История Авиации 2001 04
Шрифт:
Процесс применения УР при использовании НСЦ состоит в следующем: летчик совмещает прицельное кольцо нашлемного визира с целью и поворотом головы, а также соответствующим маневром истребителя удерживает в нем противника. Далее летчик устанавливает тумблеры «Полусфера» («передняя»-«задняя») и «Размер цепи» («малая»-«средняя»-«большая», что примерно соответствует размерам соответственно крылатой ракеты, истребителя и стратегического бомбардировщика) в нужное положение: в зависимости от этого задается время задержки подрыва боевой части (БЧ) УР после срабатывания неконтактного взрывателя. Например, если летчик наверняка знает, что воздушный бой ему предстоит с истребителем, то тумблер «Размер цели» лучше установить заранее в положение «средняя», чтобы при подготовке УР к пуску сэкономить время, не производя лишней манипуляции. После нажатия летчиком кнопки «Ввод» (цель – в прицельном кольце НСЦ) координатор отрабатывает угол целеуказания, как только цель попадает в поле зрения координатора («зрачка» ГСН), ГСН производит захват цели. При этом время захвата зависит от угла целеуказания. Захват головкой сигнализируется летчику, далее следует сообщение «пуск разрешен». Временной интервал между нажатием кнопки «Ввод» и получением команды о разрешении
После схода ГСН УР переходит в режим максимального угла слежения (для современных ракет 50°-75°), в течение 0,3-0,4 с происходит стабилизация УР в полете, головка отслеживает цель, но управляющих сигналов наведения на органы управления от нее не поступает. Через полторы секунды после старта происходит взведение взрывателя. Полет УР делится на два участка: активный (с работающей силовой установкой) и пассивный (когда силовая установка прекратила работу). Время работы силовой установки – 4-6 с. На активном участке ракета разгоняется и одновременно маневрирует на цель, на пассивном участке если ракета продолжает маневрировать, то она интенсивно теряет скорость. Минимальная скорость, при которой возможен управляемый полет, соответствует числам М=0,75-0,8. Перегрузка, с которой должна маневрировать ракета, рассчитывается ее бортовым вычислителем в процессе полета и равна: ny пот ребная = Kv„ в где v „ в – угловая скорость линии визирования «ГСН-цель», К – коэффициент пропорциональности. Таким образом, чем с большей угловой скоростью маневрирует цель, тем большую перегрузку должна реализовывать ракета при наведении, тем медленнее она будет разгоняться на активном участке полета и интенсивнее тормозиться на пассивном, что приведет к снижению текущих значений скорости полета на всех участках траектории, а значит снижению величин располагаемой перегрузки ракеты и, следовательно, ее маневренности. Так, некоторые современные УР рассчитаны по прочности на перегрузку в 60 единиц, но реализовать ее при существующей аэродинамике ракет можно только на скоростях, соответствующих М=4 и только на малых высотах.
Руководствуясь логикой и познаниями в теоретической механике, можно сделать вывод, что величина «К» в приведенной формуле зависит от дальности до цели. Действительно, ракете «хорошо бы знать», на каком удалении находится цель, т.к. в зависимости от него при одной и той же угловой скорости линии визирования ракета должна маневрировать с разными перегрузками. Поясню рисунком (Рис. 5). Допустим, значение «К» «меньше, чем нужно», и ракета запрограммирована на маневрирование с пониженной перегрузкой, т.е. считается, что противник дальше, чем на самом деле. Ракета в процессе полета наводится не на сам самолет противника, а в некую упрежденную точку, которая находится на определенном расстоянии перед целью, где ожидается ее встреча с ракетой. Но, так как цель на самом деле ближе, то движение происходит в некоторую точку (точка 2) позади реальной точки упреждения (точка 3). Иначе говоря, наведение происходит с отставанием. В конце концов, летчик атакованного истребителя в какой-то момент (если обернется) увидит позади своего самолета пролетевшую УР противника.
Как видно из приведенного примера, маневрирование УР «с пониженной настройкой» вредно. Но также вредно наведение «с повышенной настройкой», т.е. с завышенной перегрузкой (K>Kпотребное ). В этом случае возможно два варианта:
– УР пролетит перед целью;
– УР из-за маневрирования с завышенными перегрузками в начале наведения не наберет достаточной скорости (а значит и перегрузки) к концу процесса наведения при подлете к цели и пройдет за целью со значительным промахом, не поразив ее. Иными словами, во втором случае УР, строившая свой маневр из расчета, что цель ближе, чем на самом деле, преждевременно израсходует энергию, не долетев до цели.
Основная масса читателей, устав от всех этих выкладок, возможно, спросит: к чему собственно все это? А вот к чему: ракеты ближнего боя с ИК ГСН, воспринимая ИК-излучение, отслеживают только угловое положение цели. Измерять дальность они не могут. Дальность до цели на истребителях отслеживает БРЛС по отраженному сигналу и лазерный дальномер (в составе ОЭПК). Если применение УР происходит после целеуказания от РЛПК или ОЭПК, то ее бортовой вычислитель получает информацию о дальности до цели и более-менее точно может «прикинуть» величину «К», т.е. настройку на маневрирование с тем или иным уровнем перегрузок. Но если целеуказание головке ракеты непосредственно производится от НСЦ и захват осуществляет сама головка, то никакой информации о дальности ракета не получает, поскольку сама она ее измерить не может, и величина «К» задается каким-то образом, известным только узкому кругу посвященных. Таким образом, НСЦ позволяет применить ракету быстрее, чем с использованием РЛПК или ОЭПК, но при этом с меньшей вероятностью поражения.
Теперь о пушке. Как и в конце 50-х, сейчас в некоторых кругах вновь возникло мнение, что ствольная артиллерия в истребительной авиации все-таки отживает свой век, т. к. эффективность управляемого оружия «воздух-воздух» существенно выросла, по сравнению с применявшимся на истребителях 2-го и 3-го поколений. Повысилась маневренность УР, наконец-то реализована всеракурсность, возросла помехозащищенность, расширились области применения (современные УР ближнего боя можно пускать из любого пространственного положения при перегрузке носителя до 9-10 ед.), сократились и минимально допустимые дальности пуска. Однако области применения УР с ИК ГСН все еще не полностью перекрывают возможности пушки. Пространственный размах воздушного боя резко сократился с появлением истребителей 4-го поколения, маневренность которых существенно возросла, и эта тенденция, судя по всему, сохранится с дальнейшим ростом маневренности истребителей. Поэтому минимально допустимые дальности пуска современных УР все еще относительно велики. Например, для AIM- 9М при пуске с нулевой ошибкой по неманеврирующей цели они составляют: в заднюю полусферу 300 м и 800 м в переднюю, а с началом интенсивного маневрировании цели и при появлении ошибок пуска – существенно возрастают. Плюс
Замечу, что американский подход к роли артиллерийского вооружения на борту истребителя несколько отличается от нашего: если заокеанские авиационные теоретики, нахлебавшись горького вьетнамского опыта, а также изучив опыт войн на Ближнем Востоке, рассматривают пушку как полноценное, а иногда и основное средство огневого воздействия на противника в условиях динамичного воздушного боя, то у нас почему-то считается, что пушка будет применяться, когда кончатся ракеты, а ее наличие на борту – это «немного лучше, чем совсем ничего». Так, боекомплекта 20-мм пушки «Вулкан» на самолете F-15 хватает на 9-14 с непрерывной стрельбы (соответственно для скорострельности 6000 и 4000 выстр./мин.). в то время как на отечественных истребителях 4-го поколения с 30-мм пушкой ГШ-301, скорострельность которой в 3-4 раза ниже, – на 5-6 с.
Стоит добавить, что для повышения эффективности истребителя в ближнем бою, безусловно, необходимо повышать технические характеристики оружия 6* и бортовых прицельных комплексов, обеспечивающих его применение, но заблуждением является мнение, что этим можно существенно компенсировать недостаточную маневренность истребителя. Тем более нельзя допустить наращивания огневой мощи самолета- истребителя за счет его маневренных качеств. Работы по совершенствованию авиационных средств поражения направлены на расширение области применения (по уменьшению минимально допустимых дальностей пуска и увеличению углов целеуказания) и повышение маневренности УР, что заметно повысит количество и результативность атак.
Однако воздушный бой состоит не только из наступательной фазы, но еще и, зачастую, оборонительной, где вооружение обороняющегося может, как это ни покажется странным, вообще не играть никакой роли. Да и эффективность самих управляемых ракет существенно зависит от маневренных качеств носителя: низкая тяговооруженность ведет к маневрированию с большой потерей скорости, что может сильно ухудшить стартовые условия. Например, повышенная нагрузка на крыло приводит к необходимости маневрировать с повышенными углами атаки вплоть до адоп , что снижает ускорение при разгоне ракеты после старта, да и повышение углов атаки также ведет к снижению текущей скорости. Вот пример: эффективность современной УР ближнего боя (вероятность поражения маневрирующей с перегрузками до 8 ед. цели), применяемой с истребителя с нагрузкой на крыло около 300 кг/м^2 и тяговооруженностью около единицы составляет 0,25 при использовании в воздушном бою углов атаки до 15° и 0,10-0,15 при 30°. При больших (более 25°) углах атаки ракета после пуска вообще сначала летит в сторону от цели, пока не наберет достаточной скорости для начала интенсивного маневра за целью. Понятно, что первоначальный полет от цели приведет к росту ошибки наведения, а это, естественно, потребует больших перегрузок при полете к цели, и приведет к большему промаху УР. Для тех, кто не верит, приведу пример из области воздушной стрельбы из 23-мм пушки ГШ-23, устанавливавшейся на МиГ-23. Хорошо известно, что для попадания в движущуюся (а тем более маневрирующую) цель, надо стрелять с углом упреждения. Но для летчиков МиГ-23 рекомендовалось брать поправку «на относ» снарядов при углах атаки, больших нуля. Дело в том, что снаряд, выпущенный в полете с каким-то углом атаки при вылете из канала ствола будет иметь составляющую скорости истребителя по величине и направлению, и, следовательно, траектория снарядов будет отклонена от оси ствола. Так вот. при маневрировании «двадцать третьего» за целью с перегрузками 3 и более ед. поправка на относ (из-за существенных углов атаки) превышает угол упреждения в 1,5-2 раза! И это для снаряда, имеющего скорость на срезе ствола порядка 900 м/с! Поэтому нет ничего удивительного в том, что ракета, стартующая с АПУ с существенно меньшей скоростью и имеющая, по сравнению с артснарядом, существенно большую массу, летит по траектории, существенно отличающейся от кратчайшей, и тем больше будет вредный относ ракеты, чем больше будет угол атаки истребителя.
Худшие, по сравнению с противником, маневренные качества приводят к маневрированию за ним с угловым отставанием, необходимости «тянуться» и применять ракеты с большими ошибками пуска, на грани допустимых, что не лучшим образом сказывается на эффективности их применения. Таким образом, первостепенной задачей является повышение маневренности истребителя как основной характеристики его боевого потенциала
6* Наряду с созданием все более совершенных образцов УР AIM-9, американцы не забывают и о совершенствовании своих авиационных пушек. Например, на модификации широко известной 20-мм шестиствольной пушки М61А2 «Вулкан», которая устанавливается на F-22, была увеличена длина ствольного блока, что позволило «подтянуть» настильность траектории американских 20-мм снарядов до уровня 30-мм российских. С учетом значительно большего боекомплекта, имеющегося на борту у американских истребителей, это наводит на невеселые размышления. – Прим. авт.