Высокоточные боевые элементы

Концепция создания оружия с дистанционным управлением, способного с высокой точностью уничтожать цели, зародилась ещё в 19 веке. В качестве примера, в 1870 году британский Королевский флот принял на вооружение торпеду Бреннана, управление которой осуществлялось механическим способом с использованием тросов. В 1880-х годах французский флот проводил испытания торпеды, управляемой по проводам. Аналогичная разработка, известная как торпеда Симса-Эдисона, тестировалась американским флотом. Однако, из-за технологических ограничений того времени, эти эксперименты не получили широкого распространения^[3].

В период Первой мировой войны были попытки разработать управляемые системы вооружения. В частности, немецкий флот экспериментировал с радиоуправляемыми катерами, несущими взрывчатку, в том числе в реальных боевых условиях. В 1916—1917 годах было предпринято несколько попыток использования управляемых с самолёта без экипажных мин-катеров типа от компании «Firma Fr. Lürssen» против береговых укреплений и кораблей противника. Однако, за некоторыми исключениями (например, повреждение монитора «Эребус» 28 октября 1917 года взрывающимся катером, результаты оказались неудовлетворительными.

Страны Антанты также пытались разработать управляемое вооружение. Инженер Арчибальд Лоу работал над радиоуправляемым снарядом, предназначенным для уничтожения немецких дирижаблей, а в США создавались различные прототипы самолётов-снарядов, но все эти проекты не увенчались успехом.

В период между мировыми войнами большинство развитых стран стремились разработать радиоуправляемые системы вооружения, включая самолёты-снаряды, телемеханические танки и другие виды техники. Особенно активно подобные разработки велись в СССР. Созданное в 1921 году Остехбюро занималось проектированием различного управляемого вооружения. В рамках деятельности Остехбюро был создан ряд радиоуправляемых «телетанков», предназначенных для доставки мощных зарядов взрывчатки к позициям противника, распыления ядовитых веществ и создания дымовых завес на передовой, а также радиоуправляемые торпедные катера. Прорабатывалась возможность использования бомбардировщиков ТБ-3 в качестве радиоуправляемых летающих бомб.

В Великобритании в 1920-х годах разрабатывалась летающая бомба RAE Larynx, предназначенная для поражения береговых целей. В период с 1927 по 1929 год было проведено несколько испытаний на дальности 100—180 км, но лишь некоторые из них были успешными. Тем не менее, программа «RAE Larynx» предоставила британским инженерам ценный опыт в создании беспилотных самолётов и привела к разработке первого эффективного беспилотного летательного аппарата (БПЛА), который использовался в качестве летающей мишени (DH.82 Queen Bee).

Неудачи обуславливались в первую очередь отсутствие технологической базы для осуществления проектов.

С начала 1960-х годов начались разработки высокоточных боеприпасов (SADARM), их результаты были реализованы в 1980-х и 1990-х годах. Идеология их создания предполагала достичь высокую точностью наведения и вероятностью поражения цели, это достигалось через автономные наведения по бронированной техники после выстрела. Ключевым аспектом технической стратегии в этой сфере является проектирование стандартизированных модульных блоков кассетных самонаводящихся боевых элементов, применяемых не только в артиллерийских снарядах, но и в головных частях оперативно-тактических ракет, реактивных системах залпового огня (РСЗО), а также в управляемых и неуправляемых авиационных контейнерах^[4].

Первостепенное значение в процессе самонаведения интеллектуального боеприпаса имеет функционирование его бортовых датчиков и сопутствующих алгоритмов. Бортовая система датчиков должна обнаруживать замаскированные объекты в условиях активного противодействия противника на различных типах поверхности (наземной, водной), в разных климатических условиях, а также идентифицировать приоритетные цели, такие как тяжёлые танки, отличая их от схожих военных объектов (лёгкой бронетехники, металлических корпусов списанных судов, ложных целей и объектов-имитаторов). Для решения этой задачи обычно используют комбинацию датчиков, функционирующих на различных физических принципах.

В ходе поиска и реализации концепции самонаводящегося боевого элемента, в государствах-участниках блока НАТО, были разработаны и реализованы шесть наиболее известных боевых элементов высокой точности"^[5][1]:

• TGSM;
• BAT;
• SADARM;
• BONUS;
• ACED;
• SMArt.

TGSM (terminally-guided submunitions) — боевой элемент (суббоеприпас) с самонаведением на конечном участке траектории.

Самонаводящиеся боевые элементы TGSM были разработаны в рамках международной программы MLRS (ракетная пусковая система), стартовавшая в 1984 году В консорциум входили компании «Мартин Мариэтта» (США), «Диль» (Германия), «Томсон-CSF» (Франция) и «Торн-EMI» (Великобритания). Их целью было оснащение боевой части неуправляемых реактивный снаряд (НУРС) реактивных систем залпового огня MLRS боевыми самонаводящимися элементами.

Каждая кассетная боевая часть неуправляемого реактивного снаряда включала три самонаводящихся боевых элемента (БЭ), каждый из которых содержал^[5]:

• кумулятивный заряд;
• радиолокационную головку самонаведения, функционирующую в миллиметровом диапазоне;
• систему управления.

Опытный этап начался в июле 1989 года и завершился в марте 1993 года. В программу этапа входило:

• компоновка боевой части;
• производство неуправляемых ракет с самонаводящимися элементами;
• испытания головки самонаведения (ГСН);
• сбрасывание боеприпаса в боевом снаряжении;
• оценка производственных возможностей.

В 1991 году Министерство бороны США сообщило о программе разработки дозвуковой ракеты с неядерной боевой частью, использующей технологию «стелс» — TSSAM (Tri-Service Stand-off Attack Missile). Ракета предназначалась для пуска вне зоны действия средств противовоздушной обороны (ПВО) и была рассчитана на применение сухопутными войсками, военно-воздушными силами, военно-морскими силами США. Планировалось создать два варианта ракет:

• AGM-137 — для самолётов военно-воздушных сил (В-2, В-52, F-16) и военно-морских сил (A-6, F −18);
• MGM-137 — для реактивных систем залпового огня MLRS.

Дальность стрельбы обоих вариантов составляла до 500 км.

К 1992 году затраты по программе MLRS превысили 540 млн долларов, доля США составила более 230 млн долларов (40 % по договору). В мае 1992 года армия США прекратила финансирование проекта из-за сокращения расходов. Командование Сухопутных войск США должно было выбрать один из трёх боевых элементов:

• TGSM;
• IRTGSM;
• ВАТ.

Был выбран — ВАТ.

В декабре 1992 года Германия, обеспечивавшая 20 % финансирования, заявила о прекращении работ, это было связано с возрастанием доли расходов и сокращением бюджета на «тяжёлые» противотанковые системы. Великобритания и Франция остались в проекте, но только в рамках теоретических исследований.

BAT (Brilliant Anti-Tank) — противотанковый самонаводящийся боевой элемент, доставляемый ракетой реактивной системы залпового огня^[5].

В современной интерпретации, основным типом боевой части для крылатой ракеты MGM-137 выступает кассетная головка, начинённая боевыми элементами ВАТ. Корпорация «Нортроп», а именно её подразделение «Электроник систем» является главным подрядчиком, в то время как компания «Рэйтеон» выполняет роль ключевого субподрядчика.

Боевой элемент ВАТ сконструирован по классической аэродинамической схеме, он обладает цилиндрическим корпусом с каплевидным утолщением в носовой части и развитыми аэродинамическими плоскостями: четырьмя складывающимися прямоугольными крыльями, расположенными в середине корпуса, и хвостовым четырёхэлементным стабилизатором, который складывается, закручиваясь вокруг корпуса. После отделения от кассетной головной части, крылья и стабилизатор раскрываются, обеспечивая планирование и медленное вращение вокруг продольной оси. Для надёжного поражения перспективных танков используется кумулятивный заряд тандемного типа в головке самонаведения.

Для обнаружения перемещающихся групп противника и наведения ракетной системы применяется система «Джистарс». После того, как элемент ВАТ отделился над районом, где предположительно находится цель, он переходит в автономный режим, осуществляя поиск, идентификацию цели, самонаведение и её уничтожение.

ВАТ оборудован комбинированной головкой самонаведения, включающей ультразвуковой и инфракрасный (ИК) датчики цели. Двухдиапазонный ИК датчик располагается в носовой части аппарата, а микрофоны акустического канала — на тонких штырях, закреплённых на концах крыльев и значительно выступающих вперёд. Таким образом формируется акустическая антенная решётка с четырьмя приёмниками, обладающая достаточной измерительной базой благодаря большому размаху крыльев.

На цилиндрической части корпуса элемента, между крыльями, размещён датчик, измеряющий параметры воздушного потока, данные которого необходимы для решения задачи шумоподавления.

В создании акустического канала использованы новейшие методы обработки акустических сигналов, реализуемые в бортовом вычислителе на базе микропроцессора, а также конструктивные и технологические решения, позволяющие использование акустических датчиков для самонаводящихся боевых элементов.

Каналы могут работать параллельно (тогда распознавание цели будет осуществляться при «суммировании» её признаков, характерных для каждого канала) либо независимо (тогда каналы будут дополнять друг друга). Специалисты США считают, что в ВАТ наиболее вероятна практическая реализация второго варианта функционирования комбинированной головки самонаведения. В противном случае обязательным условием возможности обнаружения бронетанковой техники было бы наличие «горячих точек» на объекте и одновременно шума гусениц и двигателя, то есть поражаемая цель обязательно должна находиться в состоянии движения или её двигатели должны работать на холостом ходу. Был проведён ряд натурных испытаний головки самонаведения для оценки возможности обнаружения неподвижных и движущихся объектов на полигоне Военно-морских сил США в «Чайна-Лейк» (штат Калифорния). По заявлениям представителей Министерства обороны США, испытания прошли успешно. BAT, имея массу 20 кг, длину 914 мм, диаметр 140 мм, поражает цели в сложных метеоусловиях: при низкой облачности, сильном ветре и при высокой запылённости атмосферы.

В соответствии с требованиями конгресса США о необходимости снижения расходов на создание противотанковых боевых элементов путём сокращения количества разработок, руководство армии США выбрала ВАТ в качестве основного для снаряжения не только ракеты MGM-137, но и кассетных головных частей для оперативно-тактических ракет ATACMS и кассетных боевых частей для реактивных систем залпового огня MLRS.

SADARM — противотанковый суббоеприпас, способный искать и уничтожать танки в заданном районе поражения. SADARM был разработан американскими фирмами «Aerojet» и «Alliant Techsystems». Данный боеприпас предназначен для использования с помощью артиллерийских систем М109А5 и М198. Боевой элемент SADARM может использоваться в головных частях оперативно-тактических ракет ATACMS, в управляемой авиабомбе GBU-15, в управляемой авиационной ракете AGM-130 и авиационных кассетах, а также для снаряжения кассетных боевых частей снарядов реактивной систем залпового огня MLRS. Он предназначен для поражения групповых бронированных целей на дальностях до 25 км и содержит два самонаводящихся боевых элемента, каждый из которых оснащён боевой частью типа «ударное ядро» и комбинированным датчиком цели, включающим пассивный инфракрасный и активно-пассивный радиолокационный (миллиметрового диапазона волн) каналы. Последний канал используется так же, как и высотомер. Парашютная система обеспечивает вертикальный спуск элемента со скоростью до 15 м/с и наклоном 25-30 от вертикали. Снаряд выстреливается в район нахождения скопления бронетехники, затем на высоте около 750 м происходит вскрытие корпуса и выброс кассетных элементов через донную часть. С помощью тормозного устройства гасится угловая скорость вращения элемента, после чего раскрывается ленточный парашют. Самонаводящийся боевой элемента в процессе снижения с помощью датчика цели сканирует местность по спирали. При попадании объекта в поле зрения датчика, включающегося на высоте 150—200 м, с помощью микропроцессора определяется её положение и осуществляется подрыв боевой части. Площадь сканирования местности при начальной высоте 150 м составляет 18 000 м². Сегодня, по мнению американских специалистов, боевой элемент SADARM является одним из перспективных для доработки^[2][4][1].

BONUS (BOfors NUtating Shell) — кассетный 155-мм снаряд с донным газогенератором, несущий два самонаводящихся суббоеприпаса для борьбы с бронированными целями на средних дистанциях^[1].

BONUS, оснащён самонаводящимися боевыми элементами для уничтожения бронетехники, был разработан шведской компанией «Bofors Defence» по заказу управления материально-технического обеспечения вооружённых сил. Также была разработана морская модификация, предназначенная для использования с 155-мм орудием, разрабатываемым «Giat», для поражения наземных целей с военных кораблей в рамках концепции «прибрежной войны».

После выстрела два небольших выдвижных крыла обеспечивают вращение и плавное снижение боевого элемента BONUS. Аэродинамические свойства этих крыльев обеспечивают угловую стабилизацию с наклоном 30-35° относительно вертикали снаряда. На определённой высоте (до 175 м) датчик-высотомер активирует поисковый режим бортовой электроники. В процессе снижения со скоростью до 45 м/с датчик боевого элемента сканирует область площадью до 32 000 кв. метров для обнаружения цели. При обнаружении и идентификации цели бортовым датчиком из боевого элемента выстреливается поражающий элемент, действующий по принципу «ударного ядра», и поражает цель сверху.

В BONUS используется одна многополосная ИК-головка самонаведения (реагирующая на электромагнитное излучение в нескольких частотных диапазонах), что ограничивает его применение в сложных погодных условиях. Компания «Bofors Defence» заключила контракт с французской фирмой «BAE Systems» на доработку и производство 11 000 ИК-датчиков для снарядов BONUS. Эти датчики представляют собой матрицу из шести ИК-детекторов на основе твёрдого раствора теллуридов кадмия и ртути.

В снаряде применён донный газогенератор, обеспечивающий заданную дальность стрельбы (до 35 км) при уменьшенной массе метательного заряда, что позволяет снизить нагрузки на электронные компоненты боевого элемента. Франция закупила более 30 000 выстрелов BONUS.

ACED — 155-мм кассетный артиллерийский снаряд. Разработка 155-мм кассетного артиллерийского снаряда ACED, оснащённого тремя самонаводящимися боевыми элементами (в прессе его часто именуют ACED), началась во Франции в начале 1980-х годов. Проект реализуется консорциумом GIAT и «Томсон-Брандт» по заказу командования Сухопутных войск Франции. Концептуальная стадия разработки завершилась в 1989 году, что дало компании «Томсон-Брандт» возможность продемонстрировать ACED на выставке вооружений «Сатори-90»^[1].

Успешные испытания снаряда с тремя инертными компонентами были проведены в 1991 году, что послужило толчком к переходу к полномасштабной разработке. С целью ускорения процесса разработки и использования опыта, полученного при создании снаряда SMArt-155, в программу ACED в 1992 году были привлечены немецкие компании «Диль» и «Рейнметалл».

SMArt (Suchzunder-Munition fur die Artillerie) — кассетный снаряд калибра 155 мм, несущий два самонаводящихся суббоеприпаса для борьбы с бронированными целями на средних дистанциях^[1].

155-мм кассетный снаряд SMArt-155 и его самонаводящийся боевой элемент, носящий то же название, были созданы в Германии объединением GIWS, включающим компании «Dieh» и «Rheinmetall».

Самонаводящийся боевой элемент снаряда SMArt-155 оснащён тремя датчиками обнаружения целей: миниатюрным радаром, использующим как пассивные, так и активные методы локации, а также инфракрасным детектором. Эти датчики работают одновременно, формируя обобщённый образ цели. Для повышения надёжности сигналы обрабатываются процессором с использованием двух специальных алгоритмов сканирования, что предотвращает реагирование на ложные цели. В зарубежных изданиях указывается, что именно на основе сигналов ИК-датчика создаётся основное тепловое изображение цели. Радиолокационные активный и пассивный датчики миллиметрового диапазона формируют альтернативный канал самонаведения, чувствительный к металлической поверхности целей и железобетонным конструкциям.

Необходимые исследования и разработки, а также подготовка к серийному производству, были завершены к середине 1996 года. Во второй половине этого же года значительное количество боеприпасов было передано германскому федеральному управлению по оборонным технологиям и закупкам вооружений (BWB). Испытания на максимальную дальность были признаны успешными комиссией бундесвера, которая рекомендовала принять боевой элемент на вооружение Сухопутных войск Германии. Руководство Бундесвера также определило производственную программу, согласно которой потребность сухопутных войск составила 88 000 боевых и 18 000 учебных снарядов, общей стоимостью 2,5 млрд марок.

Было проведено компьютерное моделирование и полигонные испытания отдельных подсистем и блоков. Особое внимание уделялось надёжности работы бортовых датчиков при поиске замаскированных целей в условиях активного противодействия противника на местности с различным рельефом и в разных климатических условиях.

SMArt-155 поступает в артиллерийские подразделения, оснащённые самоходными гаубицами PzH-2000, позволяющими вести стрельбу на дальность до 28 км.

Западные средства массовой информации сообщают, что ограниченное количество снарядов SMArt-155, были поставлены на Украину совместно с самоходными гаубицами PzH-2000.

В государствах-участниках блока НАТО, были разработаны, реализованы и приняты на вооружение различные боевые элементы с системой самостоятельного поиска и уничтожения бронированных целей противника. Многие системы были реально применены на поле боя (SADARM в Ираке и на Украине, SMArt — на Украине)^[1].

Также совершенствуются интеллектуальные системы подготовки данных и управления полётом боевых элементов с использованием искусственного интеллекта.