Владимир Коровин

боевая ступень EKVПо завершению одного из последних испытаний системы ПРО корабельного базирования директор Агентства по ПРО Рональд Кадиш сообщил, что одним из наиболее серьезных вопросов дальнейшего совершенствования противоракет наземного и корабельного базирования является изучение концепции разработки для них единого поражающего устройства.

Создание подобных поражающих устройств (другими словами боевых ступеней), относящихся к так называемому кинетическому оружию, насчитывает почти 30-летнюю историю и представлено несколькими десятками образцов, прошедших испытания в стендовых и летных условиях. Началу работ над ними способствовала осознанная в 1970-е годы разработчиками систем ПРО необходимость решения задач по обеспечению безъядерного поражения боеголовок межконтинентальных баллистических ракет (МБР). При этом заменить ядерные боеголовки противоракет предполагалось самонаводящимися боевыми ступенями, способными поражать боеголовки МБР прямым попаданием на заатмосферном участке траектории их полета.

Одним из первых образцов подобного поражающего устройства стала созданная американской фирмой LTV боевая ступень HIT, оснащенная системой самонаведения и микро-РДТТ, с помощью которых должна была корректироваться траектория ее движения. В середине 1970-х с семикилограммовой моделью HIT была проведена серия из нескольких десятков наземных испытаний, завершившихся в 1977 г. Вскоре технические решения, использованные при создании HIT, нашли свое развитие при разработке авиационно-ракетного противоспутникового комплекса ASAT.

Входившая в его состав ракета-антиспутник была оснащена шестнадцатикилограммовой боевой ступенью MHV, аналогичной по конструкции HIT. Для ее наземной отработки фирмой LTV был построен специальный наземный испытательный комплекс, где на образцах MHV отрабатывался процесс их наведения на модели спутников. Проведенные в 1980 г. комплексные испытания подтвердили способность MHV поражать находящиеся на орбите спутники прямым попаданием. В дальнейшем, во время одного из летных испытаний ASAT, состоявшегося 13 сентября 1985 г., был уничтожен спутник Р-78-1 «Соларуинд», находившийся на орбите с высотой более 500 км. Но в феврале 1988 г. дальнейшее осуществление программы разработки и создания АSAT было прекращено по финансовым и политическим соображениям.

Новый импульс в создании самонаводящихся боевых ступеней был дан в процессе реализации в США программы СОИ. В значительной степени этому способствовал успех испытания, состоявшегося 10 июня 1984 г. В этот день в рамках реализации экспериментальной программы ПРО НОЕ было достигнуто первое в практике американских разработчиков средств ПРО безъядерное поражение боеголовки МБР. Правда, в дальнейшем достоверность этого эксперимента неоднократно ставилась под сомнение: сообщалось, что боевая ступень противоракеты была оснащена небольшим количеством взрывчатого вещества, которое для введения в заблуждение советских средств наблюдения должно было взрываться в точке перехвата боеголовки, а сама боеголовка оснащалась радиомаяком и подогревалась для увеличения ее ИК-заметности. Тем не менее достигнутый результат был признан впечатляющим и был положен в основу разработки серии противоракет наземного (ERIS) и космического (SBKKV) базирования, оснащенных самонаводящимися боевыми ступенями, предназначенными для прямого попадания в боеголовки МБР на заатмосферном участке их траектории.

Одной из особенностей их конструкции, в отличие от созданных ранее HIT и MHV, стал отказ разработчиков от использования микро-РДТТ для управления траекторией их движения в пользу жидкостных двигательных установок. Это объяснялось стремлением разработчиков противоракет к более гибкому регулированию траектории движения боевых ступеней, необходимому для их точного наведения и обеспечения прямого попадания в цель. К тому же на этом этапе своей эволюции ЖРД приобрели ряд качественно новых свойств: способность к глубокому регулированию тяги, реализация различных режимов работы, отсутствие потребности в охлаждении благодаря использованию в их конструкции композиционных материалов.

Наиболее успешной работой того периода стала разработка боевой ступени для противоракеты ERIS, контракт на создание которой стоимостью $ 500 млн. был заключен армией США с фирмой «Локхид» в январе 1986 г. В результате к началу 1990-х годов была создана противоракета, оснащенная боевой ступенью массой 150 кг (из которых 41 кг занимала жидкостная двигательная установка), оснащенная ИК-датчиком с Hd-Kd-Te-решеткой, способной работать при температуре 77º К. Это стало значительным шагом по сравнению с использованной в программе НОЕ боевой ступени весом 1000 кг, в составе которой использовался ИК-датчик, требовавший охлаждения до 14º К.

В 1991-1992 гг. было проведено несколько летных испытаний ERIS, в одном из которых 28 января 1991 г. на высоте 270 км прямым попаданием была уничтожена боеголовка-мишень МБР «Минитмен-1С».

В процессе реализации программы разработки противоракеты SBKKV (в дальнейшем названной SBI) был сделан очередной технологический рывок в совершенствовании жидкостных двигательных установок. Начав разработку ЖРД управления для SBI в 1987 г., отделение «Рокетдайн» фирмы «Рокуэлл Интернейшнл» уже в мае 1988 г. провело испытание двигателя с камерой сгорания, изготовленной из композиционного материала на основе углепластика, а через несколько месяцев и на основе материала «углерод-углерод».

С целью снижения технического риска в дальнейшей полномасштабной разработке SBI в 1988-1989 гг. на базе ВВС США Эдвардс была проведена серия испытаний летающей модели SBI (EHV). Она поднималась над местом старта, зависала, а затем принимала в пространстве необходимое положение, в некоторых случаях наводясь на факел работающего рядом ракетного двигателя.

Идея еще одного «космического тарана» была выдвинута весной 1988 г. Лоуэллом Вуддом, ведущим специалистом Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. Под обозначением «Бриллиант пебблз» (блестящие камешки) она вскоре стала одним из символов СОИ и представляла собой миниатюрную противоракету космического базирования (фактически, боевую ступень в чистом виде), которая должна была, как и SBI, обнаруживать, сопровождать и уничтожать прямым попаданием МБР, находящиеся на участке разгона.

Однако изменения в мире, произошедшие в конце 80-х — начале 90-х годов привели к значительному снижению объемов и темпов работ в области ПРО, ряд из которых был закрыт, либо переведен в разряд «программ разработки технологий». В число последних попали и работы по созданию SBI, «Бриллиант пебблз» и боевой ступени EKV, которая к настоящему времени стала одним из наиболее важных элементов создаваемого в США наземного сегмента ПРО среднего участка траектории, известного ранее как система Национальной ПРО.

Работы по созданию EKV были начаты фирмами «Боинг» и «Хьюз» (в дальнейшем «Рейтеон») на конкурсной основе в 1990 г. Изначально оба варианта EKV представляли собой самонаводящиеся боевые ступени с управляющими жидкостными двигательными установками и ИК-головками самонаведения.

В основу конструкции EKV фирмы «Боинг» было положено использование ИК-датчика, выполненного на основе Si-Ar-решетки, работающей при температуре 13ºК. Охлаждение датчика предполагалось осуществлять после старта противоракеты с помощью двухступенчатого прибора Джоуля-Томсона. При этом на начальной стадии охлаждения использовался жидкий азот, а затем жидкий водород. Расширяясь в космический вакуум, он затвердевал и принимал форму «ледяного куба», который, в дальнейшем сублимируясь, в течение нескольких минут мог сохранять температуру датчика постоянной.

Стендовые испытания этого варианта EKV начались в 1993 г. и проводились в вакуумной камере отделения «Рокуэлл аутонетикс» в Анахейме (Калифорния). Размеры EKV фирмы «Боинг», были следующими: длина — менее 1,2 м, диаметр в развернутом положении — около 0,6 м, масса — менее 45 кг. Исходный диаметр EKV был меньше 0,6 м, поскольку в его составе использовались складывающиеся графитоэпоксидные стержни с нитями из вольфрамового сплава. После отделения EKV от ускорителя они должны были раскрываться и увеличивать его эффективный диаметр для большей вероятности попадания в боеголовку МБР. Аналогичная конструкция была использована и в процессе выполнения работ по программам НОЕ и ERIS.

Несмотря на достигнутые при испытаниях EKV фирмы «Боинг» высокие показатели, по результатам конкурса, завершившегося в декабре 1998 г., контракт на разработку опытного и серийного образца боевой ступени был заключен с фирмой «Рейтеон». Над этим вариантом EKV фирма «Хьюз Миссайл Системз/Рейтеон» работала совместно с фирмами «Аэроджет», «Мишн рисерч корпорейшн» и «Макдоннелл Дуглас». Его основной особенностью стало использование ИК-датчика с трехзеркальной телескопической системой, формирующей изображение внутри оптической системы, которая состоит из двух делителей луча и трех решеток, состоящих из 256х256 элементов и работающих при температуре около 70º К. При этом каждая решетка обладает собственной независимой электронной системой и каналом обработки сигнала, а все три канала передают информацию в один процессор. По словам представителей «Рейтеон», этот датчик способен обнаруживать 12 целей, разнесенных на площади 4-5 кв.км на дальности 700-800 км, выделяя боеголовку МБР среди ложных целей. Длина EKV фирмы «Рейтеон» составляет около 1,1 м, диаметр – 0,61 м, масса — около 50 кг.

Начиная с осени 1999 г. этот вариант EKV в составе ракеты-носителя, созданной на базе МБР «Минитмен», неоднократно использовался в испытаниях элементов Национальной системы ПРО, в процессе которых был достигнут ряд прямых попаданий в боеголовки МБР-мишеней.

В отличие от программ создания боевых ступеней противоракет наземного базирования, работы по созданию аналогичных средств для противоракет корабельного базирования имеют не столь продолжительную историю. В настоящее время в качестве базового компонента корабельной системы ПРО в США принята ЗУР «Стандарт-3», в составе которой вместо боевой части и головки самонаведения устанавливается самонаводящаяся боевая ступень типа LEAP, секция наведения GPSINS и доразгонный твердотопливный двигатель двукратного включения ASAS.

Программа LEAP, начатая в середине 80-х годов в виде программы реализации критических технологий, ставила своей целью создание легкой (массой 6-18 кг) малогабаритной противоракеты, способной поражать боеголовки МБР на заатмосферном участке. На первом этапе фирмами «Хьюз», «Боинг» и «Рокетдайн» было предложено три различных варианта подобного аппарата. Наиболее перспективным среди них тогда считался вариант фирмы «Хьюз», оснащенный жидкостной двигательной установкой. В процессе работ над этим вариантом фирмой «Хьюз» был реализован ряд перспективных технологий в области создания двигательных установок, вычислительной техники и ИК-датчиков на основе Hd-Kd-Te-решеток, обеспечивавших обнаружение типичных баллистических целей на дальностях более 200 км.

Первое стендовое испытание этого варианта LEAP было проведено в апреле 1991 г., а спустя некоторое время он был испытан в режиме свободного зависания, во время которого аппарат поднялся с опорного устройства и осуществил сопровождение источника ИК-излучения, находившегося на расстоянии около 100 м от испытательного ангара. Общее количество проведенных стендовых испытаний LEAP вскоре достигло 20.

В начале 90-х годов о значительных достижениях в разработке своего варианта LEAP сообщила также фирма «Боинг», которой удалось создать для него самую легкую в мире (менее 5 кг) твердотопливную систему реактивного управления. В ее составе использовался многозарядный твердотопливный газогенератор, оснащенный быстродействующими (с частотой до 200 Гц) клапанами, способными работать при температурах свыше 2040º С. Реализация подобной конструкции потребовала использования специальных теплостойких материалов, в частности, на основе рения. В процессе этих работ фирмами «Боинг» и «Тиокол» был разработан ряд уникальных технологических процессов по обработке рения.

В дальнейшем фирма «Тиокол» провела работу по интеграции этой твердотопливной системы в состав LEAP, разработанного фирмой «Хьюз» и испытанного в конце 1993 г.

На этом этапе к дальнейшим работам с LEAP подключились ВМС США, начавшие в 1992 г. реализацию демонстрационной программы «Терьер-LEAP», частью которой стали четыре летных испытания, продемонстрировавших способность LEAP использоваться в качестве элемента средств ПРО корабельного базирования. Практически одновременно с ВМС США Организация по ПРО и ВВС США провели испытания LEAP в составе авиационной ракеты SRAM, сбрасывавшейся с самолета-носителя на высоте 9 км и поднимавшейся на высоту более 60 км. Рассматривались также варианты использования в качестве носителя LEAP ракеты РАС-2 ЗРК «Пэтриот».

Полученные в процессе этих работ результаты были положены в основу разработки ракеты-перехватчика «Стандарт-3», ставшей сегодня частью создаваемой в США системы ПРО среднего участка траектории корабельного базирования.

Рекламируемая в настоящее время боевая ступень LEAP трижды в 2002 г. использовалась в процессе проведения летных испытаний «Стандарт-3», результатом которых становились прямые попаданием в боеголовки баллистических ракет-мишеней. По информации фирмы «Рейтеон» эта боевая ступень представляет собой уже третье поколение LEAP, в создании которой принимали участие фирмы «Рейтеон», «Боинг» и «Эллиант техсистемз». Установленный на этом аппарате ИК-датчик позволяет обнаруживать типичные баллистические цели на расстояниях более 300 км, а твердотопливная двигательная установка позволяет осуществлять маневр на расстояние свыше 3 км.

Однако, по словам менеджера фирмы «Рейтеон» по разработке средств ПРО Дина Гера, в настоящее время фирмой изучается вопрос о замене используемой LEAP малогабаритной твердотопливной двигательной установки на большую по размерам жидкостную, с целью увеличения маневренности аппарата. О получении предложения изготовить подобную двигательную установку уже сообщила фирма «Атлантик рисерч», известная своими передовыми разработками в этой области.

Безусловно, высказанная Р.Кадишем идея создания «единой» боевой ступени в наибольшей степени будет касаться работ, связанных как с поиском путей использования технологических «прорывов», достигнутых при разработке EKV и LEAP (об этом их фирмы-разработчики уже объявили), так и с разработкой принципиально новых боевых ступеней.

Так, представители Агентства по ПРО США недавно заявили о начале работ по программе создания кинетических перехватчиков, которые будут использоваться в процессе перехвата баллистических ракет, находящихся в фазе разгона, на среднем и конечном участках траектории. При этом они особо отметили, что «выход США из Договора по ПРО имеет большое значение для этой работы, поскольку могут применяться наиболее прогрессивные технологии перехвата. Например, установка на одной противоракете нескольких перехватчиков, что позволит отказаться от принятой сегодня тактики перехвата, напоминающей «выстрел снайпера».

Для реализации этой идеи командование противоракетных и космических сил США вместе с Агентством по ПРО выдвинули идею создания миниатюрного перехватчика MKV, а фирма «Чейфер корп.» уже приступила к работе над ним в соответствии с контрактом Агентства по ПРО на $ 24,5 млн.

Основные положения новой концепции связаны с созданием противоракеты, которая будет оснащаться от 20 до более 30 MKV, имеющих общую массу 100-125 кг. Противоракета с находящимися на ее борту MKV будет действовать как «автобус», который будет оснащен разгонной двигательной установкой и датчиками (в том числе, ИК или лазерным локатором) для обнаружения облака целей, состоящего из приближающихся боеголовок, ложных целей и помеховых устройств. Получив необходимые данные о целях, противоракета будет запускать перехватчики MKV для их атаки.

Предполагается, что каждый MKV будет иметь массу менее 2 кг и будет оснащен ИК-датчиком, использующим раскрываемую оптику с дальностью обнаружения типичных баллистических целей около 80 км. Для управления траекторией своего движения MKV будет оснащен мини-РДТТ (аналогично ранним боевым ступеням типа HIT и MHV), которые обеспечат его перемещение в поперечном направлении со скоростью до 300 м/сек. Дополнительно на MKV будут установлены мини-РДТТ ориентации, которые будут работать совместно с двигателями управления для корректировки положения оси MKV в полете.

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (проголосуйте)
Загрузка...