Текст книги "Расплетин"

Автор книги: Евгений Сухарев

Соавторы: Игорь Ашурбейли
сообщить о нарушении

Текущая страница: 29 (всего у книги 33 страниц)

СИСТЕМА С-200

А. А. Расплетин постоянно и очень внимательно отслеживал тенденции развития средств воздушного нападения. Этому в большой степени способствовала конфиденциальная информация, которую он получал из аппарата Минобороны, в частности от генерала армии П. И. Ивашутина. А. А. Расплетин был постоянно нацелен на разработку средств ЗУРО, способных своевременно нейтрализовать возможные попытки воздействия средств воздушного нападения вероятного противника на систему ПВО страны. Так было с системами С-75 и С-125, проработки которых начинались за 1–1,5 года до принятия решения о начале разработок. Известно, что система С-75 была задумана А. А. Расплетиным в конце 1952 года, а официальная разработка началась в конце 1954 года, обсуждение идеи сохранения системы С-125 Расплетин начал в 1956 году, а разработка была задана в мае 1957 года.

Толчком к работам по системе большой дальности стала информация о том, что у вероятного противника должны появиться самолеты-носители беспилотных средств поражения с дальностью поражения более 100 километров, то есть превышающие дальность действия существовавших в то время ЗРК. Это позволяло бы пилотируемой авиации наносить удары по объектам безнаказанно, не входя в зоны обороны. Необходимо было парировать воздушную дальность действия вооружения пилотируемой авиации. Предварительные расчеты Александра Андреевича показывали, что решения «дальней» руки могло быть решено в то время только при создании когерентного радиолокатора непрерывного излучения и перехода от командного наведения ракет к самонаведению. О целесообразности применения принципа самонаведения для повышения ТТХ ЗУРО Расплетин написал в своей программной справке, направленной МСМ Совету министров СССР 13 августа 1954 года. Для решения новых радиолокационных задач в 1956 году Расплетин начал в КБ-1 большую исследовательскую работу по определению принципов построения системы ЗУРО с непрерывным излучением, возложив на себя роль научного руководителя. Надо было решить массу технических вопросов: произвести выбор модуляции непрерывного сигнала и найти оптимальное построение прямо-передающего тракта локатора, определить потенциал станции с учетом возможностей построения локатора и ГСН, обосновать методы наведения ракеты на цель и многие другие. Если вопросы локационного построения системы у Расплетина не вызывали особой озабоченности, то создание аппаратуры ГСН требовало определенных усилий. С целью прояснения этого вопроса Расплетин провел несколько встреч-обсуждений с известным конструктором, имевшим большой опыт разработки самолетных головок самонаведения, Н. А. Викторовым. Стало ясно, что создание головки самонаведения с большой дальностью действия в современных условиях является сложной, но вполне выполнимой задачей. Предложение Расплетина возглавить это направление Викторов не принял, объяснив свой отказ большой организационной нагрузкой по созданию нового НИИ, директором которого он был недавно назначен. После долгих обсуждений Расплетин и Викторов остановили выбор на начальнике лаборатории ВНИИ-108 Б. Ф. Высоцком, с которым оба находились в дружеских отношениях. Перед Высоцким была поставлена задача создать головку самонаведения, размещаемую на борту ракеты. В ходе предварительной проработки был решен ряд принципиальных вопросов, которые показали реальную возможность построения такой системы. В 1958 году Расплетин вышел с предложением начать разработку системы ЗУРО С-200. Постановление правительства по этой системе вышло 4 июня 1958 года. Система предназначалась для борьбы со стратегическими бомбардировщиками и самолетами-разведчиками противника. Главными целями были самолеты Б-52 и СР-71.

Особенности построения системы

Обеспечивая противовоздушную оборону больших территорий, система также должна была обладать возможностью поражения авиационных ракет. Впервые предстояло включить в состав комплекса ракету, оснащенную системой самонаведения.

Было получено задание на разработку технических предложений по созданию перевозимой многоканальной системы С-200 с максимальной дальностью действия 150 километров.

В 1959 году был разработан аванпроект, на его титульном листе стояли три подписи: генерального конструктора системы А. А. Расплетина, заместителя главного конструктора Б. В. Бункина и главного конструктора головки самонаведения Б. Ф. Высоцкого.

Основные принципы построения новой системы сводились к следующему. При стрельбе ракетой В-860П с обычным осколочно-фугасным боевым зарядом для обеспечения высокой точности использовался метод самонаведения. После старта ракеты все задачи управления и подрыва решались бортовой аппаратурой ракеты. Для ракеты В-870, оснащенной специальным боевым зарядом и не требующей высокой точности наведения, было предложено применять командный метод управления.

Наличие двух методов наведения в предлагаемой системе вызвало сомнение у главнокомандующего Войсками ПВО страны С. С. Бирюзова в части надежности ГСН.

Чтобы исключить дискредитацию ГСН, Александр Андреевич принял решение применить самонаведение и в ракетах со спецзарядом. В связи с этим в КБ-1 был разработан дополнительный аванпроект, состоящий из двух частей. В первой части рассматривалась система, заданная постановлением правительства, во второй излагались предложения о разработке новой системы С-200А. Предлагалось создание пятиканальной системы с использованием полуактивного самонаведения ракеты на цель. При этом захват цели на автосопровождение ГСН должен был осуществляться на пусковой установке до старта ракеты, а подсвет цели – непрерывным излучением специального радиолокатора.

Вопрос о системе С-200А был вынесен на заседание Совета обороны СССР, и в 1959 году вышло новое постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР, частично изменившее постановление 1958 года в пользу системы С-200А. С этого момента С-200А потеряла в индексе букву «А» и получила присвоенный предыдущей системе индекс С-200. Во время согласования тактико-технических требований на С-200 произошел неприятный инцидент: в согласованный, уже утвержденный Калмыковым, Дементьевым и Рудневым текст ретивые исполнители от заказчика внесли ряд изменений, не согласованных с промышленностью. Когда это стало известно Расплетину, он зачеркнул свою подпись, сделал приписку: «Подпись снята в виду несогласованных изменений текста аппаратом МО. 26.ХП.59 г.» – и отправил ТТТ заместителю министра обороны и главнокомандующему Войсками ПВО страны Маршалу Советского Союза С. С. Бирюзову, утвердившему их 19 декабря 1959 года. Каково! Как дальше развивались события в МО, неизвестно, но очень быстро все вернули на прежнее место, принеся извинения А. А. Расплетину, который перечеркнул свое возражение и еще раз расписался.

В январе 1960 года вышел эскизный проект, который был рассмотрен в 4-м ГУМО. Положительное заключение Министерства обороны подписал главнокомандующий войсками ПВО страны С. С. Бирюзов. В заключении было, в частности, отмечено, что эскизный проект выполнен на высоком научно-техническом уровне, почти все найденные решения – на уровне изобретений.

Принципиальным в новой системе было использование режима самонаведения ракет на цели по данным пеленгации цели бортовой ГСН ракеты, что обеспечивало высокую точность наведения ракет на цели зенитных ракетных комплексов, объединенных общим командным пунктом. КП системы с вышестоящим КП связывала цифровая линия обмена информацией, по которой на КП системы поступали данные целеуказания, а обратно – информация о состоянии и боевых действиях ЗРК. Объединение до пяти ЗРК общим КП существенно облегчало управление системой вышестоящего КП.

В состав каждого ЗРК входили радиолокатор подсвета цели – РПЦ (антенный пост с высокочастотной аппаратурой и аппаратный полуприцеп с рабочими местами операторов, аппаратурой обработки сигналов и т. д.) и стартовая позиция (шесть пусковых установок (ПУ), каждая на одну ракету, и аппаратура подготовки и пуска ракет в автомобильном полуприцепе). Шесть ПУ позволяли без перезарядки произвести обстрел трех целей с самонаведением на каждую из двух ракет.

Комплекс радиотехнического оборудования ракеты включал в себя три устройства: головку самонаведения, контрольный ответчик и сопряженный с головкой полуактивный радиовзрыватель, работающий по тому же эхо-сигналу цели, что и ГСН.

ЗРК с самонаведением ракет на цели работал следующим образом: цель зондировалась непрерывным монохроматическим сигналом, создаваемым в РПЦ мощным передающим устройством и узким лучом, непрерывно сопровождающим цель, а обработка эхо-сигнала от цели в приемных устройствах РПЦ и ГСН осуществлялась посредством узкополосной доплеровской фильтрации. Такое построение системы обеспечивало получение максимально возможной энергии эхо-сигнала при наиболее простом оборудовании ракеты.

ЗРК работал в 4,5-сантиметровом диапазоне длин волн. Диапазон был достаточно коротковолновым, чтобы при ограниченной площади поперечного сечения ракеты обеспечить формирование необходимой ширины диаграммы антенны ГСН. В то же время в этом диапазоне было возможно создать необходимый для радиолокации дальних целей зондирующий сигнал большой мощности. Чтобы сконцентрировать энергию зондирующего сигнала в максимально узком луче РПЦ, требовалась, возможно, большая площадь раскрыва передающей антенны. С учетом требований перевозимости РПЦ, его сборки (разборки) в полевых условиях была принята трехсекционная конструкция антенны площадью около 25 квадратных метров. Площадь раскрыва приемной антенны РПЦ была существенно меньшей: даже вчетверо меньшая, чем передающая, она значительно превышала площадь антенны ГСН, что создавало необходимый запас по дальности действия РПЦ перед дальностью действия ГСН. Отсутствие загрубления приемника РПЦ мощным непрерывно излучаемым зондирующим сигналом обеспечивалось разделением передающей и приемной антенн специальным экраном, малыми боковыми лепестками диаграмм направленности и низким уровнем шумов сигнала передатчика в доплеровском диапазоне частот эхо-сигналов целей. В дальнейшем в процессе изготовления первого опытного образца антенного поста с целью исключения проникновения в приемную антенну отраженных от аппаратного контейнера сигналов передатчика снизу антенн был дополнительно установлен аналогичный горизонтальный экран.

При зондировании цели монохроматическим (непрерывным) сигналом при соответствующей доплеровской обработке цели в приемниках РПЦ и ГСН обеспечивалась селекция целей только по скорости. При этом цели, летящие в группе с одинаковой скоростью, не разрешаются по скорости и невозможно выделить отдельные цели из состава группы и избирательно производить их обстрел. Для селекции целей также и по дальности в сигнал передатчика была введена фазо-кодовая манипуляция (ФК-манипуляция), частота повторения которой была выбрана достаточно высокой, несколько превышающей доплеровский диапазон, соответствующий максимальной скорости полета заданных типов целей. Выбор оптимального метода модуляции зондирующего сигнала, определение величин разрешающей способности по скорости и дальности осуществил ученик А. А. Расплетина А. Г. Басистов – ответственный руководитель испытаний системы С-200 и будущий генеральный конструктор системы ПРО А-35.

Им были предложены фазовые методы модуляции радиолокационных систем и способы формирования кодов, проведены эксперименты и расчеты спектра непрерывного модулированного по фазе сигнала, его влияние на чувствительность приемного устройства ГСН.

Однако при ФК-манипуляции невозможно непосредственно однозначно определить дальность по цели (однозначно она определяется только в пределах периода ФК-манипуляции, который незначителен). Для определения истинной дальности до цели (устранения неоднозначности по дальности) был применен так называемый «нониусный метод», основанный на попеременном зондировании цели сигналами с частотами ФК-манипуляции, мало отличающимися друг от друга. Истинное значение дальности до цели было необходимо и для решения задачи пуска ракеты (определения дальности до точки встречи ракеты с целью и границ гарантированной зоны поражения).

Вид зондирующего сигнала, требовавшаяся большая дальность действия ГСН, взаимодействие РПЦ и ракеты (в том числе стартовой позиции) определили основные характеристики и построение аппаратуры РПЦ.

При получении целеуказания от КП системы и выставки антенного поста в направлении на цель по азимуту РПЦ осуществлял обнаружение цели в секторе допоиска с помощью механического перемещения антенной системы. После обнаружения цели на экранах индикаторов производился ее перевод на автоматическое сопровождение по угловым координатам, скорости и дальности после предварительного определения истинной дальности до цели. Системы обработки сигнала в приемнике и следящие системы сопровождения имели аналоговое исполнение. Так, разрешение (селекция) целей по дальности и скорости осуществлялось путем переработки эхо-сигналов соответствующим образом ФК-манипулированным гетеродином с последующей фильтрацией результатов этой обработки при помощи узкополосных кварцевых фильтров. В системе впервые в практике создания систем ПВО в РПЦ и КП системы было решено применить ЦВМ, выполненной на полупроводниковых элементах. Для ускорения разработки КБ-1 решило исключить из состава системы единую цифровую машину, создаваемую собственными силами. Вместо нее было предложено в состав каждого РПЦ включить уже разработанную для авиации БЦВМ «Пламя». Конструкторы КБ-1 доработали БЦВМ, и впоследствии все три ее модернизации – «Пламя-К», «Пламя-КМ» и «Пламя-КВ» в системе С-200В – хорошо показали себя в эксплуатации.

С применением ЦВМ А. А. Расплетиным впервые заложен основополагающий принцип использования цифровой вычислительной машины в качестве важнейшего структурного элемента современной системы ПВО.

На ЦВМ возлагались задачи обмена с КП координатной информацией по целям, пуска ракет и т. д.

С декабря 1961 года начался основной этап работ, связанных с вводом и отработкой боевых программ, в основном в полигонных условиях. Здесь главным действующим лицом стала группа математиков-программистов, которой руководил К. П. Князятов. Программное обеспечение при ничтожно малой оперативной памяти ЦВМ «Пламя-К» позволяло решать задачи наведения и управления стрельбовым каналом системы С-200.

Передача ГСН информации от РПЦ для поражения целей обеспечивалась соответствующей процедурой и включала в себя:

передачу на стартовую позицию всей координатной информации по цели;

подстройку СВЧ-гетеродина ГСН под несущую частоту РПЦ;

установку антенн ГСН в направлении на цель, а систем автоматического сопровождения по дальности и скорости – на дальность и скорость цели;

перевод ГСН на автоматическое сопровождение цели по угловым координатам и дальности и скорости при достижении эхо-сигналов цели в приемнике ГСН достаточного уровня.

Старт ракеты осуществлялся по команде от РПЦ уже при автоматическом сопровождении цели ГСН.

Для системы большой дальности важно иметь информацию о полете ракеты к цели, который может длиться несколько минут. По результатам контроля можно сделать вывод о нормальном функционировании ракеты или ее отказе. В последнем случае необходим пуск дополнительной ракеты. В новой системе с самонаводящимися на цель ракетами, не требующей для выполнения боевой задачи сопровождения ракет, для контроля их полета была введена дополнительная радиолиния связи «ракета– РПЦ» с передатчиком малой мощности на ракете и простейшим приемником с широкоугольной антенной в РПЦ. В случае отказа или неправильного функционирования ракеты эта радиолиния прекращала работу.

Проверка основных принципов построения системы и ее характеристик была проведена на макетных средствах системы (РПЦ, пусковая установка, стартовая аппаратура), созданных в конце 1960 года.

В ходе испытаний системы С-200 были разработаны методики и проведены уникальные эксперименты по оценке развязок между РПЦ и ГСН в рабочем диапазоне частот на боевой позиции системы, были предложены оптимальные способы выбора цели для автоматического сопровождения, проведены первые удачные эксперименты по высотной крылатой мишени «КРМ» и в условиях шумовых помех

В процессе облетов РПЦ по КРМ было установлено, что после набора высоты 22–25 тысяч метров при отсеке маршевого двигателя ракеты происходил срыв автосопровождения РПЦ и ГСН по скорости. Как оказалось, причиной этого было отсутствие запасов устойчивости системы сопровождения по скорости на изменение ускорения цели (до 20 g/сек). Проведенные доработки исключили срывы автосопровождения цели РПЦ и ГСН по скорости.

Успешное завершение испытаний наземных средств дало зеленый свет их серийному изготовлению. Средства первого серийного образца ЗРК были поставлены с заводов непосредственно на полигон. Вместе с опытным образцом и КП системы они составили двухканальную систему С-200.

Характеристики ГСН

Основным недостатком первой ГСН была плохая виброустойчивость ее СВЧ-гетеродина. Из-за этого в приемнике ГСН создавались ложные сигналы, нарушающие автосопровождение цели.

По несовершенной документации изготовление головок на серийном рязанском заводе шло с трудом и в недостаточном количестве. В 31 пуске, выполненном с июля 1961 года по октябрь 1962-го, головками были укомплектованы только 14 ракет. В условиях дефицита головок отработка самонаведения зенитных ракет проводилась с использованием парашютных мишеней, забрасываемых на необходимую высоту метеорологическими ракетами. К парашюту подвешивался специальный комплексный имитатор цели (КИЦ), переизлучавший зондирующий его сигнал со сдвигом по частоте на «доплеровскую» составляющую. Кроме того, было проведено три пуска (в июле – августе) в режиме самонаведения ЗУР на цель: два пуска по КИЦам и один – по самолету-мишени Як-25. Во всех пусках система самонаведения сработала нормально: все мишени были поражены.

В одном из пусков по КИЦу было зафиксировано прямое попадание ракеты в мишень. И тем не менее количество ГСН было явно недостаточно, а уровень отработки ГСН не позволял изготавливать их в нужном для испытаний количестве. Положение с головкой становилось критическим. В этой ситуации Расплетин решил объединить СКВ Высоцкого с ОКБ Бункина и бросить все силы на создание новой ГСН. Удивляло принятое Расплетиным решение ликвидировать отдельное подразделение Высоцкого и заменить руководство разработкой ГСН. Чего стоило Расплетину и Высоцкому, товарищам по работе и давним друзьям, принять такое решение! Высоцкий не стал участвовать в дальнейших работах по ГСН. Решив заняться другими задачами, он в июле 1963 года ушел из КБ-1.

По результатам анализа схемного и конструктивного построения существующей ГСН было предложено разработать новую ГСН и скомпоновать ее из четырех функционально законченных блоков с минимумом связей между ними. Такое построение ГСН позволяло наиболее качественно провести их разработку и испытания и тем самым обеспечить высокие характеристики ГСН в целом. Оно позволяло обеспечить рациональное массовое серийное изготовление укрупненных блоков на специализированном производстве.

Проблема виброустойчивости СВЧ-гетеродина была решена существенным изменением схемы гетеродина – исключением электромеханической подстройки под сигнал РПЦ и соответствующей ее заменой на подстройку с помощью вновь введенного перестраиваемого генератора на промежуточной частоте. Кроме того, удалось создать жесткую конструкцию блока СВЧ-гетеродина и с помощью специально разработанных амортизаторов сместить собственную резонансную частоту блока в область частот, где вибрации на вибрирующей в полете ракете были минимальными. По иному была решена задача виброусточивости генератора подстройки СВЧ-гетеродина и генератора системы слежения цели по скорости. В то время, в эпоху радиоламповой техники, перестраиваемые генераторы для бортовой аппаратуры создавались на специальных миниатюрных радиолампах. Именно вибрация внутренних элементов конструкции радиолампы и была причиной паразитной частотной модуляции сигнала, которую необходимо было нейтрализовать. Были испытаны десятки различных схем генераторов, пока не нашли ту, в которой влияние элементов конструкции радиолампы при вибрациях было сведено к минимуму. Испытания полностью подтвердили правильность предложенного решения.

Перед стартом радиолокатор подсвета цели передавал данные на пусковую установку и головку самонаведения. ПУ разворачивался к цели. После подстройки ГСН, установки ее антенн в направлении цели и перевода в режим автоматического сопровождения цели, происходил старт ракеты.

Ракета В-860П имела стартовую массу 6700 килограммов, длину 10,4 метра, диаметр корпуса 0,86 метра. Максимальная высота полета достигала 35–40 тысяч метров, максимальная скорость 4800 километров в час.

Полет ракеты происходил следующим образом. Все четыре пороховых двигателя и ЖРД запускались перед стартом. После разрыва пиропатронов, на пятой секунде полета, ускорители сбрасывались и веером уходили от ракеты. К этому моменту маршевый ЖРД развивал необходимую тягу.

Для определения максимальных возможностей РПЦ по обнаружению и автосопровождению целей требовалось достаточно точное целеуказание в цифровой форме. В составе системы средство целеуказания не было разработано. На полигоне для целеуказания радиолокатору подсвета предполагалось использовать отдельно разрабатываемый комплекс П-80 «Алтай». Его поставка запаздывала. Для обеспечения испытаний РПЦ до поступления комплекса «Алтай» решили использовать упрощенный способ целеуказания при помощи обзорного радиолокатора П-14 «Лена».

Новым средством двухсотой системы был командный пункт, позволяющий управлять несколькими одноканальными ЗРК, что, в свою очередь, позволяло организовать взаимодействие ЗРК: сосредоточивать их огонь на одной цели или распределять работу по разным целям. С вышестоящим КП командный пункт системы связывала цифровая линия обмена информацией. Цифровой обмен информацией был организован также между КП системы и зенитными ракетными комплексами.