Самонаводящиеся снаряды (Инженер-подполковник А. Гришин, доктор технических наук, доцент)

Самонаводящимися снарядами называют снаряды, оборудованные аппаратурой, которая определяет их местоположение относительно цели и автоматически наводит на нее. Для применения самонаводящихся систем необходимо, чтобы цель своими свойствами выделялась на окружающем фоне. Это отличие - контрастность цели - воспринимается чувствительным элементом системы самонаведения и используется для подачи сигналов на рули снаряда.

Много объектов, важных в военном отношении, обладают контрастными свойствами на окружающем фоне. Так, радиолокационные станции, станции радиопомех, посты наведения авиации, радиомаяки современных аэродромов, пункты радиоуправления зенитными телеуправляемыми снарядами являются источниками электромагнитного излучения. Местоположение таких целей относительно снаряда может быть определено, например, с помощью приемных антенн направленного действия. Непрерывно устанавливая с помощью такой антенны направление линии, соединяющей летящий снаряд с целью, система самонаведения воздействует на рули снаряда таким образом, чтобы он наводился на цель. Системы самонаведения, использующие собственное электромагнитное излучение целей, называют пассивными системами самонаведения. Дальность действия пассивных систем самонаведения зависит от мощности и направленности излучения целей. В благоприятных условиях дальность действия таких систем может достигать нескольких десятков и даже сотен километров.

Большое количество целей отражает электромагнитные волны радиотехнического диапазона иначе, чем окружающий фон. Обычно говорят, что такие цели имеют радиолокационный контраст на окружающем фоне. К таким целям относятся сооружения, построенные в основном из металла и расположенные или двигающиеся на фоне, плохо отражающем электромагнитную энергию, - самолеты, корабли, железнодорожные мосты, металлические крыши одиночных зданий и т. д. Пеленгация таких целей может быть произведена с помощью средств радиолокации. Для этого цель облучается радиоволнами, а приемник с антенной направленного действия, установленной на снаряде, принимает их после отражения от цели. Облучение цели можно производить передатчиком, установленным на самом снаряде или на самолете-носителе. Системы самонаведения, имеющие передатчик, установленный на снаряде, называются активными, а системы, использующие внешнее облучение цели, - полуактивными.

Достоинствами радиолокационных систем самонаведения являются малая зависимость их от метеорологических условий и достаточно большие дальности действия, которые могут достигать нескольких десятков километров. Недостаток этих систем - возможность воздействия радиопомех, создаваемых противником. Для усиления защиты от помех прибегают к кодированию радиосигналов передатчика с последующим дешифрированием принимаемых от цели сигналов в радиолокационном приемнике.

Цели могут быть источниками теплового (инфракрасного) излучения. К таким целям относятся корабли военно-морского флота, реактивные самолеты, домны, металлургические и коксохимические заводы, теплоэлектроцентрали, трубы промышленных предприятий. Значительным тепловым излучением обладает головная часть ракеты дальнего действия, движущейся в атмосфере со скоростью в несколько километров в секунду. Тепловое излучение целей может использоваться для создания систем самонаведения снарядов. Определение направления на цель в этом случае производится с помощью специальных оптических приборов, которые содержат чувствительные элементы, реагирующие на инфракрасное излучение. Дальность действия систем самонаведения, использующих тепловое излучение целей, зависит от температуры и площади излучающей поверхности цели, метеорологических условий. Она колеблется от нескольких километров до нескольких десятков километров и резко уменьшается в дождь, туман, при сплошной облачности.

Некоторые цели отражают электромагнитные волны светового диапазона - солнечный свет в дневное время, лунный свет или свет осветительных ракет ночью - иначе, чем окружающий фон. Такими целями являются палубы военных кораблей, причем особенно хороший световой контраст на фоне моря имеют палубы авианосцев, взлетно-посадочные бетонированные полосы стационарных аэродромов, шоссейные дороги и автострады, мосты через большие реки и т. д. Световой контраст цели может быть использован для работы оптических систем самонаведения. Пеленгация цели в этом случае производится с помощью специальных оптических приборов, имеющих чувствительные элементы, которые реагируют на световое излучение. Дальность действия таких систем самонаведения зависит от контрастных свойств цели, времени суток и состояния атмосферы - пыль, туман и т. д. В зависимости от этого дальность их действия колеблется от нескольких сот метров до нескольких километров. Системы самонаведения, использующие световой контраст целей, могут применяться и по целям, обладающим собственным световым излучением: прожекторным установкам, ходовым огням кораблей, местам сосредоточения войск и военной техники при несоблюдении в ночное время правил светомаскировки и т. д.

Некоторые цели, например военные корабли всех классов, являются источником звука. Шум, создаваемый винтом и машиной корабля, может улавливаться акустической (микрофонной) системой самонаведения снаряда, движущегося в воде. Применение этой системы для морских самодвижущихся снарядов дает возможность достичь вполне удовлетворительной дальности их действия. Использование же ее для управляемых снарядов, движущихся в воздухе, например авиационных и зенитных, связано с большими затруднениями из-за того, что сами снаряды, имеющие большие скорости, создают при движении шум, который мешает работе акустической системы самонаведения.

Определение направления от снаряда на цель является первой основной задачей системы самонаведения. Элемент системы самонаведения, решающий эту задачу, обычно называется координатором цели. На рис. 12 изображен управляемый снаряд, для самонаведения которого на корабль могут быть использованы различные контрасты цели (показаны в кружке).

Рис. 12. Самонаводящийся снаряд и контрасты цели, которые могут быть использованы для самонаведения

Второй основной задачей системы самонаведения является выработка сигналов, управляющих движением рулей снаряда с таким расчетом, чтобы обеспечить его попадание в цель. Способы решения этой задачи можно рассмотреть на примере наведения снаряда воздушного боя на летящий самолет.

Если направление воздушной скорости снаряда будет в каждый момент времени совпадать с направлением линии снаряд - цель, то снаряд обязательно попадет в цель (при условии, что скорость его полета больше скорости цели). Линия, по которой летит снаряд, догоняя цель, называется при таком способе наведения "кривой погони", а сближение снаряда с целью по этой схеме носит название наведения по методу погони. Для того чтобы обеспечить наведение снаряда по этому методу, необходимо свести к нулю угол между направлением полета снаряда и линией снаряд - цель или, что то же самое, угол между осью снаряда и направлением на цель. Уменьшение последнего угла при данном методе наведения составляет задачу системы самонаведения. При появлении угла рассогласования между осью снаряда и направлением на цель система самонаведения измеряет этот угол и отклоняет рули управления снаряда в такую сторону, чтобы возникающие на рулях аэродинамические силы вызвали путем поворота корпуса снаряда уменьшение рассогласования.

Наведение снаряда на движущуюся цель по методу погони характерно значительной кривизной траектории его полета. Для того чтобы совершать полет по такой траектории, снаряд должен иметь значительный запас управляющих сил. Основным способом создания управляющих сил для снарядов является образование подъемной силы на крыльях, поэтому снаряды, наводящиеся на цель по методу погони, должны иметь крылья достаточно большой площади, а следовательно, и большие поперечные размеры. Однако иметь снаряд с большими поперечными размерами невыгодно - его трудно разместить на стартовой установке, например на самолете-носителе. Поэтому обычно стремятся уменьшить кривизну траекторий полета снаряда и тем самым величину необходимого запаса управляющих сил.

В настоящее время известно много методов наведения, которые обеспечивают меньшую кривизну траектории снаряда по сравнению с методом погони. Во всех этих случаях снаряд направляется не на цель, а в некоторую упрежденную точку, находящуюся впереди цели. В зависимости от способа выбора упрежденной точки получаются различные методы наведения. При наведении в упрежденную точку снаряд движется на перехват цели, вследствие чего его траектория имеет меньшую кривизну. Правда, технически такие системы самонаведения получаются более сложными по сравнению с системами, работающими по методу погони.

Системы самонаведения могут использоваться для точного наведения на цель и в снарядах, дальность боевого применения которых превышает дальность самонаведения. Приведение таких снарядов в район цели (грубое наведение) должно производиться системой управления иного типа, например системой автономного управления или системой телеуправления.

Именно таким путем обычно осуществляется управление авиационными торпедами с дальностью полета до 100-150 км, авиационными самолетами-снарядами с дальностью полета в несколько сот и более километров и т. д.

Как и способы наведения самонаводящихся снарядов, средства борьбы с ними могут быть пассивными и активными. Одним из пассивных средств является маскировка целей - уничтожение или уменьшение контраста охраняемого объекта на окружающем фоне по тому физическому свойству, которое используется системой самонаведения атакующего снаряда. Возможно также создание эффективных помех системам самонаведения атакующих снарядов и, в частности, дезориентирование атакующих самонаводящихся снарядов путем применения ложных целей.

При создании помех приходится учитывать, что самолет или корабль обладает контрастными свойствами на окружающем фоне по нескольким физическим свойствам и что противник может применять системы самонаведения, использующие различные виды контраста цели, или даже комбинированные системы самонаведения, реагирующие одновременно на несколько видов контраста.

К активным средствам борьбы с самонаводящимися снарядами относятся уничтожение стартовых установок этих снарядов, включая и самолеты - носители авиационных самонаводящихся снарядов, и уничтожение самих самонаводящихся снарядов всеми имеющимися средствами.

Нет сомнения, что при умелом использовании войсками всех средств защиты можно значительно снизить эффект от применения противником самонаводящихся снарядов.