Зенитная ракета РВВ-АЕ (Россия)
Зенитная ракета РВВ-АЕ (Россия)
Среди экспонатов ОАО «Корпорация «Тактическое ракетное вооружение», представленных на авиасалоне МАКС-2005, находился и такой, который, несмотря на свою внешнюю неприметность, привлек повышенное внимание специалистов. В самом углу, незаметно прислоненный к стеночке, стоял транспортно-пусковой контейнер (ТПК) с зенитной управляемой ракетой (ЗУР), созданной на базе известной авиационной ракеты РВВ-АЕ. Показ на МАКС-2005 стал премьерным для зенитной версии одной из лучших российских ракет «воздух–воздух».
Работы над модификацией ракеты класса «воздух–воздух» РВВ-АЕ с вертикальным наземным стартом начались в ГосМКБ «Вымпел» еще в начале 90-х годов. Исследования велись коллективом «Вымпела» в инициативном порядке, в отсутствие какой-либо заинтересованности со стороны Министерства обороны России. И это при том, что за рубежом идея унификации боевых средств различных видов вооруженных сил, предназначенных для поражения средств воздушного нападения, была реализована на практике уже много лет назад. Например, «прописку» на земле и на кораблях получили такие ракеты класса «воздух–воздух» как AMRAAM, «Сайдуиндер» (Sidewinder) и ряд других.
Только в 2003 г. появились официальные документы, в которых был зафиксирован серьезный интерес Минобороны России к работам по введению межвидовой унификации в целом и к адаптации авиационных ракет для пусковых установок ЗРК наземного и корабельного базирования в частности.
Ракета РВВ-АЕ в свое время стала качественным скачком в развитии отечественного ракетостроения. Предназначенная для борьбы с любыми воздушными целями, маневрирующими с перегрузкой до 12g на скоростях до 3600 км/ч, она способна поражать их в любое время суток, в простых и сложных метеоусловиях, при воздействии естественных и искусственных помех.
В ракете используется активная радиолокационная головка самонаведения, имеющая свой собственный передатчик, что после захвата цели уже не требует подсвета последней с помощью РЛС носителя или ЗРК. Т.е. в данном случае популярный принцип «выстрелил-забыл» реализован по полной программе. В составе бортовой аппаратуры ракеты применены сверхмалогабаритные вычислительные устройства, при создании которых разработчики реализовали самые современные способы обработки данных целеуказания, а также алгоритмы, которые позволяют ракете перестраивать параметры системы наведения и системы стабилизации уже в процессе полета ракеты.
Весьма полезным стало и принятое решение использовать в ракете решетчатые рули. Во-первых, благодаря весьма малому и стабильному во всем диапазоне условий полета ракеты шарнирному моменту стало возможным установить на ракете рулевые приводы относительно малой мощности. Во-вторых, за счет решетчатой структуры у рулей была реализована идея бессрывного обтекания с сохранением их эффективности на углах атаки до 40о. В-третьих, складывание решетчатых рулей (они раскрываются только после старта) в сочетании с использованием крыльев малого удлинения позволило достичь минимальных размеров ТПК для зенитного варианта РВВ-АЕ.
Идеология боевого применения ЗРК на базе ракеты РВВ-АЕ следующая. После получения от РЛС обнаружения данных целеуказания ЗУР стартует из ТПК, который устанавливается на пусковой установке наклонно – под углом 27–45 к горизонтальной плоскости. При этом ТПК должен быть развернут по азимуту на необходимый угол – в зависимости от реального положения цели. После старта управление ракетой и стабилизация относительно трех осей производятся при помощи четырех дифференциальных аэродинамических рулей. При этом в системе стабилизации ракеты применяется цифро-аналоговый автопилот (система с переменной структурой), который способен адаптироваться к условиям автономного полета на основе производимых оценок высоты и скорости полета ЗУР, которые формируются в бортовом вычислительном устройстве.
Система управления ЗУР включает бесплатформенную инерциальную навигационную систему и активную многофункциональную моноимпульсную доплеровскую радиолокационную ГСН (на авиационной ракете РВВ-АЕ устанавливается головка 9Б1348Э). В ракете используется комбинированное наведение на цель. До захвата ГСН цели выполняется инерциальное наведение ракеты на «математическую» цель, положение которой в пространстве рассчитывается на основе данных о параметрах ее движения, передаваемых на ракету с пункта управления ЗРК. После захвата цели происходит уже активное самонаведение ЗУР. Переход на второй режим производится по сигналу бортового вычислителя ЗУР, определяющего дистанцию, достаточную для захвата цели ГСН. Управление боевым снаряжением ЗУР осуществляется на основе оценок обстановки, формируемых в бортовом вычислителе ракеты, и информации, передаваемой с пункта управления зенитного комплекса.
Боевое снаряжение ракеты включает в себя активный неконтактный лазерный взрыватель и контактный, боевую часть стержневого типа с дополнительными мультикумулятивными элементами. Эти элементы обеспечивают поражение высокоточных малоразмерных целей.
Использование в составе ЗАК типа С-60 пусковых установок с ракетами, созданными на базе РВВ-АЕ, позволяет придать этому зенитному комплексу новые качества, расширить его возможности по отражению массированного налета и размеры зоны поражения, существенно повысить точность и эффективность стрельбы, и особенно по маневрирующим целям. Также упрощается обслуживание ЗАК и сокращается численность персонала.
Применение зенитного варианта ракеты РВВ-АЕ в составе ЗРК типа “Квадрат” позволяет расширить его возможности по типажу поражаемых целей, повысить его эффективность за счет использования ракеты, оснащенной более мощной боевой частью и имеющей лучшую точность наведения. Увеличивается и огневая производительность комплекса за счет реализации принципа “выпустил-забыл”.
Основные расчетные данные зенитной модификации ракеты РВВ-АЕ
Зона поражения, км:
– по дальности 1,2–12,0
– по высоте 0,02–9,0
– по курсовому параметру до 8
Стартовая масса ракеты, кг 175
Габаритные размеры ракеты, м:
– длина 3,6
– диаметр 0,2
– размах крыльев 0,4
– размах рулей в сложенном положении 0,3
– размах рулей в раскрытом положении 0,7
Масса ТПК, кг 42
Габариты ТПК, м:
– длина 3,80
– ширина 0,34
– высота 0,44
Зенитная ракета РВВ-АЕ (Россия)
Вопросы межвидовой унификации авиационного вооружения коллективом ГосМКБ “Вымпел” начали рассматриваться и решаться со второй половины 80-х гг. прошлого столетия. В 1985 г. была закончена НИР “Клеенка”, подтвердившая возможность и целесообразность применения в составе ЗРК ракеты Р-27П, а в начале 90-х гг. проведенная НИР “Ельник” показала возможность применения авиационной ракеты класса “воздух-воздух” типа РВВ-АЕ в ЗРК с вертикальным стартом.
Хотя в США и странах Западной Европы разработаны и введены в эксплуатацию ЗРК с использованием модифицированных авиационных ракет – ЗРК Chaparral с УР Sidewinder 1С, ЗРК Sea Sparrow с ракетой AIM-7E-2 и ее модификациями и другие, в СССР, а затем в РФ интереса к такому направлению работ не было. Однако в 2003 г. “лед тронулся”. Появились документы, подтвердившие интерес МО России к вопросу межвидовой унификации.
В 1994 г. на вооружение самолетов тактической авиации и ПВО была принята ракета средней дальности четвертого поколения РВВ-АЕ, разработанная на ГосМКБ “Вымпел”. Эта ракета, входящая в состав вооружения истребителей МиГ-29 и Су-27, в последние годы продается во многие страны.
По другим данным, ракета РВВ-АЕ имеет также обозначение Р-77, а ее зенитный вариант Р-77-ЗРК.
В настоящее время разработан ее зенитный вариант, который предлагается применять по воздушным целям с наземных пусковых установок, входящих в состав зенитных ракетных или зенитных артиллерийских комплексов (в частности, пусковых установок ЗРК типа “Квадрат” и пусковых установок, созданных на базе зенитных пушек ЗАК типа С-60).
Ракета РВВ-АЕ представляет собой качественный скачок в развитии отечественного ракетостроения. Она предназначена для борьбы с любыми воздушными целями, обеспечивает их поражение днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, в условиях воздействия естественных и искусственных помех, может поражать цели, маневрирующие с перегрузкой до 9 единиц.
В этой ракете используется активная радиолокационная головка, которая имеет свой собственный передатчик и после захвата цели на траектории не требует ее подсветки радиолокационной станцией комплекса, что позволяет эффективно использовать принцип “пустил-забыл”. В составе ее аппаратуры применены миниатюрные компьютеры, в которых реализуются современные способы обработки информации о цели, а также алгоритмы, позволяющие перестраивать параметры системы наведения и системы стабилизации в процессе полета ракеты и лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям боевого применения.
Ракета РВВ-АЕ скомпонована по нормальной аэродинамической схеме. Крыльевые поверхности малого удлинения, расположенные на центральной части корпуса, и цилиндрический корпус являются основными несущими элементами. В хвостовой части расположены решетчатые рули. Корпус ракеты – цилиндрический, большого удлинения, постоянного по длине диаметра. Носовая часть имеет параболическую форму в плане и тонкий профиль, что позволило минимизировать волновое сопротивление ракеты.
Наиболее интересное техническое решение в компоновке – использование решетчатых рулей. При незначительном увеличении аэродинамического сопротивления и радиолокационной заметности ракеты они обладают рядом важных преимуществ. У них очень малый и стабильный во всем диапазоне условий полета ракеты шарнирный момент, что позволило применить рулевые приводы малой мощности. За счет решетчатой структуры у рулей реализуется бессрывное обтекание и сохраняется эффективность до углов атаки порядка 40 градусов. У них более благоприятные по сравнению с традиционными рулями прочностные и аэроупругие характеристики.
Решетчатые рули, конструкция которых в зенитном варианте ракеты позволяет производить их складывание и автоматическое раскрытие после пуска, а также крылья малого удлинения были применены еще и для того, чтобы обеспечить минимальные транспортные габариты ракеты и ее размещение как внутри фюзеляжа самолета, так и внутри транспортно-пускового контейнера (ТПК).
Ракета оснащена твердотопливным однорежимным двигателем, реализующим энергичный начальный отлет от точки старта. При этом достигается скорость полета, соответствующая числу Маха, равному 3. Боевое снаряжение ракеты включает в себя активный неконтактный лазерный взрыватель и контактный, боевую часть стержневого типа с дополнительными мультикумулятивными элементами. Эти элементы обеспечивают поражение высокоточных малоразмерных целей.
Немного об особенностях старта зенитного варианта РВВ-АЕ. После получения от станции обнаружения цели информации о целеуказании ракета стартует из ТПК, устанавливаемого на пусковой установке наклонно (под углом наклона 27-45 градусов к горизонтальной плоскости) и развернутого по азимуту на необходимый угол в зависимости от положения цели. На самоходной пусковой установке ЗРК “Квадрат” можно разместить шесть таких контейнеров, а на пусковой установке, созданной на базе зенитной пушки ЗАК С-60, – четыре.
После старта ракета управляется и стабилизируется относительно всех трех осей четырьмя дифференциальными аэродинамическими рулями. В системе стабилизации применен цифро-аналоговый автопилот, относящийся к классу систем с переменной структурой. Он адаптируется к условиям автономного полета (на основе оценок высоты и скорости полета ракеты, формируемых в бортовом компьютере). Система стабилизации обеспечивает высокие динамические качества стабилизации, трехканальную устойчивость ракеты и ее аэроупругую устойчивость.
Система управления ракеты имеет в своем составе бесплатформенную инерциальную навигационную систему и активную многофункциональную моноимпульсную доплеровскую радиолокационную головку самонаведения, захватывающую цель после старта ракеты. Поэтому в ракете РВВ-АЕ используется комбинированное наведение на цель. На участке полета до захвата головкой цели осуществляется инерциальное наведение на “математическую” цель по информации о параметрах ее движения, переданной на борт ракеты с пункта управления в полетном задании в единой для ракеты и пункта управления инерциальной системе координат. После захвата цели осуществляется активное самонаведение. Переход на самонаведение осуществляется по сигналу бортового компьютера ракеты, который определяет дистанцию, достаточную для захвата цели головкой.
На всех участках полета ракета наводится в упрежденную точку встречи с целью в соответствии с методом модифицированной пропорциональной навигации, учитывающим все возможные возмущения и инерционность контура стабилизации ракеты. Оценки параметров движения цели, формируемые в бортовом компьютере, используются для адаптации закона наведения к изменяющимся условиям сближения с целью и для управления антенной головки как до, так и после захвата цели. Кроме того, эти оценки и информация с наземного пункта управления о типе цели используются для управления боевым снаряжением (взведения взрывателя вблизи цели, адаптации его чувствительности к размеру цели и согласования действия боевого снаряжения путем изменения временной задержки в цепи подрыва боевой части).
Использование в составе ЗАК типа С-60 пусковых установок с ракетами, созданными на базе РВВ-АЕ, позволяет придать этому зенитному комплексу новые качества, расширить его возможности по отражению массированного налета и размеры зоны поражения, существенно повысить точность и эффективность стрельбы, и особенно по маневрирующим целям. Также упрощается обслуживание ЗАК и сокращается численность персонала.
Применение зенитного варианта ракеты РВВ-АЕ в составе ЗРК типа “Квадрат” позволяет расширить его возможности по типажу поражаемых целей, повысить его эффективность за счет использования ракеты, оснащенной более мощной боевой частью и имеющей лучшую точность наведения. Увеличивается и огневая производительность комплекса за счет реализации принципа “пустил-забыл”.
ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕНИТНОГО ВАРИАНТА РАКЕТЫ РВВ-АЕ И ЕЕ ТПК
Зенитная ракета РВВ-АЕ (Россия)
Разработка ракетного вооружения для советских истребителей четвертого поколения завершилась уже после запуска в серию не только МиГ-29, но и Су-27. К этому времени уже наметились основные черты технического облика истребителей пятого поколения и, что не менее важно, в США началась практическая реализация программы создания для них первой ракеты средней дальности с активной радиолокационной ГСН – AMRAAM (AIM-120A).
Конструктивное совершенство Р-27 с реализацией схемы “утка” без применения элеронов было достигнуто использованием рулей большего размаха. В результате затруднялось размещение значительного боекомплекта ракет на внутренней подвеске, более предпочтительной для снижения радиолокационной заметности носителя и рассматривавшейся в качестве основной для самолетов пятого поколения. AMRAAM оказалась компактней и вдвое легче Р-27Э. Масса новой американской ракеты была на треть меньше “Сперроу”.
Поэтому с начала восьмидесятых годов в Советском Союзе было развернуто проектирование ракеты средней дальности массой не более 160-165 кг, оснащенной активной радиолокационной ГСН. Ракета должна была сопрягаться с новыми РЛС, разрабатывавшимися для Су-27М и МиГ-29М. Советская ракета, впоследствии представлявшаяся на многочисленных выставках как РВВ-АЕ, внешне отличалась от AMRAAM, в основном решетчатыми рулями, впервые примененными на ракете “воздух-воздух”.
Опытно-конструкторская разработка ракеты велась объединенным коллективом конструкторов “Вымпела” и “Молнии” во главе с Г.А. Соколовским под непосредственным руководством В.А. Пустовойтова. Завершена работа под руководством В.Г. Богацкого, в настоящее время – главного конструктора.
Взамен традиционных для отечественных ракет треугольных крыльев приняли трапециевидные крылья малого удлинения – “пилонов”, по типу ранее применявшихся на американских корабельных зенитных ракетах, начиная с “Тартар”. Уникальной для ракет “воздух-воздух” особенностью РВВ-АЕ являлись раскрываемые решетчатые аэродинамические рули. В сложенном положении они не выступают за поперечные габариты ракеты, определяемые размахом крыла. Наряду с малым весом и относительно небольшой длиной это обеспечивает возможность размещения большого числа ракет в внутри фюзеляжном отсеке вооружения перспективного истребителя. Кроме того, за счет малой хорды такого руля шарнирный момент мал и слабо зависит от скорости и высоты полета, а также от угла атаки. Потребный момент не превышает 1,5 кГм, что позволило применить для отклонения рулей малогабаритные и легкие электрические рулевые приводы. Рули сохраняют эффективность на углах атаки до 40╕, обладают большой жесткостью, что положительно сказывается на параметрах процесса управления. Разумеется, как и всякому другому техническому решению, использованию решетчатых аэродинамических рулей свойственны и недостатки – несколько большее аэродинамическое сопротивление и увеличенная эффективная поверхность рассеяния, что, впрочем, в какой-то мере компенсируется сложенным положением рулей, способствующим размещению ракет на носителе при внутрифю-зеляжной и контейнерной подвеске.
На ракете применена комбинированная система управления, обеспечивающая инерциальное наведение с радиокоррекцией на основном участке полета и, впервые в советских ракетах “воздух – воздух”, активное радиолокационное самонаведение на конечном участке сближения с целью.
Опытные образцы ГСН разрабатывались в НПО “Исток” коллективом во главе с С,И. Ребровым и в МННИИ “Агат”, под руководством И.Г. Акопяна. В состав ГСН входит моноимпульсный пеленгатор и ЭВМ. Для повышения помехозащищенности и обеспечения высокой точности наведения реализована пространственно-временная обработка сигнала, калмановская фильтрация, непрерывное решение кинематических уравнений с возможностью поддержания процесса наведения при временных срывах автосопровождения цели. Возможна работа в пассивном режиме по источнику помех. Наряду с основным вариантом наведения могут реализоваться специальные навесные траектории полета. Обеспечивается поражение вертолетов и крылатых ракет, а также ракет “воздух-воздух” и “воздух-поверхность”.
Так как разработка ракеты обеспечивалась только при жестком соблюдении весовой дисциплины и безусловной вписываемости узлов, систем и агрегатов в заданные габариты, пришлось пойти на беспрецедентное организационное решение. Так называемый “директивный” чертеж ракеты был не только согласован основными соисполнителями работ, но и утвержден лично министром авиапромышленности.
Конструктивно ракета состоит из пяти отсеков, связанных пакетами клиновых прижимов. Первый отсек образует ГСН, во втором последовательно расположены активный лазерный взрыватель с параметрами, адаптивно перестраиваемыми по отношению к размерам цели, контактные датчики, автопилот. Третий отсек представляет собой стержневую боевую часть, внутри которой в передней части установлен предохранительно-исполнительный механизм. При подрыве боевой части образуется сплошное кольцо стержней с микрокумулятивными элементами. Радиус поражения равен 7 м. Четвертый отсек образован однорежимным РДТТ. В хвостовом отсеке вокруг удлиненного сопла перед блоком рулевых машин размещается тепловая электрическая батарея.
Ракета поставляется в полностью собранном состоянии. Пуск ракет обеспечивается с рельсовых АПУ-170 и катапультных АКУ-170. Начиная с мая 1984 г. ракета проходила летные испытания в составе вооружения самолета МиГ-29 ╕ 919. В 1984 г. новую ракету запустили в серийное производство. Государственные
испытания завершились в 1991 г., а 23 февраля 1994 г. ракету официально приняли на вооружение.
В девяностые годы ракета неоднократно демонстрировалась на международных выставках. Зарубежные специалисты обозначили ракету условным индексом АА-12. Несколько уступая AMRAAM по массо-габаритным характеристикам, РВВ-АЕ превосходит ее по дальности и вероятности поражения.
Заявлены и усовершенствованные варианты ракеты. В одном из них увеличена дальность захвата и повышена помехозащищенность ГСН, увеличена вероятность поражения цели на сверхмалых высотах, обеспечивается управляемость на углах атаки до 40″.
Более существенные отличия от штатного варианта предусмотрены на ракете РВВ-АЕ-ПД с комбинированным ракетно-прямоточным двигателем, применение которого призвано существенно увеличить дальность на малых высотах за счет многократного повышения удельного импульса по сравнению с обычным твердотопливным двигателем. При этом удлиненные воздухозаборники прямоугольного сечения выполняют роль крыльев размахом 0,39 м. Размах рулей увеличен до 0,82 м. Стартовая масса ракеты возросла до 225 кг, длина до 3,7 м.
На базе твердотопливной ракеты класса “воздух-воздух” РВВ-АЕ спроектирована зенитная ракета, отличающаяся от прототипа увеличенным диаметром РДТТ.
