Телевидение в управлении снарядами (Инженер-майор Е. Царев, инженер-подполковник Ю. Чугаев, кандидат технических наук)

Для управления снарядом, выпущенным с самолета-носителя, необходимо иметь две линии связи с ним. Одна - линия управления - предназначается для передачи командных сигналов на снаряд, если он уклоняется от требуемой траектории. В состав подобной линии при наведении снаряда по радио, например, входят командный прибор, радиопередатчик и приемник. Командный прибор и передатчик располагаются на самолете-носителе, а приемник - на снаряде. Кроме приемника, на снаряде находится аппаратура перемещения рулевых органов в соответствии с полученными командными сигналами. Оценить необходимость и характер этих сигналов помогает вторая линия связи, позволяющая наблюдать за движением управляемого снаряда относительно цели.

Системы контроля могут быть различными. Так, при визуальной системе бомбардир-оператор наблюдает за движением телеуправляемого объекта, например бомбы, невооруженным глазом или с помощью оптического прицела и старается, используя линии управления, удержать бомбы на прямой линии, соединяющей самолет и цель. При этом самолет-носитель должен лететь, как правило, по определенной траектории. Если это условие выполняется в течение всего полета бомбы, она попадает в цель. Такой метод контроля не требует сложной аппаратуры и при наличии опытного оператора обеспечивает высокую точность попаданий. Однако использование линии визуального контроля приводит к тому, что самолет-носитель в период наведения бомбы находится в районе цели, т. е. в зоне действия ПВО противника. Кроме того, визуальная система контроля может применяться лишь при достаточно хорошей видимости в районе цели.

Тактически более гибкой считается радиолокационная система контроля. Она позволяет наблюдать движение сброшенного с самолета-носителя телеуправляемого снаряда, например телеуправляемой торпеды, на значительном расстоянии от цели. Работа этой системы практически не зависит от состояния атмосферы, но может быть затруднена наличием вблизи цели большого количества объектов, обладающих сходным радиолокационным контрастом, или специальной маскировкой цели, осуществляемой установкой или разбрасыванием в ее районе металлических предметов и отражателей.

Телевизионная система контроля сочетает в себе некоторые положительные свойства визуальной и радиолокационной систем. Так, она позволяет наводить телеуправляемый объект с расстояния, превышающего прямую видимость цели, что избавляет самолет-носитель от необходимости быть в зоне действия ПВО противника. Кроме того, телевизионная система контроля обеспечивает свободу маневра самолета и решает задачу выбора наиболее важных целей из совокупности расположенных рядом объектов (отдельное здание в городе, цех большого завода, отдельный корабль и т. д.) или объектов, не обладающих резко выраженным радиолокационным контрастом. При телевизионной системе контроля возможна также передача управления бомбой или торпедой с одного самолета на другой, что также расширяет тактические возможности применения этих объектов.

Для создания телевизионной системы контроля необходимо иметь устройство, позволяющее передавать на самолет, с которого ведется управление, изображение цели и окружающей ее местности, а также устройство, воспроизводящее переданное изображение на телевизионном экране. В соответствии с этим в состав аппаратуры телевизионной системы контроля входят передающая телевизионная трубка, сочлененная с оптической системой (объективом), телевизионный передатчик и телевизионный приемник. Телевизионная передающая трубка и телевизионный передатчик устанавливаются на телеуправляемом объекте, а телевизионный приемник - на самолете-носителе.

С помощью оптической системы цель и окружающая ее местность проектируются на мозаику телевизионной передающей трубки. Здесь полученное изображение преобразуется в определенную последовательность электрических сигналов. В телевизионном передатчике они превращаются в так называемый телевизионный сигнал и после усиления излучаются в пространство. Приемник, установленный на самолете, из принятого с помощью антенны телевизионного сигнала выделяет сигналы изображения, которые затем преобразуются в видимое на экране изображение цели и окружающей ее местности. При этом в центре экрана видна та точка местности, в которую направлена оптическая ось объектива передающей трубки. Чувствительность современных передающих трубок равна или несколько больше чувствительности человеческого глаза, т. е. эти устройства "видят" так же, как глаз человека.

Оператор-бомбардир с помощью командного прибора должен управлять движением бомбы или торпеды так, чтобы во время ее полета цель все время была видна в центре экрана. Если это условие будет соблюдено в течение всего времени наведения объекта или по крайней мере в конце наведения, то бомба неизбежно попадет в цель.

Следует отметить, что траектория управляемого объекта во многом зависит от того, каким образом ориентирована относительно его продольной оси передающая телевизионная трубка. Она может устанавливаться либо неподвижно по оси объекта, либо под некоторым углом к ней. Возможна также подвижная установка. В этом случае телевизионная трубка перемещается с помощью специального программного механизма, расположенного на телеуправляемом объекте.

Предположим, что благодаря точному прицеливанию телеуправляемая бомба, совершая движение по траектории естественного падения, попадает в цель без какого бы то ни было вмешательства со стороны оператора-бомбардира. Пусть также установленная на бомбе передающая телевизионная трубка движется относительно корпуса бомбы таким образом, что в момент, когда бомба находится в точке А₁ (рис. 49), оптическая ось объектива составляет с продольной осью бомбы угол θ; в момент, когда бомба находится в точке А₂ - угол θ₂ и т. д. Очевидно, при этих условиях оператор-бомбардир будет видеть цель все время в центре экрана, что должно свидетельствовать о движении бомбы по требуемой траектории. Если же при прицеливании была допущена ошибка, изображение цели будет смещено относительно центра экрана. В этом случае оператор, подавая соответствующие команды по линии управления, изменит траекторию бомбы с таким расчетом, что она пройдет через цель. При этом дело сводится, как правило, к небольшим исправлениям траектории.

Рис. 49. Наведение управляемого снаряда с помощью телевизионной системы

Рассмотренные способы установки передающей телевизионной трубки имеют существенный недостаток. Дело в том, что в результате случайных колебаний управляемого объекта изображение цели на экране телевизионного приемника все время колеблется, существенно затрудняя работу оператора. В данном случае много общего со стрельбой с корабля при морской качке. Представим себе, насколько трудно было бы вести в это время прицельный огонь из орудия главного калибра, если бы орудийные башни корабля и прицельные приспособления не были стабилизированы, т. е. не сохраняли неизменное положение при качке.

Находящиеся в непрерывном движении воздушные массы и ряд других факторов приводят к тому, что летящий телеуправляемый объект колеблется. Чтобы исключить влияние колебаний телеуправляемого объекта на траектории, телевизионную трубку можно стабилизировать при помощи гироскопического устройства. Стабилизация передающей трубки может привести не только к упрощению работы оператора-бомбардира, почти полностью исключая колебания изображения местности и расположенной на ней цели на экране телевизионного приемника, но и позволит осуществлять наведение телеуправляемых объектов по наиболее выгодным траекториям.

Для системы телевизионного контроля большое значение имеет дальность, начиная с которой передающая трубка "видит" цель. Эта дальность при достаточной чувствительности трубки зависит от ее разрешающей способности. Последняя в свою очередь определяется числом строк, на которые раскладывается воспринимаемое трубкой изображение.

Современные передающие трубки, используемые в системах телевизионного контроля, по данным иностранной печати, способны "видеть" цель размером 50×50 м при благоприятных метеорологических условиях на расстояниях 15-20 км. Но дальность действия телевизионной системы контроля определяется не этой величиной, а дальностью распространения ультракоротких радиоволн, применяемых в телевизионной технике. При полете самолета-носителя на высоте 15-20 км эта дальность составляет 350-500 км. При сбрасывании телеуправляемых снарядов на столь значительных расстояниях до цели применяются комбинированные системы наведения и контроля.

В этом случае сброшенный с самолета-носителя самолет-снаряд может быть выведен в район цели при помощи автономной системы управления, а его дальнейшее (точное) наведение будет осуществляться по радиолинии управления с применением телевизионной системы контроля. Комбинированные системы управления и контроля, кроме того, обладают еще одним достоинством: помехоустойчивость этих систем по отношению к различного рода ложным сигналам может быть достаточно высокой.

С появлением объемного и цветного телевидения для совершенствования телевизионных систем контроля открываются большие возможности. Ощущение глубины (рельефа) местности и расположенной на ней цели позволит оператору-бомбардиру повысить точность наведения. Цветное изображение будет способствовать не только повышению точности наведения, но в некоторых случаях и выявлению замаскированных целей.

К концу второй мировой войны за границей было разработано и испытано несколько типов телеуправляемых снарядов, бомб и торпед, для управления которыми использовалась телевизионная система контроля. Так, например, одна из телевизионных систем контроля была применена в планирующем снаряде. Другой пример - один из вариантов телеуправляемой бомбы. Бомба была снабжена телевизионной системой контроля. Управление бомбой осуществлялось по радиолинии. Для морской авиации был построен телеуправляемый планер, который буксировался истребителем. После отцепления планер наводился на цель посредством телевизионных устройств.

Помимо боевого применения, телеуправляемые снаряды с телевизионной системой контроля должны найти широкое распространение для обеспечения посадки ракет дальнего действия, используемых как средство транспортировки грузов, или для исследования верхних слоев атмосферы и, наконец, для обеспечения наведения и посадки межпланетных кораблей недалекого будущего.