже она была заменена значительно более массивной боеголовкой весом в 306 килограмм. Ее предполагалось оборудовать радиолокационным взрывателем наряду с резервной системой командного детонирования.

Первый успешный запуск опытного образца состоялся 8 марта 1944 года, и всего 35 прототипов «Вассерфалля» успели пройти испытания к тому моменту, когда в феврале 1945 года исследовательский центр в Пенемюнде был эвакуирован. Эта ракета вне всяких сомнений обладала огромным потенциалом. Позже Шпеер сказал: «По сей день я совершенно убежден в том, что активное применение «Вассерфалля», начиная с весны 1944 года, при постоянной поддержке реактивных истребителей в роли перехватчиков в значительной степени способно было остановить атаки стратегическими бомбардировщиками союзников наших промышленных объектов. Нам вполне по силам было сдержать наступательную кампанию союзников - в конце концов, даже в более поздний период, когда мы испытывали куда больший дефицит ресурсов, нам удавалось ежемесячно производить по 900 ракет V-2».

Энциан (Горечавка)

Это была очень мощная ракета, внешне сильно напоминавшая миниатюрный «Мессершмитт Me 163». Она появилась в июне 1943 года как «Флак Ракете (противовоздушная ракета) 1», FR 1, несколько различных моделей которой было разработано, прежде чем в начале 1944 года проект был переименован в «Энциан».

Запуск этой ракеты производился с рельсовых направляющих модифицированной для этой цели 88-миллиметровой орудийной установки при помощи четырех сбрасываемых твердотопливных ракет-носителей «Райнметалл-Борзиг RI 503», усиливавших тягу главного жидкотопливного ракетного двигателя «Вальтер HWK 109-739». Однако постоянные задержки в поставках двигателей «Вальтер» привели к тому, что вскоре они были заменены более дешевыми и простыми реактивными двигателями «VFK 613-А01».

Сначала предлагалось с помощью системы командного наведения выводить ракету в точку непосредственно над формированиями бомбардировщиков противника, после чего по радиосвязи должна была отдаваться команда о детонировании боеголовки. Считалось, что колоссальной ударной волны, возникающей вследствие взрыва 500-килограммовой боеголовки, будет достаточно для уничтожения нескольких самолетов противника без какой-либо сложной дополнительной системы наведения. Исследования вскоре показали неэффективность такого способа поражения, и прототипы испытывались уже с высокочастотной системой передачи радиокоманд «Страсбург-Кель III», которую предполагалось устанавливать на серийных образцах наряду с системой «Телефункен Когге», работавшей в радиочастотном диапазоне 390-1550 мегагерц. Кроме того, ракету планировалось оборудовать, по меньшей мере, двумя дополнительными устройствами самонаведения: сканирующей инфракрасной системой наведения «Кепка Мадрид» и активной радарной системой наведения «Эльзас».

При выборе наиболее эффективной боеголовки рассматривались три возможных варианта. Первый из них представлял собой тонкую металлическую оболочку, начиненную полезным грузом из 25-миллиметровых стальных шариков, наполненных зажигательной смесью и погруженных во взрывчатку. Вторая боеголовка являлась контейнером, выстреливавшим 550 маленькими ракетами, расходящимися конусом перед ракетой с эффективным радиусом поражения приблизительно 500 метров. Третий вариант был обычной осколочно-фугасной боеголовкой с предполагаемым радиусом поражения в 45 метров. Предлагались также несколько дистанционных взрывателей, включая радиолокационные взрыватели «Марабу» или «Фухс» и инфракрасный взрыватель «Паплитц».

Испытания ракеты, включившие в себя 38 успешных запусков, начались в мае 1944 года, но в январе 1945 года проект был закрыт в рамках срочной программы по изысканию дополнительных ресурсов для производства «Me 262» и «Не 162».

Рейнтохтер (Рейнская дева)

Компания «Райнметалл-Борзиг» приступила к разработкам двухступенчатой ракеты «Рейнтохтер R I» в 1942 году, а ее первый опытный образец поднялся в воздух в августе 1943 года. Ее отличительной особенностью от прочих германских ракет того периода стало то, что на обеих ступенях использовались твердотопливные ракеты, благодаря чему существенно упрощались конструкция и обслуживание. Наведение ракеты на цель осуществлялось по каналу передачи радиокоманд, при этом оператор визуально ориентировался по свечению на хвосте ракеты. 150-килограммовую осколочно-фугасную боеголовку детонировал акустический взрыватель, который приводил ее в действие, реагируя на изменения доплеровского смещения в звуке двигателя цели.

Всего испытания прошли 82 ракеты «R I», причем неудачными оказались всего четыре запуска, однако ее максимальный потолок составлял лишь 6098 метров, что было значительно ниже минимально допустимых 8232 метров, считавшихся необходимыми на этой стадии войны. По этой причине был разработан вариант «R III», в котором практически неизменной осталась вторая ступень «R I», но появились упрощенные крестообразные крылья и пара установленных для создания дополнительной тяги наружных ракет-носителей, заменивших первую ступень «R I».

Для различных вариантов «Рейнтохтер» были разработаны не менее пяти систем наведения:

«Бургунд»: оптическое слежение с радиокомандным наведением;

«Франкен»: оптическое слежение и радионаведение на частоте 10 метров;

«Эльзас»: радиослежение и радионаведение на ультравысокой частоте;

«Брабант»: радиослежение и радиоконтроль на частоте 10 метров;

«Ганза»: панорамное наблюдение и наведение по радиолучу на частоте 10 метров.

Хотя, по предварительным оценкам, ракета «Рейнтохтер III» должна была полностью соответствовать заявленным характеристикам, этот проект, как и многие другие, был закрыт в январе 1945 года.

Технические характеристики ракеты «Рейнтохтер»

Длина - 4,75 м

Максимальный диаметр - 0,537 м

Размах крыльев - 2,65 м

Стартовая масса - 1746 кг

Боеголовка - 150 кг (осколочно-фугасная)

Дальность полета - 12,1 км

? Редкий архивный снимок ракеты «Рейнтохтер» в полете

Ракета «Энциан»

Технические характеристики

Длина: 4 м

Максимальный диаметр: 0,88 м

Размах крыльев: 4 м

Стартовая масса: 1800 кг

Боеголовка: 500 кг

Дальность полета: 25,7 км

Ракета «Энциан»

I . БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ РАКЕТЫ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК РАКЕТЫ НАДВОДНОГО СТАРТА Проект вооружения подводной лодки П-2 ракетами Р-1В 1949 году в ЦК Б-18 был разработан предэскизный проект подводной лодки П-2. Один из вариантов проекта предусматривал оснащение ее баллистическими ракетами.