06 авг 2013

Большая охота на ПКР

 

Появление в 60-70-е годы нового поколения высокоточных средств воздушного нападения (СВН) противокорабельных ракет (ПКР), запускаемых с самолетов, подводных лодок, надводных кораблей и береговых ракетных комплексов, летящих над гребнем морской волны и используемых по принципу «волчьей стаи», несло смертельную угрозу кораблям ВМФ.

Наиболее массовыми являлись ПКР типов «Гарпун», «Экзосет» и «Томагавк». Трудности борьбы с ними связаны с их малыми размерами отражения (на порядок ниже, чем у самолетов и вертолетов), большой скоростью (до 600 м/с), сверхнизкой высотой полета (до 5 м), когда резко проявляются помехи от морской поверхности, а также массированностью их применения.

На фото: ПКР «Экзосет»

Это потребовало разработки нового вида корабельного оружия – зенитных комплексов ближнего рубежа самообороны (ЗКБРС), предназначенных для уничтожения с высокой вероятностью ПКР, прорвавшихся через дальние и средние рубежи ПВО корабельных соединений, или для автономной защиты малых кораблей от широкого класса СВН.

На фото: ПКР «Тамагавк»

Эту задачу удалось решить коллективу КБ приборостроения под руководством Генерального конструктора А. Г. Шипунова, создавшему в кооперации с рядом оборонных институтов и КБ автономный мало-габаритный зенитный ракетно-артиллерийский комплекс ЗРАК «Каштан».

На фото: ЗРАК «Каштан»

Существовавшие отечественные (ЗАК АК 630, ЗРК «ОСА-М») и зарубежные (ЗАК Вулкан- «Фаланкс», ЗРК «Си Вульф») корабельные средства ПВО не решили задачи эффективной защиты от ПКР, так как не обеспечивали требуемые зоны их обнаружения и надежного сопровождения, огневую производительность и вероятность поражения, а так же имели недостаточный боекомплект, готовый к применению, и большое время его перезарядки.

К этому времени в КБ приборостроения был накоплен опыт по созданию и постановке на вооружение ракетно-пушечного комплекса «Тунгуска» для сухопутных войск (серийное производство с 1982 года), обеспечивающий задачи ближней ПВО от появляющихся самолетов  (на высотах до 15 м) и боевых вертолетов.

Разрабатываемый комплекс должен был превосходить существующие по огневой производительности (в 3-4 раза) высокой точности и малому времени реакции (в 2 раза) системы управления огнем, обеспечивающей полную автоматизацию процесса боевой работы и гарантированное уничтожение ПКР в условиях их массированного применения.

Для этого потребовалось совершенствование ракетно-пушечного вооружения, проведение фундаментальных исследований по созданию радиолокационных и телевизионно-оптических средств автоматического сопровождения цели и наведения ЗУР и интегрированной системы управления огнем на их базе.

Комплекс выполнен в модульном исполнении и состоит из 1-2 командных (КМ) и 1-6 боевых (БМ) модулей на базе многорежимной системы уп-равления огнем, что позволило создать комплекс с высокой огневой мощью, способный в автоматическом режиме поражать цели в любых метеоусловиях в сплошной зоне до 8000 м по дальности и до 4000 м по высоте с вероятностью, близкой к 1, недостижимой в комплексах с раздельными ракетным и артиллерийским вооружением.

За счет наращивания числа БМ, управляемых от единого КМ, достигается многоканальная, круговая оборона корабля.

Так, использование комплекса с 6 БМ на большом надводном корабле позволяет за 30 с отразить групповой налет до 18 ПКР и повысить выживаемость корабля в 5 раз.

Воплощение задуманных смелых решений в комплексе «Каштан» позволило обеспечить качественно новый уровень решения задач ближней самообороны кораблей ВМФ всех классов и занять лидирующие позиции в мире в данном классе вооружения.

Начатая в 1980 году, ОКР была завершена в 1986 году. С 1987 года комплекс размещается на кораблях ВМФ, в 1988 году был принят на вооружение.

Практически каждая из его основных систем имеет новое качество по сравнению с отечественными и зарубежными комплексами.

Артиллерийская система

Особый интерес представляет артиллерийский компонент вооружения, имеющий непревзойденный мировой уровень. Он включает два сверхвысокотемпных (суммарный темп 10000-12000 выстр/мин) 6-ствольных автомата ГШ-ЗОК, разработанных под руководством выдающихся конструкторов А.Г.Шипунова и В. П. Грязева, позволяющих обстреливать ПКР на малых дальностях (300 - 500 м), где обеспечивается наибольшая вероятность поражения. Для зарубежных зенитных комплексов эта дистанция в 1,5-2 раза больше.

На фото: ЗРАК «Каштан»

Высокая надежность, автономность и безопасность работы артиллерийской системы достигается применением беззвеньевой системы питания, автономной пароиспарительной системы охлаждения стволов и встроенным пневмоприводом раскрутки блока стволов с энергоемкостью до 130 кВт, обеспечивающим минимальное время выхода на режим.

В разработку идеологии, конструкторско-технологических решений, обеспечение испытаний и внедрение в серийное производство артиллерийской системы наибольший вклад внесли А. Г. Шипунов, В. П. Грязев, В. Б. Колобков, И. В. Елисеев и др.

Ракетное вооружение

Особенностью ракетного вооружения является использование радиокомандной системы телеуправления с оптическим и радиолокационным пеленгаторами ЗУР с автоматическим выбором последних в соответствии с алгоритмами боевой работы, реализованными в вычислительной системе БМ (ВС БМ). Это обеспечивает высокую помехозащищенность от организованных и естественных помех, возможность безпомеховой залповой стрельбы соседних БМ комплекса, а также высокую вероятность захвата ЗУР на сопровождение в условиях качек корабля, ветровых возмущений и влияния подстилающей водной поверхности.

Высокодинамичная малогабаритная ракета, унифицированная для корабельных и наземных зенитных комплексов, имеет вдвое меньшие массогабаритные характеристики (при одинаковой массе БЧ) в сравнении с аналогичными ЗУР, адаптивный неконтактный взрыватель и высокие летно-баллистические характеристики.

Это обеспечивает поражение широкого класса скоростных целей, в том числе низколетящих ПКР. Ракета находится в транспортно-пусковом контейнере, что обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики ЗУР в условиях хранения и боевого применения.

Башенная установка БМ

Впервые в мире компоновка выполнена в составе единой башенной установки БМ (БУ БМ) с центральным размещением антенного поста РЛС (АП) на неподвижном основании и соосным внешним расположением ракетно-артиллерийской установки (РАУ). Это определило малогабаритное исполнение БМ, позволившее размещать ЗРАК «Каштан» на кораблях всех классов (от авианосцев до ракетных катеров), а также обеспечила минимальные ошибки измерения координат «цель - ЗУР».

Однако именно такая компоновка БУ БМ потребовала большой конструкторской и технологической изобретательности для обеспечения водозащищенности, надежности гибких электрических жгутов передачи сигналов. В ВС БМ были реализованы алгоритмы управления приводов РАУ и АП, исключающие возможность их взаимных соударений, и разработаны энергоемкие устройства торможения, в том числе в аварийных условиях.

Необходимо отметить оригинальное конструктивное исполнение сопряженной с РАУ малогабаритной подпалубной системы хранения и перезарядки (СХП), обеспечивающей автоматизацию заряжания (разряжания) пусковых устройств пакетами ЗУР. Ввиду технологической сложности и новизны первые серийные образцы СХП для поставки ЗРАК «Каштан» на головной корабль ВМФ были изготовлены опытным производством КБ приборостроения (по инициативе О. В. Сажникова).

Радиолокационная система управления БМ

Радиолокационная система управления БМ (РЛСУ БМ) разработана ГосНПО «Альтаир» (г. Москва) на базе фундаментальных решений, полученных КБ приборостроения в НИР ТКБ-681.

Особенностью РЛСУ БМ является использование миллиметрового диапазона волн и режима внеосевого сопровождения низколетящих целей, позволивших реализовать высокие точности сопровождения ПКР и ЗУР в условиях влияния морской поверхности и организованных помех.

Для наведения и стабилизации антенных колонок целевого и ракетного каналов РЛСУ БМ КБ приборостроения совместно с ВНИИ «Сигнал» (г. Ковров) разработаны приводы переменного тока, что позволило обеспечить точность, плавность и быстродействие, удовлетворяющие требованиям сопровождения цели и наведения ЗУР в радиолокационном и оптическом режимах, а также уменьшить массу аппаратуры на 400-500 кг в сравнении с ранее используемыми электромашинными приводами.

Телевизионно-оптическая система

Создание сверхвысокоточной телевизионно-оптической системы (ТОС), обеспечивающей сопровождение цели без ограничения высоты ее полета, стало возможным на базе фундаментальных многолетних работ НИИ ТОЧМАШ (г. Климовск) по автомату сопровождения с участием на последующих этапах ЭКБ «Рубин» (г. Москва) и работ КБ приборостроения по контуру наведения ТОС.

После захвата цели на сопровождение с участием оператора-наводчика обеспечивается полная автоматизация процесса сопровождения цели ТОС и взаимной юстировки телекамеры и оптического пеленгатора ЗУР.

Высокая разрешающая способность преобразователя «свет-сигнал» и длиннофокусного объектива телекамеры (F=700 мм) обеспечивает работоспособность ТОС в широком диапазоне естественной освещенности. Требуемая надежность сопровождения достигается за счет использования принципа селекции цели по «запомненному образу» и применения высокоточной двухконтурной системы наведения с адаптивным электронным контуром «следящего короба».

В КБ приборостроения был создан стенд полуфизического моделирования, позволивший отработать алгоритмы цифрового управления и коррекции автомата сопровождения и контура наведения. Разработчик телекамеры ОКБ «Фотон» (г.Казань) внедрил новые оптичес-кие материалы, специально разработанные ГОИ для получения требуемых характеристик длиннофокусного объектива.

Приводы РАУ

Разработке приводов наведения и стабилизации вооружения для ЗРАК «Каштан» было уделено особое внимание как по соображениям обеспечения ближней зоны работы, повышения точности и быстродействия наведения при одновременном уменьшении массы аппаратуры и энергопотребления привода, так и при необходимости повышения ресурса работы и надежности в сравнении с ранее используемыми электромашинными и электрогидравлическими приводами.

По результатам работ КБ приборостроения впервые в отечественных зенитных комплексах были внедрены силовые следящие приводы переменного тока с частотным управлением для наведения и стабилизации РАУ с заданием управляющих воздействий от вычислительной системы БМ. Первый опытный образец привода РАУ был изготовлен КБ приборостроения с последующей передачей документации ВНИИ «Сигнал».

Необходимо также отметить оригинальное решение по использованию аппаратуры управления приводов РАУ для управления приводами конвейеров СХП, что позволило существенно сократить состав и массу ап-паратуры БМ на 300-350 кг.

Интегрированная многорежимная система управления огнем (СУО)

СУО ЗРАК «Каштан» организована на базе информационных каналов, имеющих различные частотные диапазоны обнаружения КМ (РЛС) и сопровождения цели БМ (РЛСУ, ТОС) и наведения ЗУР (радиолокационный и оптический пеленгаторы).

Управление двумя видами вооружения потребовало решения вопросов автоматизации целераспределения, целеуказания, выбора вида оружия, ин-формационных каналов и освещения боевой обстановки на пультах управления КМ и БМ.

Полная автоматизация боевой работы достигается за счет применения быстродействующих вычислительных машин КМ и БМ, в которых реализованы алгоритмы с элементами искусственного интеллекта: целе-указания, подготовки данных для стрельбы, проведения последовательного обстрела наиболее опасной цели ракетным и пушечным вооружением, оценки поражения первой и перенос огня на другую цель с последующим приведением БМ в исходное состояние или положение перезарядки.

Результаты Государственных испытаний и проверок в условиях эксплуатации на кораблях ВМФ подтвердили эффективность ЗРАК «Каштан» и его универсальность по размещению на кораблях всех классов.

Высокий уровень конкурентоспособности ЗРАК «Каштан» обуславливается использованием уникальных базовых технологий в области радиотехники, оптроники, компьютерной техники и электроники, высокой степенью конструкторско-технологических решений в области артиллерийского и ракетного вооружения.

Большой объем отработки системы управления огнем и вооружения на стендах и в процессе полномасштабных многоэтапных корабельных испытаний подтвердил эффективность и надежность комплекса.

Наличие тренажеров, базовых средств обслуживания ускоряют освоение ЗРАК «Каштан» личным составом кораблей и поддержание его высокой боеготовности в процессе всего срока службы.

В создании ЗРАК «Каштан» приняли участие практически все основные конструкторско-технологические, исследовательско-рассчетные и измерительно-испытательные подразделения и опытное производство КБП.

За заслуги в разработке 35 человек награждены орденами и медалями. Удостоены звания Лауреата Государственной премии СССР Л. Б. Битман, Ю. Н. Ткаченко, И. И. Минаев, В. И. Смирнов.

Принятые к реализации технические решения защищены 54 авторскими свидетельствами (без ЗУР), а с учетом основных соисполнителей КБ Приборостроения (из 8 бывших союзных министерств) - 76 авторскими свидетельствами. По тематике комплекса защищены 4 диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Основные технические решения, внедренные в ЗРАК «Каштан» (комбинированное ракетно-пушечное вооружение, многорежимная многоканальная интегрированная СУО, автоматизация процесса боевой работы), явились базой и получили дальнейшее развитие при модернизации и разработке новых зенитных комплексов ЗРАК «Каштан-М» и др.

В соответствии с решением ВМФ от 2000 года была проведена работа по повышению тактико-технических характеристик комплекса «Каштан»: увеличение дальности стрельбы с 8 до 10 км; применение зенитного автомата АО-18КД, позволяющее использование бронебойно-подкалиберного снаряда (БПС), обеспечивающего детонацию боевой части; обеспечение одновременного наведения на одну цель двух ракет; использование в оптико-электронной системе (ОЭС) в дополнение к телевизионному каналу тепловизионного канала сопровождения цели, позволившего обеспечить работоспособность ОЭС в сложных метеоусловиях; уменьшение времени реакции комплекса, за счет использования трехкоординатной станции обнаружения и целеуказания (СОЦ) «ПозитивМ1», «ПозитивМ1.2.», позволившей сократить время допоиска цели до двух-трех секунд; увеличение скорости наведения ракетно-артиллерийской установки с 35 о/с до 50 о/с, позволившее уменьшить время переброса установки в зависимости от угла на 1÷2,5 сек.; уменьшение массогабаритных характеристик комплекса на 3,5 т за счет использования современной элементной базы.

Был изготовлен образец комплекса «Каштан М» и проведены его типовые испытания в 2003-2005 годах.

По принятой классификации в ВМФ зенитные огневые средства (ЗОС) корабля подразделяются на три рубежа:
- дальний 40÷150 км;
- средний 15÷40 км;
- ближний до 10 км.

До девяноста процентов целей участвующих в налете на корабль приходится на комплексы ближнего рубежа самообороны.

Применение на кораблях ЗРАК нового типа с многоканальной системой управления обеспечит его надежную защиту с высокой боевой устойчивостью от всех средств воздушного нападения, в том числе малоразмерных низколетящих.

А.В.Жуков, заместитель начальника отделения 4, заместитель главного конструктора комплексов «Каштан». «Каштан М»

Материал предоставлен пресс-службой холдинга «Высокоточные комплексы»

Тульское «Конструкторское бюро приборостроения» входит в холдинг Ростеха «Высокоточные комплексы». Основной задачей «Высокоточных комплексов» является создание эффективного высокоточного оружия на основе инноваций и технологической модернизации предприятий холдинга.