Как обмануть ракету: военные технологии на гражданских самолетах

 

Весной, когда пошли первые сообщения о разграбленных складах ливийской армии, появилось предположение, что некоторая часть оружия оттуда пойдет не на борьбу с существующей властью. Тогда же ливийский посол в России Амер аль-Араби Гариб выразил беспокойство в связи с возможностью попадания этого оружия в руки террористов. В начале октября представители ПНС Ливии заявили, что некоторое количество различного оружия действительно пропало. И среди прочего со складов были украдены переносные зенитно-ракетные комплексы. За последние 25-30 лет Ливия купила около 20 тысяч комплектов ПЗРК советского и болгарского производства. Из них приблизительно 14 тысяч были использованы, повреждены или уничтожены, а в руках повстанцев сейчас находится всего около тысячи «труб» с ракетами. Судьба еще пяти тысяч ПЗРК неизвестна – они пропали бесследно. Всего же, по оценкам американских разведчиков и аналитиков, в мире сейчас спрятано и ждет своего часа порядка полутора сотен тысяч незарегистрированных переносных ЗРК почти всех выпускавшихся типов.

Цифра, как минимум, не радостная – пропавшие ракеты могут появиться где угодно и когда угодно. Причем слово «угодно» в данном случае относится к весьма неблагонадежным персонажам. К тому же не стоит забывать, что ПЗРК могут быть применены не только в военных конфликтах, но и против гражданских воздушных судов. В таком случае вряд ли удастся обойтись без жертв – даже оборудованные специальными системами противодействия военные самолеты не всегда могут уйти из-под атаки зенитной ракеты: большая часть сбитых в Афганистане Су-25, к примеру, пошли на счет ракет «Стингер». В журнале Journal of Electronic Defense в свое время даже горько пошутили по этому поводу: «Что такое, длинное, тонкое, горячее, как ад и летает в два раза быстрее звука? Пять секунд на ответ. За правильный полагается самый дорогой приз - жизнь». Что же говорить об аэробусах. Тем не менее, наработки по теме противодействия переносным ЗРК существуют и постоянно совершенствуются.

Почти все современные ПЗРК, за редким исключением, имеют инфракрасную головку самонаведения (ИКГСН). Такой выбор обусловливается сравнительной дешевизной ИКГСН и ее компактностью. К тому же, в отличие от радиолокационной головки, инфракрасная требует меньше электричества и не нуждается в крупных тяжелых батареях. Таким образом, для борьбы с ПЗРК достаточно систем инфракрасного противодействия.

Самый простой их вид – ложные тепловые цели (ЛТЦ), они же тепловые ловушки. ЛТЦ представляют собой небольшие коробки с горючим веществом либо просто шашки из него. В случае опасности летательный аппарат выстреливает их из специальных пусковых установок. Зенитная ракета «видит» ЛТЦ, более горячую, чем выхлоп двигателей самолета/вертолета и перенацеливается на нее. Ловушка после отстрела уходит в сторону от летательного аппарата и, соответственно, уводит от него ракету. Дешево и просто. Но с ЛТЦ со временем научились бороться. Как именно – позже.

Второй вариант борьбы с инфракрасными системами наведения – станции оптико-электронных помех (СОЭП). Они ничего не отстреливают, но работают не менее эффективно. Рабочий элемент СОЭП выглядит следующим образом: на корпусе воздушного судна располагается своеобразный фонарь. Внутри него расположены инфракрасная лампа соответствующей мощности и вращающийся отражатель-прерыватель, почти как в автомобильной мигалке, но с более сложной конфигурацией прорезей. За счет вращения прерывателя излучение лампы в инфракрасном диапазоне «выглядит» для ракеты так же, как и излучение двигателя. Таким образом, ракета «видит» не одно маленькое пятно двигателя, а огромную засветку во все поле зрения. Как результат, ракета теряет цель, уходит в сторону и по прошествии определенного времени самоуничтожается. С такими системами разработчики ракет тоже научились разбираться, но до того они были достаточно эффективными – из 563 «Стингеров», выпущенных по вертолетам Ми-24 в Афганистане, своей цели достигли всего 18. Причем ни одна из этих ракет не поразила вертолет в верхнюю часть, где и стоял излучатель СОЭП «Липа».

В ходе развития ПЗРК были освоены новые материалы для детекторного узла. Благодаря этому удалось сдвинуть рабочую область спектра головок: до этого они работали на длине волны в 1-3 мкм, теперь же стали на 3-5 мкм. Сдвиг рабочей области был сделан не просто так. В средней части ИК-диапазона наблюдается наиболее мощное излучение от двигателей летательных аппаратов. К тому же излучение с длиной волны в 3-5 мкм почти во всех случаях видно во всех ракурсах и менее подвержено затуханию или забиванию помехами. Также новые ИКГСН стали оснащать системами охлаждения (прежде всего жидким азотом), как для общего повышения эффективности работы головки, так и для уменьшения количества тепловых шумов. Все эти меры позволили сделать ракеты всеракурсными, а также увеличить дальность захвата цели. Для ПЗРК, таким образом, максимально возможный рубеж захвата цели составил около 10 километров, а для ракет «воздух-воздух» - еще больше. Правда, эти 10 км для переносных ЗРК все-таки в некотором роде «лабораторная» цифра и для них требуется соответствующее состояние обстановки. Тем не менее, это уже был прорыв в технике.

Для противодействия ЛТЦ новые ПЗРК получили меньшее поле зрения и некоторые электронные «умения». Уменьшение поля зрения ракеты было сделано из следующих соображений: ЛТЦ, хотя и выдает довольно сильный сигнал, быстро отлетает от самолета/вертолета. Соответственно, если уменьшить угол обзора ИКГСН, то при условии захвата цели головкой ложные цели будут гореть уже за пределами поля зрения ИКГСН и не станут ее «смущать». В то же время, головка самонаведения с меньшим углом обзора имеет большие шансы потерять цель при совершении ею активных противоракетных маневров, да и новые ЛТЦ стали загораться быстрее, ближе к самолету. Решением этой проблемы стало введение в ИКГСН еще одного детекторного контура. Причем второй контур работает на излучении с длиной малой волны в 1-2 мкм, а первый по-прежнему использует диапазон 3-5 мкм. Большинство летательных аппаратов имеют более слабый сигнал с короткой длиной волн, соответственно, сравнивая сигналы с обоих детекторов, ИКГСН может определить, что именно она видит – самолет или тепловую ловушку.

Последняя система может также противодействовать и СОЭП, т.к. двигатель летательного аппарата излучает в более широком диапазоне, чем система помех. Разработчики СОЭП, в свою очередь, стали думать над улучшением своей продукции. Первой идеей была установка более мощного излучателя на турели – в таком случае можно было защищать летательный аппарат от ракет, летящих практически с любых направлений. Но разработки в этом направлении встали из-за отсутствия соответствующего излучателя: имеющиеся работали только в одном из требуемых диапазонов, но не в двух сразу. В различных странах были проекты турельных СОЭП с использованием лазера в качестве излучателя, но большая часть этих работ была свернута за сложностью, а то бесперспективность.

Тем не менее, осенью 2011 года успешно завершились испытания российско-испанской системы MANTA (MANpads Threat Avoidance – «Защита от угроз ПЗРК»), разработанной испанской компанией Indra Systemas S.A. и самарским ФГУП «Экран». Главный элемент MANTA – лазерная станция помех ALJS.

Процесс работы системы выглядит следующим образом: датчики типа MWS фиксируют старт зенитной ракеты и передают ее угловых координатах в вычислительный блок. Далее вычислитель совместно с оптико-механическим блоком отслеживает перемещение ракеты и наводит на нее лазер. В нужный момент вычислитель отдает команду на включение лазера, из-за чего происходит засветка ИКГСН ракеты, и последняя больше не может продолжать атаку.

Все действия системы производятся автоматически, экипаж самолета участвует в ее работе только как наблюдатели: при отражении атаки в кабине загорается соответствующая лампа. В состав комплекса MANTA входят две станции ALJS – для прикрытия воздушного судна с двух полусфер.

В концептуальном аспекте MANTA похожа на турельные СОЭП, но на российско-испанской системе вместо крупных и тяжелых турелей используется малоинерционная компактная механика. Во-первых, это уменьшает габариты и вес системы, что немаловажно для малых и средних самолетов, а во-вторых, сокращается время реакции на угрозу и увеличивается вероятность подавления ракеты. В качестве «боевого» элемента MANTA был выбран импульсно-периодический электроразрядный лазер типа HF-DF, способный излучать ИК-сигнал в широком диапазоне, свойственном летательным аппаратам (длина волны 1-5 мкм). Электропитание системы MANTA осуществляется при помощи родных самолетных систем – ей требуется постоянный ток (28В) и трехфазный переменный (115/200В, 400Гц). Температурный режим работы установки обеспечивается отбором теплого воздуха из системы кондиционирования.
В ближайшее время будут начаты работы по сертификации MANTA, т.к. эта система позиционируется разработчиками как средство самообороны для гражданских самолетов. Причем, если MANTA пойдет в серию, то она будет первой СОЭП невоенного назначения.

Напомним, гражданские самолеты, несмотря на явную необходимость средств ИК-противодействия, не комплектовались ими по следующим причинам:
- ЛТЦ небезопасны для наземных построек, зеленых насаждений и т.д. ПЗРК наиболее эффективны в диапазоне высот около 100-600 метров, соответственно недогоревшая тепловая ловушка может упасть на землю и вызвать пожар.

- «классические» СОЭП с лампой и прерывателем имеют недостаточную мощность излучения, к тому же создатели гражданских самолетов обращают на ИК-излучение их творений меньше, чем конструкторы военных. Как результат, ненаправленное излучение лампы СОЭП не может забить излучение двигателей.
Возможно, если MANTA будет ждать успех, появятся аналогичные системы, и большинство гражданских самолетов, как и военные, будут оборудованы аппаратурой для избежания атак ПЗРК. Таким образом, те пять тысяч ракет, пропавшие с ливийских складов и попавшие в нехорошие руки, не смогут натворить бед.