Универсальная по целям крылатая ракета и способы поражения целей - RU2622051C2

Чертежи

Описание

Известны противокорабельная ракета (ПКР), оснащенная головкой самонаведения (ГСН), и способ поражения ею надводного корабля [1], показанный на фиг. 1.

Способ поражения надводного корабля противокорабельной крылатой ракетой (ПКР) (фиг. 1) включает пуск ракеты (1), автономное управление ПКР на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории для сближения с надводным кораблем-целью, поиск и захват надводного корабля (4) ГСН ракеты, наведение ПКР на обнаруженную цель под управлением ГСН (участок самонаведения), выполнение противозенитного маневра (5), попадание ПКР в надводную часть корпуса корабля-цели (6), подрыв боевой части ракеты и поражение надводного корабля [1].

Показателем эффективности поражения одиночного корабля является вероятность его поражения.

Вероятность поражения одиночного надводного корабля одной ПКР

где Р_обн - вероятность обнаружения и захвата корабля-цели ГСН ПКР; Р_сн - вероятность самонаведения ПКР на захваченную цель под управлением ГСН; ω_кр - параметр условного закона поражения цели крылатой ракетой (среднее необходимое число попаданий ПКР в цель для ее поражения); Q_рэп - вероятность несбития ракеты средствами радиоэлектронного подавления (РЭП) надводного корабля; Q_oп - вероятность несбития ракеты средствами огневого противодействия надводного корабля.

Известны противолодочная крылатая ракета 85Р, оснащенная торпедной боевой частью (ТБЧ), при модернизации преобразованная в универсальную крылатую ракету (УКР) 85РУ путем ее оснащения ГСН и фугасной боевой частью (ФБЧ), а также способ поражения надводного корабля УКР 85РУ (фиг. 2) [1], [3]. Способ поражения надводного корабля УКР 85РУ [3] включает: пуск ракеты (1), автономное и телемеханическое управление (ТУ) УКР на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории для сближения с надводным кораблем-целью, поиск и захват цели (4) ГСН ракеты, управление ракетой на участке самонаведения и при выполнении противозенитного маневра (5), попадание УКР с неотделенной ТБЧ в надводную часть корпуса корабля-цели (6), подрыв ФБЧ ракеты и поражение надводного корабля противника.

Способ поражения надводного корабля УКР 85РУ аналогичен рассмотренному выше способу поражения надводного корабля ПКР, вследствие чего его эффективность также определяется формулой (1).

В 1953-1957 гг. в Советском Союзе был разработан первый в мире противокорабельный крылатый снаряд «Щука» (КСЩ), оснащенный отделяемой ФБЧ, с уникальным способом поражения надводной цели [1]. Способ поражения надводного корабля КСЩ показан на фиг. 3.

Он включает: пуск КСЩ (1), автономное управление на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории для сближения с надводным кораблем-целью, поиск и захват цели ГСН (4), управление КСЩ ГСН на участке самонаведения, выполнение противозенитного маневра «горка» (5), отделение ФБЧ от ракеты на дистанции 60 м от корабля-цели (7), приводнение ФБЧ и движение ее к цели по инерции (8), попадание планера КСЩ в надводную часть корпуса корабля-цели (6), попадание ФБЧ в подводную часть корпуса корабля-цели (9). Таким образом, поражение надводного корабля противника осуществляют двумя средствами: подрывом ФБЧ и ее взрывным действием в наиболее уязвимой подводной части корпуса корабля (9) и кинетической энергией массы планера КСЩ при его попадании в надстройку или верхнюю палубу цели (6).

Вероятность поражения надводного корабля одиночным КСЩ можно оценить по следующей формуле [2]:

где ω_ксщ - среднее необходимое число попаданий КСЩ в цель; Р_фбч - вероятность попадания отделяемой ФБЧ в надводный корабль; ω_фбч - среднее необходимое число попаданий ФБЧ в подводную часть корпуса корабля.

В корпусе КСЩ отсутствовала боевая часть, поэтому ω_ксщ - среднее необходимое число попаданий в цель, имело большее значение, чем ω_кр, соответствующее ПКР.

Известен способ поражения надводного корабля УКР с отделяемой ТБЧ [3], который показан на фиг. 4. Он включает: пуск ракеты (1), автономное управление ею на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории для сближения с надводным кораблем-целью, поиск и захват цели ГСН (4), управление ракетой на участке самонаведения и при выполнении противозенитного маневра (5), ввод в торпедную боевую часть полетного задания, сброс универсальной ТБЧ на заданном удалении от захваченного ГСН УКР корабля-цели (10), автономное управление торпедой после ее приводнения на участке сближения с целью в соответствии с полетным заданием, поиск и захват цели системой самонаведения торпеды (ССН) (11), попадание ракеты в надводную часть корпуса корабля противника, подрыв ФБЧ и поражение цели (6), движение торпеды под управлением ССН, сближение с целью на дистанцию срабатывания неконтактного взрывателя, подрыв боевой части и поражение надводного корабля в подводной части его корпуса (12).

Таким образом, поражение надводного корабля противника осуществляют двумя средствами: взрывным действием ФБЧ УКР и кинетической энергией массы планера при попадании ракеты в надстройку или верхнюю палубу цели (6) и подрывом ФБЧ торпеды в наиболее уязвимой подводной части корпуса корабля противника (12).

Вероятность поражения надводного корабля одиночной универсальной крылатой ракетой с отделяемой ТБЧ

Здесь Р_снт - вероятность захвата цели и самонаведения на нее торпеды; ω_т - среднее необходимое число попаданий ТБЧ в надводный корабль для его поражения; Q_гпд - вероятность несбития торпеды средствами гидроакустического подавления (ГПД) надводного корабля.

Сопоставление формул (1), (2) и (3) позволяет сравнить эффективность поражения надводного корабля единичным средством поражения: ПКР, КСЩ и УКР с ТБЧ, что видно из следующих выражений:

В качестве примера для расчетов могут быть приняты следующие фиксированные исходные данные:

Тогда выражения (4) примут вид:

Выражения (6) показывают, что наиболее эффективным способом поражения надводного корабля одиночной ракетой является способ, включающий использование в одной ракете двух средств поражения, начинающих действовать независимо друг от друга до входа их в зону самообороны цели, и оснащенных системами самонаведения и ФБЧ. В данной ситуации предпочтение следует отдавать УКР с ТБЧ.

В то же время основным предназначением универсальной крылатой ракеты с ТБЧ, рассмотренной выше, является поражение подводной лодки противника [1]. Способ поражения подводной лодки УКР с ТБЧ показан на фиг. 5 и включает: обнаружение подводной лодки гидроакустическим комплексом корабля (11), пуск ракеты (1), автономное управление ракетой на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории для сближения с подводной лодкой противника, маневр для сброса ТБЧ, сброс ТБЧ в расчетной точке (10), парашютирование торпеды, приводнение, поиск цели и захват ее системой самонаведения торпеды (14), сближение торпеды с целью под управлением ССН на дистанцию срабатывания ее неконтактного взрывателя, подрыв боевой части торпеды и поражение подводной лодки (15), увод планера ракеты на заданную дальность, выдачу команды на ее самоликвидацию (16) и затопление на дистанции, исключающей помехи работе ССН торпеды (17) [1], [3].

Известна другая противолодочная крылатая ракета, оснащенная магнитометром, и способ ее применения [4], показанный на фиг. 6. Способ поражения подводной лодки этой ракетой включает: срабатывание источника наблюдения за подводной средой (18) об обнаружении подводной лодки противника, выдачу информации на корабль-носитель противолодочной ракеты (19), пуск ракеты (1), автономное управление ракетой на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории для сближения с подводной лодкой противника, обнаружение подводной лодки магнитометрическими средствами ракеты (20), маневр ракеты для сброса ТБЧ, сброс ТБЧ в расчетной точке (10), парашютирование торпеды, ее приводнение, поиск цели и захват ее системой самонаведения торпеды (14), сближение торпеды с целью под управлением ССН на дистанцию срабатывания ее неконтактного взрывателя, подрыв боевой части торпеды и поражение подводной лодки (15), увод планера ракеты на заданную дальность, выдачу команды на ее самоликвидацию (16) и затопление на дистанции, исключающей помехи работе ССН торпеды (17) [3], [4].

Известен способ поражения морской цели (подводной и при необходимости надводной) крылатой ракетой с торпедной боевой частью, заключающийся в атаке подводной лодки противника, маскирующейся в акустическом поле надводного корабля (судна) [5]. Способ показан на фиг. 7 и включает: получение информации о подводной лодке противника, маскирующейся в акустическом поле надводного корабля (судна), координаты которого известны, пуск ракеты (1), автономное и/или телемеханическое управление (ТУ) ракетой на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории, поиск и захват надводного корабля (судна) головкой самонаведения ракеты (4), наведение ракеты на корабль (судно) под управлением ГСН, ввод данных о цели в систему управления торпеды, выполнение ракетой маневра кабрирования и сброс торпеды в расчетной точке (10), приводнение торпеды, поиск подводной лодки противника, захват ее системой самонаведения торпеды (14), самонаведение торпеды на подводную лодку, сближение с ней на дальность срабатывания неконтактного взрывателя, подрыв боевой части и поражение цели (15), выполнение ракетой противозенитного маневра (5), выработку команды на поражение надводного корабля (судна) и его поражение (6), если корабль (судно) является противником, или на ликвидацию ракеты и увод ее в сторону от корабля (судна) (16), если он(оно) не является враждебным, и затопление на дистанции, исключающей помехи работе ССН торпеды (17) [5].

Из вышеизложенного следует, что создание универсальной крылатой ракеты, несущей торпедную боевую часть и способной поражать как надводную, так и подводную цели, является актуальной задачей. При этом вероятность поражения надводной цели повышается, так как ее поражение осуществляется ракетой и торпедой независимо друг от друга после их разделения на границе эффективной дальности действия зенитно-огневых средств самообороны корабля противника, что подтверждается указанными выше формулами (4) и (6).

Указанные обстоятельства позволяют сформулировать цели изобретения, которыми являются разработка универсальной по целям ракеты и способов поражения целей.

По соотношению «эффективность - стоимость» специализированная противолодочная крылатая ракета имеет перед УКР преимущество, обусловленное ее меньшей стоимостью. В то же время УКР имеет преимущество перед ПКР в возможностях решения огневых задач по поражению сил противника: она позволяет носителю решать две задачи - противолодочную и противокорабельную. Поэтому создание универсальной по целям крылатой ракеты с отделяющейся ТБЧ, способной поражать подводные и надводные цели, подтверждает актуальность поставленной цели.

Указанная цель достигается благодаря тому, что система управления универсальной по целям ракеты включает координатор цели, размещаемый на ракете и реагирующий на физические поля надводного корабля, а также координатор цели, реагирующий на физические поля надводного корабля и подводной лодки, размещаемый на торпеде и служащий для управления ее траекторией в ходе самостоятельной атаки цели.

Так как современные надводные корабли и подводные лодки оснащены средствами радиоэлектронного подавления (РЭП), способными эффективно воздействовать на системы управления средств поражения противника, наличие в БСУ ракеты (торпеды) дополнительного источника информации, позволяющего распознавать цель на фоне выставляемых ею помех, не является лишним. Таким источником информации могут быть устройства, реагирующие на другие физические поля цели, например на магнитное поле, то есть магнитометрические устройства.

Универсальная по целям крылатая ракета (УЦКР) представляет собой корпус с несущим крылом и органами управления, образующие планер, оснащенный двигательной установкой с реактивным двигателем. Внутри корпуса ракеты установлены:

- фугасная или фугасно-кумулятивная боевая часть;

- торпедная боевая часть (ТБЧ), размещаемая внутри корпуса или подвешенная к нему, в качестве которой используют малогабаритную торпеду (МГТ), которую оснащают системой торможения и стабилизации для обеспечения требуемых параметров ее приводнения, а также фугасной или фугасно-кумулятивной боевой частью;

- бортовой источник питания;

- БСУ, обеспечивающая автономное и дистанционное (телемеханическое) управление ракетой с носителя (пункта управления);

- в состав БСУ ракеты входят радиолокационная и (или) тепловая головка самонаведения (ГСН), предназначенная для обнаружения контрастных надводных целей противника и наведения на них ракеты;

- в состав БСУ МГТ включается акустическая неконтактная система обнаружения (НСО) подводных и надводных целей и система самонаведения (ССН) для наведения на них торпеды.

В отличие от существующих аналогов в контур управления ракетой включают магнитометр, установленный в МГТ и входящий в состав ее БСУ, который предназначен для поиска подводной лодки при полете ракеты на маршевом участке, а также в качестве дополнительного источника информации о цели при атаке МГТ подводной лодки или надводного корабля в случае применения ими средств гидроакустического подавления (ГПД).

В БСУ ракеты осуществляется управление траекторией на протяжении всего полета вплоть до прорыва зоны самообороны корабля противника и попадания ракеты в уязвимую часть его корпуса. Кроме того в БСУ ракеты рассчитывают точку приводнения МГТ для торпедной атаки обнаруженного корабля противника и передают эту информацию в БСУ МГТ для выработки в ней программы движения торпеды в ходе атаки надводной цели. При атаке подводной лодки противника в БСУ ракеты рассчитывают точку приводнения МГТ при автономном или телемеханическом управлении, а также после обнаружения подводной лодки магнитометром торпеды и передают эту информацию в БСУ МГТ для выработки в ней программы движения торпеды к цели. При необходимости в БСУ ракеты управляют уводом ракеты и ее самоликвидацией на дистанции, исключающей создание помех ССН МГТ.

Другим отличием такой ракеты является то, что ее оснащают двумя или более торпедными боевыми частями, которые располагают в корпусе планера и/или подвешивают к нему.

Такая ракета способна поражать две и более цели (подводных и/или надводных), в зависимости от числа МГТ, установленных на ракету. Причем отражение кораблем угроз одновременно в воздушной и в подводной сферах приводит к снижению эффективности его противодействия средствам поражения в обеих сферах.

Способ поражения подводной лодки универсальной по целям крылатой ракетой включает (фиг. 8):

- обнаружение подводной лодки противника средствами обнаружения носителя ракеты (гидроакустической станцией (11) или другим средством наблюдения), а также получение информации от других источников (19) (берегового поста, позиционных средств (18) или летательного аппарата);

- предстартовую подготовку и проверку БСУ ракеты и ее торпедной боевой части;

- ввод в БСУ ракеты полетного задания;

- пуск ракеты из пусковой установки (1);

- автономное и/или телемеханическое управление (ТУ) ракетой на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории;

- удержание малой маршевой высоты полета ракеты для увеличения глубины поиска подводной лодки магнитометром;

- включение в расчетной точке траектории (по команде БСУ или ТУ) магнитометра и поиск подводной лодки на заданном маршруте полета;

- расчет в БСУ ракеты точки приводнения МГТ при автономном или телемеханическом управлении, а также после обнаружения подводной лодки магнитометром торпеды (20) и передача этой информации в БСУ МГТ для выработки в ней программы движения торпеды к цели;

- маневр ракеты для сброса МГТ и сброс МГТ (10);

- задействование системы торможения и стабилизации МГТ и ее приводнение в расчетной точке;

- движение МГТ к месту нахождения цели под управлением БСУ;

- включение в работу акустической НСО цели и осуществление поиска подводной лодки;

- обнаружение подводной лодки акустической НСО цели (14) и наведение торпеды на цель под управлением ее ССН;

- сближение торпеды с целью на расстояние срабатывания ее неконтактного взрывателя, подрыв фугасной (фугасно-кумулятивной) боевой части и поражение подводной лодки противника (15).

В отличие от существующих способов поражения подводной лодки в качестве дополнительного источника информации при обнаружении подводной лодки (20) и классификации контакта в БСУ торпеды (21) используют магнитометр, с помощью которого повышают достоверность классификации контакта с подводной лодкой в случаях применения ею средств ГПД.

Способ поражения надводного корабля универсальной по целям крылатой ракетой включает (фиг. 9):

- обнаружение надводного корабля противника радиолокационной станцией или другим средством наблюдения носителя ракеты - надводного корабля или берегового поста, а также летательным или космическим аппаратом;

- предстартовую подготовку и проверку БСУ ракеты и ее торпедной боевой части;

- ввод в БСУ ракеты полетного задания и пуск ракеты из пусковой установки (1);

- автономное и/или телемеханическое управление ракетой на стартовом (2) и маршевом (3) участках траектории, удержание требуемой маршевой малой высоты полета ракеты для уменьшения ее заметности средствами наблюдения противника;

- включение в расчетной точке траектории (по команде БСУ или ТУ) ГСН ракеты;

- поиск ГСН надводного корабля (судна) или групповой цели противника на заданном маршруте полета;

- обнаружение ГСН надводной цели (4), самонаведение ракеты на цель под управлением ГСН;

- расчет в БСУ точки приводнения МГТ для торпедной атаки обнаруженного корабля противника и передача этой информации в БСУ МГТ для выработки в ней программы движения торпеды;

- маневр ракеты для сброса МГТ, сброс МГТ (10), задействование системы торможения и стабилизации МГТ и приводнение МГТ в расчетной точке;

- прорыв зоны самообороны надводного корабля противника (5), попадание ракеты в надводную часть корпуса цели, срабатывание взрывателя, подрыв фугасной (фугасно-кумулятивной) боевой части ракеты и поражение надводного корабля (цели) (6);

- движение МГТ к месту нахождения надводной цели под управлением БСУ торпеды, включение акустической НСО и поиск цели;

- обнаружение надводной цели акустической НСО (11) и наведение торпеды на цель под управлением ее ССН;

- сближение торпеды с надводным кораблем на расстояние срабатывания ее неконтактного взрывателя, подрыв фугасной (фугасно-кумулятивной) боевой части и поражение надводной цели (12).

В отличие от существующих способов поражения надводного корабля в качестве дополнительного источника информации при его обнаружении и классификации контакта (22) в БСУ торпеды используют магнитометр, повышающий достоверность классификации контакта в условиях применения противником средств ГПД.

Другим отличием способа поражения надводного корабля универсальной по целям крылатой ракетой является то, что его применяют при атаке групповой надводной цели (фиг. 10). В этом случае перед отделением МГТ в ее БСУ вводят данные о местонахождении цели, назначенной для поражения, после чего назначенные цели поражают и ракетой, и торпедой (торпедами). После отделения ТБЧ (10) и приводнения ее в расчетной точке осуществляют движение МГТ к цели под управлением БСУ, обнаруживают акустической НСО назначенную надводную цель (11), осуществляют самонаведение под управлением ССН, используют магнитометр в качестве дополнительного источника информации для обнаружения цели и ее классификации (22), сближаются с ней на расстояние срабатывания взрывателя МГТ и поражают назначенную надводную цель в подводную часть корпуса (12).

Источники информации

1. Широкорад А.Б. Оружие отечественного флота 1945-2000 / Под общ. ред. А.Е. Тараса. Минск: Харвест - М.: ООО «Издательство АСТ», 2001.

2. Абчук В.А., Матвейчук Ф.Ф., Томашевский Л.П. Справочник по исследованию операций / Под общ. ред. Ф.А. Матвейчука. М.: Военное издательство МО СССР, 1979.

3. Способ поражения надводного корабля универсальной крылатой ракетой с торпедной боевой частью. Патент на изобретение RU №2382326 С2, 20.02.2008. - М.: ФИПС, 2010. Бюл. №5.

4. Противолодочная крылатая ракета и способ ее применения. Заявка на изобретение №2014104394 от 7.02.2014. - М.: ФИПС, 2014.

5. Способ поражения морской цели (варианты). Патент на изобретение RU №2513366 С2, 02.12.2011. - М.: ФИПС, 2014. Бюл. №16, 2013. Бюл. №11, 2014.

Реферат

Группа изобретений относится к крылатым ракетам и способам поражения ими целей. Технический результат - разработка универсальной по целям ракеты и способов поражения ею целей. Универсальная ракета представляет собой корпус с несущим крылом и органами управления. Корпус оснащен двигательной установкой с реактивным двигателем. Внутри корпуса размещены фугасная или фугасно-кумулятивная боевая часть. Внутри корпуса или снаружи закреплена торпедная боевая часть, в качестве которой использована малогабаритная торпеда, имеющая фугасную или фугасно-кумулятивную боевую часть и систему торможения и стабилизации для обеспечения требуемых параметров приводнения. Ракета имеет бортовой источник питания и бортовую систему управления. Эта система обеспечивает автономное и дистанционное управление ракетой с носителя или пункта управления. В состав бортовой системы управления ракеты входят радиолокационная и/или тепловая головка самонаведения, предназначенные для обнаружения и наведения на контрастные надводные цели. В состав бортовой системы управления торпеды входит акустическая неконтактная система обнаружения подводных и надводных целей и система самонаведения. При этом ракета может нести дополнительные торпедные боевые части. Торпеда оснащена магнитометром, входящим в состав ее бортовой системы управления, для использования в качестве дополнительного источника информации при классификации контакта с целью, применяющей средства гидроакустического подавления. Дополнительно магнитометр включен в контур управления ракетой в качестве средства, обеспечивающего возможность обнаружения подводной лодки во время полета ракеты на маршевом участке. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула