 |
| Спецназ России | Владимир Мейлицев | 05.12.2005 |
В предыдущих статьях мы достаточно подробно вспомнили состояние дел в области стратегических наступательных вооружений на первую половину 1970-х годов — то есть тот уровень, который был ими достигнут (или достижим в ближайшем будущем) к моменту подписания пакета договоров, получившего название ОСВ-1.
В части же оборонительных стратегических систем есть одна недоработка: рассказ об американской противоракетной системе «Сэйфгард» «не уравновешен» данными об аналогичных мероприятиях Советского Союза.
Вот этот недостаток мы и постараемся сейчас устранить.
Анти-фау
Получив материалы по немецкому ракетному оружию, командование Военно-воздушных сил почти сразу озаботилось вопросом возможности создания средств борьбы с баллистическими ракетами с дальностью в несколько сотен километров. Уже в 1945 году был запущен секретный проект «Анти-Фау», включавший работы по двум направлениям.
Первое направление подразумевало проработку облика системы противоракетной обороны в целом. При Военно-воздушной инженерной академии имени Жуковского было создано Научно-исследовательское бюро спецтехники — НИБС — во главе с Георгием Мироновичем Можаровским. В конце года НИБС приступило к исследованиям по теме «Ракета против ракеты при радиолокационном обеспечении». Первые выводы были получены довольно быстро, и состояли они в том, что оборона возможна, но потребует большого числа специальных радиолокационных и огневых средств.
Первоначальный проект группы Можаровского решал задачу противодействия баллистическим ракетам с характеристиками Фау-2: дальностью примерно 300 км и неотделяемой головной частью (это определяет, с одной стороны, скорость цели в порядка 1,5 км/с, с другой — относительно большие габариты объекта обнаружения, каковым является вся ракета, а не отделившаяся от нее маленькая головная часть). Такие исходные данные позволяли рассчитывать на построение некоей зенитной системы типа противосамолетной, но с учетом значительно бoльших скоростей целей и специфической траектории их полета.
Однако в 1948 году Можаровский узнал о королёвских ракетах Р-2 (дальность 600 км) и Р-3 (предполагалась к разработке, дальность 3000 км). И эти ракеты имели уже отделяемые головные части (ГЧ), которые и надо было сбивать. То есть скорость целей оказалась значительно больше, а отражающая поверхность — во много раз меньше. И проект был принципиально переработан: речь стала уже идти не о системе оружия в общем понимании, а о системе противоракетной обороны отдельного ограниченного района.
В 1949 году структурная схема системы Можаровского была представлена для защиты на комиссии НИИ-4 Вооруженных Сил СССР.
При построении схемы предполагалось, что должна быть решена задача защиты некоторой зоны от налета 20 баллистических ракет дальнего (по представлениям того времени) действия. По составу система не сильно отличалась от того, что придумали во второй половине 1940-х годов англичане с американцами: локаторы обнаружения цели, локаторы точного пеленга, счетно-решающие устройства, «торпеды-истребители», командный пункт, линии связи. А вот количественные результаты получились озадачивающие… Но об этом чуть ниже.
Разработчики баллистических ракет не отказывали Можаровскому в сотрудничестве — в той мере, в которой это было допустимо. Поэтому ему удалось достаточно конкретно проработать основные характеристики технических средств своей системы.
Группа станций обнаружения просматривает пространство на дальность 1000 км по секторам, вместе обеспечивая круговой обзор. Координаты цели передаются на командный пункт, а оттуда — на нужную группу станций точного пеленга. Каждая из них, в своей зоне ответственности, по полученным данным «ведет» цель, начиная с дальности 700 км. На расстоянии 350 км станция точного пеленга переводится оператором на автосопровождение, при котором станция автоматически следит за одной целью и непрерывно вырабатывает ее координаты; кроме того, в ее функции входит наведение одной или нескольких «торпед-истребителей» на отслеживаемую цель. Счетно-решающий прибор этого сектора обороны по получаемым от РЛС точного пеленга координатам определяет углы наведения пусковой установки и момент старта «истребителя».
До этого момента всё традиционно, похоже и на англосаксонский проект 1940-х, и на американский «Сейфгард» 1970-х. Здесь авторы верно определили базовые решения, на которых потом в течение десятилетий строились противоракетные системы, да и наземные и корабельные противосамолетные ракетные комплексы средней и большой дальности. А вот дальше они, как нам теперь (задним числом) ясно, «не угадали».
Дальше у Можаровского и его коллег «торпеда» летела по программе в расчетную точку встречи с целью, разумеется, с упреждением. Непосредственно же к цели ее должна была привести система самонаведения. На расстоянии 1,5 — 2 км от цели активируется радиолокационный взрыватель, и на дистанции от 75 до 400 м вырабатывается команда подрыва боевой части (БЧ) «торпеды». Поражающие элементы вызывают детонацию боевого заряда перехватываемой ракеты, чем и достигается ее уничтожение.
Вот это и вызывает сомнения. Вплоть до сегодняшних дней, когда в США начались испытания их «кинетического перехватчика», создаваемого по программе НПРО имени президентов Клинтона и Буша-младшего, ни в одном проекте системы для борьбы с дальними баллистическими ракетами не удалось использовать антиракету с головкой самонаведения (ГСН). Даже первые пошедшие в серию «обычные» ЗРК использовали тот или иной способ наведения с земли.
Хотя попытки, конечно, были. Еще первопроходцы боевого ракетостроения — конечно, немцы — предусматривали использование ГСН в зенитной управляемой ракете (ЗУР) «Шметтерлинг». Но в конце концов успешные пуски этих ЗУР, так же, как и «Вассерфалей», были проведены с радиокомандной системой наведения. Работающие, серийные тепловые и радиолокационные головки самонаведения на противовоздушных ракетах появились только в 1950-х годах, и только на ракетах «воздух-воздух», для которых характерны были расстояния до цели в момент пуска в единицы километров. Не забудем также о скорости самолета, раз в десять меньшей, чем скорость мишени, поражаемой антиракетой.
Наведение как проблема
Мне объяснили, что сигнал, будь то инфракрасное излучение или отраженный радиолуч, мало принять. На самом деле просто принять, «почувствовать» приемным устройством головки — это вообще почти ничего. Ведь в конечном итоге надо получить отклонение рулей ракеты — в нужную сторону, на нужный угол, с нужной скоростью. Для этого сначала нужно обработать принятый в ГСН сигнал, на который накладываются и естественные помехи окружающей среды, и помехи от собственной аппаратуры — начиная от малопредсказуемой тепловой деформации обтекателя ГСН и кончая собственными шумами электронных схем. И много чего еще, чего я не знаю; а о преднамеренных помехах мы здесь даже не говорим.
Итак, самонаведение. Мы планомерно поворачиваем антенну, часто-часто посылая в пространство пакеты высокочастотных радиоволн (давайте возьмем в качестве примера радиолокационную ГСН с механическим сканированием). Волны уходят в бесконечность, пока луч не попадет на цель. Тогда он от нее отразится, и какая-то, очень малая, часть посланной энергии вернется обратно, на приемник ГСН. Что мы узнали? Что цель находится в том направлении, куда смотрела антенна в момент излучения последнего пакета импульсов.
Теперь у нас есть данные о цели: направление на нее и дальность. (Эти два параметра получаются у радиолокационной либо лазерной ГСН. Инфракрасная, пассивная радиолокационная, тепловизионная и некоторые другие головки дальности не дают; но для нас сейчас это неважно). В любом случае, мы знаем, куда нам надо лететь. А куда мы летим в данную миллисекунду? Туда, куда летели миллисекунду назад, а значит, как правило, чуть-чуть не туда — положения, когда цель у нас прямо по курсу, в реальном полете крайне редки и непродолжительны. Надо доворачивать, то есть шевелить рулями. Это — задача управления, устройство, которое ее выполняет, называется автопилотом. Получая данные о цели извне, в нашем случае от ГСН, и «зная» собственное угловое положение и скорость, автопилот решает, какие рули и на сколько градусов нужно повернуть, чтобы ракета направилась на цель.
Есть еще контур стабилизации, который следит, чтобы рули не только отрабатывали управляющие сигналы, но и парировали кратковременные внешние возмущения; и контур обратной связи по рулям — его задача управлять скоростью их отклонения таким образом, чтобы ракета, начав поворачивать, не «промахнула» нужный угол… Это тоже функции автопилота.
Описанный способ наведения, когда ракета всегда стремится «смотреть носом» прямо на объект атаки, является самым простым, но по скоростным целям теперь не применяется, так как дает большие промахи. Дело в том, что по мере сближения углы между направлением движения ракеты и направлением на цель (линией визирования) растут, и на малых расстояниях наступает момент, когда ракете нужно поворачивать слишком круто, так, как она уже не может из соображений прочности: чем круче поворот, тем больше перегрузки. Эффективность рулей рассчитывается таким образом, чтобы они даже в крайних своих положениях не смогли создать перегрузку, которая разрушит ракету. Поэтому возможности маневра ограничены, и ракета пролетает более или менее мимо цели. Можно, конечно, наращивать количество взрывчатки в боевой части, увеличивая тем самым вес и размеры ракеты…
Но лучше применить более совершенный метод наведения; например, с использованием точки упреждения. А это добавляет задач системе управления. Ведь теперь она должна знать не просто направление на цель. Теперь надо иметь прогнозную траекторию цели — текущая упрежденная точка прицеливания находится где-то на ней. А чтобы сделать прогноз, надо рассчитать предыдущую траекторию за некоторый интервал времени.
Это уже задача навигации. В рамках этой же задачи, зная свое положение и прогноз движения цели, система управления должна теперь сформировать оптимальную траекторию сближения; это, кстати, тоже целая отдельная наука. Учтем, что все исходные параметры всё время меняются — летим и мы, и цель — и эту траекторию надо постоянно корректировать.
Вернемся к ГСН. Здесь очень важным фактором является площадь отражающей поверхности цели, другими словами, ее размеры и форма. Упрощенно, чем меньше цель, тем мощнее должен быть излучатель и тем чувствительнее приемник. Чувствительность же приемника, точнее, его сенсорного устройства (будь то антенна РСЛ или приемная матрица тепловой головки с ее оптикой), в немалой степени зависит от его размеров.
Активные радиолокационные ГСН, то есть такие, которые имеют в своем составе и излучатель, и приемник, появились на противосамолетных ракетах только в 60-х годах. Значит, о мощном бортовом излучателе здесь говорить не будем. Но и приемники с нужными характеристиками в 40-е годы на ракетах ПВО еще не помещались. И всё же главное, пожалуй, не в этом.
Элементной базой системы управления в те годы могли быть радиолампы, реле и электромагнитные усилители. Это всё довольно габаритные устройства, а последние еще и тяжелые. Невозможно было поставить их на ракету разумной величины в таких количествах, чтобы из них получилась система управления со сколько-нибудь сложным алгоритмом функционирования.
Вот об этом-то и говорил мне тогда специалист-зенитчик. На ракете (это был конец 1960-х годов) нельзя разместить достаточно мощную систему обработки сигналов ГСН и плюс к ней систему управления, способную выполнить сложный алгоритм точного наведения на скоростную и, возможно, маневрирующую цель. Тем более в условиях помех, неточного предварительного целеуказания, возможных сбоев и «ухода» параметров аппаратуры. На ракете для размещения всего ее комплекса управления хорошо если есть один кубометр объема. А на земле, на пункте наведения, можно поставить хоть двадцать шкафов электроники, можно хоть несколько комнат занять. И получить в результате то, что требуется.
А создать и отработать надежную, помехо- и сбоеустойчивую линию связи «земля-борт» — что ж, это нормальная научно-инженерная задача, и она решается.
Резюмируя, скажем: реализовать на борту зенитной ракеты весь необходимый набор функций хотя бы с минимально приемлемым качеством при работе по малоразмерной гиперзвуковой цели в 40-е годы не представлялось возможным.
Приведу иллюстрацию того, что было достижимо на том уровне развития техники.
В 1953 году на вооружение авиации ВМФ была принята противокорабельная ракета КС-1, известная также под названием «Комета». К мишени она сначала летела внутри луча локатора самолета-носителя, а при приближении ее собственный локатор захватывал отраженный от цели сигнал той же самолетной РЛС, и далее уже по нему наводил ракету. Это называется полуактивным самонаведением — когда ГСН захватывает не собственное излучение цели, а отраженное, но источником «зондирующего» луча является не сама эта ГСН, а что-то постороннее.
Раз «Комету» приняли на вооружение, значит, она в испытательных и учебно-боевых пусках довольно часто поражала свои мишени. Но что это были за мишени? Это были корабли, то есть сотни квадратных метров отражающей поверхности, да какой! — с разными мостиками, вьюшками, бортиками, всякой мелочью на палубе и мачтах… исключительно благоприятные сооружения в смысле отражения радиоволн. И двигались они со скоростью от силы 15 — 17 м/с.
А ракета КС-1? То был самолет-снаряд весом до 2550 кг, он был сильно похож на МиГ-15, настолько похож, что в процессе испытаний на нем было выполнено до 150 пилотируемых (!) полетов, первый из которых совершил великолепный и героический Амет-Хан Султан. И наведение по малоскоростной цели можно было осуществлять по простейшему методу.
Во всём мире тогда было что-то такого же уровня. Так что сбить баллистическую боеголовку самонаводящейся ракетой ни в 1940-е, ни в 1960-е, по всей вероятности, не мог никто.
Первые пробы
Еще одно, как может теперь представиться, слабое место в проекте системы Можаровского — это то, что она должна была уничтожать нападающие ракеты, вызывая детонацию их боевых частей. «Из сегодня» нам ясно, что до конца ХХ века, до появления технических средств, обеспечивших возможность «точечных» ударов на расстояниях в тысячи километров, никто не стал бы ставить на дорогущую баллистическую ракету обычную 1000-кг фугасную бомбу. А уничтожать вражескую ракету ценой подрыва ее многомегатонной БЧ на высоте 15 — 20 км над своей территорией, мягко говоря, непредусмотрительно.
Как-то само собой разумеется, что всю вторую половину ХХ века речь шла о ракетно-ядерном оружии — и только в таком сочетании.
Но ведь это не так. Во-первых, немцы, посчитав стоимость бомбардировщиков и Фау, пришли к выводу о том, что Фау с обычной взрывчаткой экономически эффективны. Во-вторых, и это особенно важно, в конце 1940-х вряд ли могли иметь широкое распространение предположения, что атомная бомба вот-вот будет установлена на ракете.
Первые атомные бомбы были очень тяжелыми устройствами. Вспомним, что первая американская боевая ракета «Редстоун» с ядерной головной частью была принята на вооружение только в середине 1950-х годов. Это была, по современным представлениям, очень громоздкая машина для своей дальности (640 км) — она имела длину более 21 м и весила 27 т. Причиной этого было не столько несовершенство самой ракеты, сколько очень большой вес первых конструкций ядерных взрывных устройств. Можно еще вспомнить, что первая в мире МБР, королёвская Р-7, имела массу аж 283 т и в первой модификации, с дальностью полета 8000 км, не полностью обеспечивала «накрытие» всей территории США. Потому что ее боевая часть весила 5,4 тонны! Но и это было уже в 1960 году.
Так что нет причин упрекать Можаровского в легкомыслии — его разработка основывалась на тех исходных посылках, которыми он только и мог располагать в 1946−49 годах.
Что же получилось в результате?
Для решения задачи (отражение удара 20 баллистических ракет) в составе зональной обороны необходимо иметь: 17 радиолокационных станций обнаружения и слежения в дальней зоне (от 1000 до 520 км); 16 РЛС с такой же задачей, но для ближней зоны; плюс резерв, и всего 38 станций обнаружения для одного района ПРО.
Далее — станции точного пеленга. Поскольку ракета и отделившаяся от нее головная часть представляют собой уже две цели, и сбивать надо обе (о том, чтобы радар тех лет смог отличить одно от другого, не могло быть и речи), количество станций точного пеленга должно равняться 40. Еще 4 в резерве — работать-то надо круглосуточно, год за годом!
Итого 82 радиолокационные станции для защиты одного района от 20 ракет — причем исходя из предположения, что каждая «торпеда-истребитель» собьет свою цель, а надежность оборудования будет такова, что хватит 9 станций резерва на 73 работающих.
Отчет группы Можаровского получил положительную оценку на заседании Научно-технического совета Академии артиллерийских наук. Это не означало, что проработанную группой систему признали пригодной для практического воплощения. Но принципиальная возможность создания системы противоракетной обороны была доказательно продемонстрирована. Кроме того, в процессе работы были получены результаты, имеющие долговременное значение: были выявлены важнейшие радиолокационные характеристики баллистических ракет, выработаны требования к фундаментальному параметру будущих систем ПРО — распределению времени отдельных операций в цикле перехвата.
В 1953 году, в связи с упразднением Академии артиллерийских наук, НИБС было расформировано. Дальнейшие работы по противоракетной обороне велись другими организациями.
Теперь немного о втором направлении работ по проекту «Анти-Фау». Одновременно с созданием НИБС Можаровского Кунцевский НИИ-20 Наркомата вооружений получил задание на разработку РЛС «Плутон» с дальностью обнаружения от 500 до 2000 км. О степени сложности такого задания можно судить по тому, что как раз перед его получением коллектив НИИ-20 с большими трудностями отработал и запустил в серийное производство зенитную РЛС СОН-2 — с дальностью 40 км! Но эскизный проект «Плутона» был выполнен.
Станция должна была состоять из двух стационарных импульсных локаторов: одного, в метровом диапазоне волн, для поиска и обнаружения, и второго, сантиметрового — для точной локации целей. Это должна была быть поворотная конструкция из 4 параболических антенн диаметром 12 — 15 м на башне высотой 30 м.
Однако выяснилось, что промышленность не в силах «поднять» такую систему, и в конце 1946 года работы НИИ-20 были приостановлены. Но, как оказалось, не насовсем.
В феврале 1948 года вышло Постановление Совета Министров, которым на НИИ-88 возлагалась роль головного исполнителя по теме И-32: проработки параметров системы борьбы с ракетами дальнего действия и дальними бомбардировщиками. Его специалистам, кроме общего ведения темы, было поручено создание противоракеты. НИИ-20 с материалом по «Плутону» стал соисполнителем в части радиолокационных средств; другой соисполнитель, НИИ-885, разрабатывал систему управления для антиракеты (АР), обозначавшейся тоже как И-32.
Система управления антиракетой И-32 (ведущий — Юрий Сергеевич Хлебцевич) получалась не совсем такой, как «торпеды-истребители» Можаровского. Второй этап перехвата выполнялся тоже по принципу самонаведения, а вот до этого ракета летела не по заложенной до старта программе, а по радиокомандам наведения с земли. Кроме того, у нее предусматривалась управляемая боевая часть.
В апреле 1949 года материалы по проекту «Плутон» были рассмотрены на заседании одного из спецкомитетов при Совмине СССР, и резолюция гласила: дальнее обнаружение ракет и самолетов реально. Была констатирована перспективность данного направления и в общем виде сформулированы дальнейшие задачи.
Но в конце 1949 года Сталин решил сосредоточить силы на системе противовоздушной обороны Москвы «Беркут». Это привело к тому, что работы по ПРО были отложены «на неопределенный срок».
Оправданная смелость
Кроме КБ-1, распоряжением Совета Министров к работам была подключена Радиотехническая лаборатория Академии наук СССР — РАЛАН, которой руководил Александр Львович Минц, в будущем академик АН СССР. Этим двум организациям было предложено подготовить конкретные предложения по «разработке методов борьбы с ракетами дальнего действия» — так обозначалась проблема в упомянутом распоряжении Совмина.
Таким образом «на одно поле» были помещены две мощные организации — КБ-1 (ныне «ЦКБ «Алмаз» им. Расплетина) и РАЛАН (ныне Радиотехнический институт им. Минца). В первые годы, пока задача противодействия ракетному нападению понималась только как необходимость сбить атакующие боеголовки на заданном расстоянии от защищаемого района, их деятельность носила заметный оттенок соперничества. Но «поле» оказалось значительно шире, и впоследствии эти организации и их наследники стали головными разработчиками технических средств для двух разных, оперативно связанных друг с другом, «отраслей» стратегической обороны: системы огневого противодействия баллистическим средствам нападения, то есть собственно ПРО, и системы дальнего обнаружения и раннего предупреждения о ракетном нападении — СПРН.
Первоначальная общая идея Минца состояла в расположении на участке ракетоопасного направления трех станций с антеннами, смотрящими прямо вверх. Станции должны были располагаться на расстоянии 100 км друг за другом, так, чтобы налетающая головная часть последовательно пересекала три узких радиолокационных луча. Представлялось, что по трем засечкам можно достаточно точно построить ее траекторию и рассчитать точку падения. Идею назвали проектом зональной системы ПРО «Барьер», имея в виду после отработки испытательного образца построить такие комплексы по всему периметру страны (никто еще не представлял себе стоимости воплощения таких масштабных замыслов).
В течение 1954 года группа сотрудников РАЛАН провела исследования по основным параметрам будущей РЛС. Выбор длины волны 30 см был основан на анализе потерь энергии излучения и степени искривления луча в атмосфере и ионосфере, но не было надежных данных по самому главному вопросу — по радиолокационным характеристикам головных частей баллистических ракет. Поэтому в 1955 году группа начала экспериментальные исследования. Сначала работали с 12-метровой параболической антенной 10-см диапазона и ее уменьшенной моделью диаметром 1 м, работавшей в 8-мм диапазоне. Затем в районе Аральска развернули опытный образец локатора. Место было выбрано потому, что это был район падения ГЧ ракет Р-5М, запускавшихся с Капустина Яра, так что измерения проводились «в условиях, максимально приближенных к боевым».
В КБ-1, после первого этапа работ по противоракетной тематике, проведенного лабораторией профессора Лившица, это направление деятельности возглавил Георгий Васильевич Кисунько, которого, кроме всех достоинств ученого, отличали мощные организаторские способности. В июле 1955 года он возглавил СКБ-30, созданное в рамках КБ-1 специально для проведения НИР в области ПРО. Ему принадлежит идея метода трех дальностей, реализация которого привела 4 марта 1961 года к успешному натурному перехвату баллистической цели. Он же стал главным конструктором системы А-35 — первого поколения противоракетной обороны Москвы.
Но это было потом. А пока Кисунько, столкнувшийся с той же стартовой проблемой, что и Минц — отсутствием данных о «радиолокационных портретах» будущих объектов поражения — принял решение провести их экспериментальное определение с помощью специально разработанного в 1955 году радиолокатора РЭ — радиолокатор экспериментальный. И одновременно — решение о строительстве полигонной системы ПРО, названной «система «А».
В случае, если бы исследования с помощью РЭ привели к негативному заключению по вопросу возможности перехвата, средства, вложенные в строительство системы «А», — очень большие средства! — оказались бы истраченными напрасно. А время было суровое… В случае же получения на РЭ результатов, пригодных для практического использования, такой параллелизм давал очень весомый выигрыш в сроках создания боевой системы.
Теперь мы знаем, что смелость будущего Главного конструктора себя оправдала.
Локатор РЭ, работавший в 10-см диапазоне (такой диапазон был применен в системе ПВО С-25 и хорошо освоен), был развернут в 1957 году на вновь создаваемом Балхашском полигоне. Его объектами поначалу были ракеты Р-2, запускаемые с временной стартовой площадки, построенной на том же полигоне — с Тюратама они сюда не долетали. И 7 июня 1957 года РЭ впервые «увидел» баллистическую цель. Дальнейшие наблюдения показали, что ГЧ Р-2 имеет эффективную поверхность рассеивания около 2 кв. м, а ее корпус — несколько десятков кв. м. Были получены все необходимые статистические характеристики отраженных сигналов. Стало ясно, что локация баллистических ракет возможна. Можно было идти дальше.
А в 1956 году руководство ВПК и Министерства обороны должно было решить, чей вариант системы ПРО — Минца или Кисунько — принять для практического воплощения.
Метровый локатор Минца, положенный им в основу своего проекта противоракетной системы, был основан на уже проверенных принципах, обещал быть не слишком дорогим и достаточно надежным. Но точность определения координат баллистической цели в 6 — 8 км, которую он обеспечивал, была очевидно недостаточной для перехвата. Проект Кисунько включал радиолокационные средства, необходимые для обеспечения стрельбы антиракетами; в качестве средства дальнего обнаружения с ним должна была использоваться дециметровая станция «Дунай-2», которая разрабатывалась в НИИ-108 под руководством академика Акселя Ивановича Берга. Станция была более сложной и дорогостоящей, чем у Минца, но имела ряд важных преимуществ. А метод трех дальностей давал расчетную точность в единицы метров.
Решение было компромиссным: строить экспериментальную систему ПРО по принципам, предложенным Г. В. Кисунько, и продолжить работы по станциям дальнего обнаружения А.Л. Минца и А.И.Берга.
