Текст книги "Энциклопедия современной военной авиации 1945-2002: Часть 1. Самолеты"

Автор книги: В. Морозов

Соавторы: С. Сидоренко,В. Обухович
сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 37 страниц) [доступный отрывок для чтения: 14 страниц]

«Щит» для самолета

На всех этапах развития военной авиации параллельно шел процесс совершенствования средств ПВО. Конструкторам авиационной техники приходится постоянно учитывать этот фактор и предпринимать соответствующие меры. И сейчас, как в прошлом, бронируются кабины экипажа штурмовых самолетов многократно резервируются системы управления самолетом и двигателями, чтобы уменьшить заметность, на поверхность планера наносятся хитрые камуфляжи. Введен даже специальный термин «стелс» – от английского слова «stealth» (скрытность), обозначающий средства и методы уменьшения заметности военной техники. Обнаружить самолет можно с помощью радиолокационных, оптических и акустических приборов. Основным современным средством дальнего обнаружения летательных аппаратов являются РЛС.

Для уменьшения радиолокационной заметности применяют малоотражающие формы планера, радио-поглощающие материалы (РПМ) и усовершенствованное бортовое радиоэлектронное оборудование. Компоновка самолета, созданного по технологии «стелс», отличается плавным сопряжением элементов конструкции с определенной ориентацией плоских поверхностей и кромок, с тоннельными или утопленными воздухозаборниками с экранами и изогнутыми каналами для предотвращения радиолокационного облучения компрессора двигателя.

РПМ входят как в силовой набор планера (например, из таких материалов изготовлена часть обшивки некоторых самолетов), так и наносятся в виде краски или многослойного покрытия.

Сложной проблемой стала задача подавления излучения собственных бортовых радиоэлектронных станций (РЭС), так как любые радиоэлектронные устройства служат источниками излучения и любая антенна переизлучает часть падающей на нее энергии. Выход в максимальном использовании пассивных оптических обзорно-прицельных и неизлучающих навигационных систем, в усовершенствовании средств радиоэлектронного подавления и уменьшении числа антенн.

Еще один диапазон, в котором возможно обнаружение цели за пределами визуальной видимости, это инфракрасное (ИК) излучение. На самолете можно выделить 3 главных источника теплового излучения: элементы двигателя, выхлопные газы и поверхности планера с аэродинамическим нагревом. ИК-заметность снижается экранированием горячих частей двигателя (например, на А-10 сопла снизу экранируются стабилизатором) или применением плоских сопел, уменьшающих сектор обзора внутреннего канала двигателя с задней полусферы; охлаждением и изменением направления выхода газов; применением присадок к топливу для уменьшения интенсивности ИК-излучения или изменения его спектра.

Самолетом, в котором комплексно применены технологии «стелс», является американский бомбардировщик с истребительным «именем» F-117. Он имеет конфигурацию, способствующую многократному переотражению электромагнитной энергии от облучающей РЛС в различных направлениях, чем достигается ее рассеивание. На самолете отсутствуют прямоугольные пересечения, играющие роль уголковых отражателей. Воздухозаборники двигателей имеют в сечении особый переменный профиль. На выходе газов в атмосферу у сопла каналы имеют вид тонких щелей, разделенных вертикальными перегородками. Подобная конструкция позволяет смешивать газы с холодным воздухом и уменьшать ИК-заметность.

Все вооружение размещено внутри фюзеляжа, почти нет наружных антенн, отсутствует бортовая РЛС. Дюралевая обшивка самолета покрыта с помощью клея специальной оболочкой в виде плоских панелей из ферритовых и ферромагнитных полимерных РПМ – всего шесть слоев Также применяются специальные краски и шпаклевки. На остекление кабины нанесено золотосодержащее покрытие, экранирующее от облучения РЛС. Самолет получился дорогим – 112,2 млн долларов стоит одна машина, но высокоэффективным. В ходе операции «Буря в пустыне» F-117 осуществили лишь 1 % от всех боевых самолето-вылетов авиации альянса, но при этом уничтожили 40 % всех важнейших целей.

Конечно, у подобных самолетов хуже аэродинамика, меньше скорость и дальность. Имеются ограничения по применению некоторых видов оружия. При использовании РПМ приходится покрывать самолет несколькими слоями с различными характеристиками и диапазонами радиопоглощения, что приводит к удорожанию и увеличению массы машины.

Снижения заметности можно добиться без отхода от оптимальной с точки зрения аэродинамики компоновки самолета в целом путем подбора профилировки воздушных каналов, снижения радиопрозрачности фонаря кабины, лучшей компоновки отсека антенны РЛС.

Чтобы избавить самолет от белого инверсионного следа и тем самым сделать его оптически незаметным, разработаны специальные виды топлива.

На всякий яд ищется противоядие. В военной области на каждое оружие создается контроружие или «щит». И как только одна сторона начала использовать радиосвязь, другая принялась ее «глушить». Первый случай создания радиопомех для подавления работы радиостанции противника отмечен в русско-японскую войну 1905 г. На самолетах средства радиоэлектронного подавления (РЭП) появились во время Второй мировой войны: англо-американские тяжелые бомбардировщики «забивали» помехами немецкие РЛС ПВО, сбрасывая ленты алюминиевой фольги.

Как своими успехами, так и неудачами послевоенная авиация и ПВО во многом обязаны бурному росту радиоэлектроники, лазерной техники. Условия воздушной войны изменились очень сильно. Самолетам теперь труднее остаться незамеченными: за небом наблюдают наземные РЛС, БРЛС истребителей, самолеты ДРЛО, космические аппараты Главной задачей атакующей с воздуха стороны выступает подавление системы обнаружения и наведения оружия.

Эффективность РЭБ в значительной мере зависит от уровня развития и совершенства способов применения средств военной радиоэлектроники и техники РЭП Несмотря на то что средства РЭБ непосредственно не поражают личный состав, оружие и боевую технику, результаты их использования могут оказывать существенное влияние на ход и исход боевых действий. Как показал опыт локальных войн, РЭБ стала неотъемлемой составной частью войны в воздухе и распространяется практически на все виды средств радиоэлектроники – радиосвязь, радиолокацию, радиотелеуправление, радионавигацию, инфракрасные, лазерные, гидроакустические и другие радиоэлектронные средства. Кроме того, авиация не может выполнять боевые задачи без подавления РЭС систем ПВО.

Практически все военные самолеты, в том числе и военно-транспортные, оснащаются встроенными индивидуальными системами РЭП. Более эффективными являются станции РЭБ в подвесных контейнерах, которые берет с собой самолет на боевое задание. Но и такие системы не универсальны, к тому же при этом приходится брать меньше оружия. Поэтому были созданы специализированные самолеты-постановщики помех для групповой защиты боевых машин. Базой подобных самолетов служат серийные машины, обладающие достаточными внутренними объемами, грузоподъемностью и электроэнергетическими возможностями для размещения систем РЭП В СССР в основном использовались те самолеты, групповую защиту которых должен был осуществлять самолет-постановщик помех: Ту-16, Ту-22, Ту-95, Як-28.

В настоящее время вместо отдельных станций РЭП применяются комплексы, способные обнаруживать и подавлять различные средства, применяемые для разведки и управления оружием и войсками. Эти комплексы состоят, как правило, из трех элементов.

Первый – это многофункциональная система разведки, предназначенная для обнаружения и анализа электромагнитных излучений, предупреждения экипажей об облучении самолета РЛ– и ИК-средствами, определения параметров и наведения на них УР. Распознавание, определение координат и очередность подавления обнаруженных средств обеспечиваются с помощью ЭВМ.

Вторым элементом являются автоматизированные станции активных помех и автоматы, выбрасывающие дипольные радиоотражатели (ДРО), тепловые ложные цели и передатчики помех одноразового использования (ПОИ).

Третьим элементом комплексов выступают ложные радиолокационные и тепловые цели На больших самолетах-постановщиках помех дипольные отражатели загружаются в фюзеляжные контейнеры, из которых высыпаются и рассеиваются с помощью эжекции.

Снаряды к пушкам могут оснащаться боевой частью (БЧ) с ДРО Аналогичной БЧ снаряжаются НАР – в отличие от простого выброса ДРО или отстрела их из автомата, с помощью ракет можно ставить завесу из ДРО впереди самолета Облако из ДРО хаотически отражает радиоволны, посылаемые РЛС зенитных комплексов и истребителей, забивая помехами их системы наведения. Тепловые ловушки имитируют тепловое излучение самолета и «уводят» УР с ИК ГСН Ложные цели представляют собой УР и беспилотные летательные аппараты – буксируемые или оснащенные двигателями На них стоит аппаратура, создающая такую же эффективную поверхность рассеяния (ЭПР) радиолокационных волн и инфракрасное излучение, что и боевой самолет. С помощью ложных целей дезинформируется система ПВО, УР уводятся от боевых самолетов. Ложными целями оснащаются тяжелые бомбардировщики (беспилотные самолеты ADM-20 «Куэил», SCAD) и даже самолеты тактической авиации (беспилотный самолет TEDS, ракета-ловушка «Самсон», буксируемая ложная цель TAAED).

Происходит интеграция средств РЭП с другой аппаратурой для использования одних и тех же элементов, что позволяет унифицировать и уменьшить объем аппаратуры, сократить потребление энергии.

В настоящее время, в связи с применением более эффективных радиоэлектронных средств и приемов повышения помехоустойчивости, средства РЭП значительно усложнились. Вместо аппаратуры, способной подавлять отдельные типы РЭС, создаются комплексы и системы, предназначенные для борьбы с несколькими типами средств различного назначения. Особое внимание уделяется интеграции техники РЭП со средствами поражения, разведки и управления, установленными на самолетах.

Системы дозаправки в воздухе

Одной из важнейших летных характеристик самолета является дальность, или продолжительность полета. Увеличить этот показатель можно, беря больше топлива в ущерб полезной нагрузке (ведь максимальный взлетный вес самолета – величина вполне определенная), а также дозаправляя самолет в воздухе. Практиковать дозаправку в воздухе начали с 50-х годов, и в настоящее время большинство военных самолетов, особенно стран НАТО, оснащены приемным оборудованием системы дозаправки в воздухе. В качестве «летающих танкеров» используют в основном переоборудованные военно-транспортные самолеты и бомбардировщики. Дозаправку осуществляют двумя способами: по схеме «шланг-конус» и с помощью телескопической штанги (ранее в советской авиации существовал способ дозаправки «с крыла на крыло»).

При первой схеме заправщик выпускает гибкий шланг с коническим телом на конце – для стабилизации шланга и для контакта с приемной штангой. Контактирование выполняет заправляемый самолет. На борту заправщика находится лебедка, на барабан которой наматывается шланг, а также топливный насос и дополнительные емкости с горючим На борту заправляемого самолета имеется выдвижная или неподвижная заправочная штанга с насадкой (последняя обеспечивает зацепление и герметизацию) Этот способ позволяет применять подвесной агрегат, представляющий обтекаемый контейнер, в котором установлены основные системы: лебедка, шланг, энергетическая установка. С его помощью можно переоборудовать в заправщик практически любой самолет: бомбардировщик истребитель, пассажирский. На больших самолетах можно устанавливать несколько подвесных агрегатов для одновременной заправки нескольких самолетов.

Во втором случае телескопическая штанга шарнир, но закреплена одним концом на самолете-заправщике, на другом конце установлено оперение, с помощью которого управляют движением штанги. На заправляемом самолете имеется приемная горловина, в которую оператор заправщика направляет штангу.

Самолеты НАТО используют обе схемы заправки, поэтому на «летающем танкере» предусмотрена возможность пропускать через телескопическую штангу гибкий шланг, а в фюзеляже самолета-заправщика устанавливать лебедку.

Бортовое оборудование

Авиастроение всегда находилось (и находится) на самых передовых рубежах науки и техники, оно использовало новейшие разработки и открытия во всех областях человеческой деятельности. Особенно быстрыми темпами шло совершенствование бортового оборудования самолета и его вооружения, что позволяло длительное время поддерживать необходимые летно-тактические характеристики многих машин. «Долгожителями» являются такие самолеты, как F-4 «Фантом», Ту-95, МиГ-21 и т. д.

Оборудование обеспечивает пилотирование самолета и выполнение задач, связанных с назначением самолета Для самолетовождения используется пилотажно-навигационное, радиотехническое и радиолокационное оборудование. Целевое оборудование определяется типом самолета. Система изображения информации (приборы, индикаторы) обеспечивает экипаж информацией, необходимой для выполнения полетного задания, контроля бортовой силовой установки и бортового оборудования, С началом эры реактивной авиации значительно расширились возможности самолетного оборудования, повысились его надежность и точность.

Пилотажно-навигационное оборудование включает разнообразные системы и датчики: доплеровские, магнитные, гироскопические и астрономические, системы ближней и дальней навигации, радиолокационные визиры для уточнения местоположения самолета и определения метеорологической обстановки. Заход на посадку осуществляется по приборам и в автоматическом режиме.

Для обработки информации и автоматизации управления различными системами самолета стали применяться бортовые ЦВМ. Бортовые радиолокационные станции используются в обзорно-прицельных системах К самому современному оборудованию относятся оптико-электронные системы, включающие теплопеленгаторы, лазерные локаторы На новейших самолетах все системы интегрированы. Специальные компьютеры координируют работу систем управления самолетом и двигателем, управления вооружением, системы планирования полетных заданий, навигации и всех остальных систем самолета. Такая интеграция является основным фактором выполнения любого зада-. ния даже в условиях сильного противодействия, уменьшения нагрузки на экипаж и упрощения техобслуживания.

Пилотирование на всех этапах полета может производиться с помощью голографического индикатора на лобовом стекле с широким углом обзора. Анализ тактической обстановки отображается на многофункциональном дисплее. Для быстрой идентификации целей в ближнем бою и наведения оружия предусмотрена нашлемная система прицеливания. Нашлемный визир используется для выдачи углового целеуказания ГСН управляемых ракет перед пуском, а также БРЛС и оптиколокационным станциям (теплопеленгаторам) для прицеливания при стрельбе и бомбометании. Представляет собой комплекс оптико-электронных устройств на шлеме летчика и в кабине самолета. Обеспечивает сопровождение цели поворотом головы и определение угловых координат линии визирования цели по положению головы летчика. На шлеме может устанавливаться малогабаритный телевизионный индикатор. Он заменяет коллиматорный оптический визир и позволяет выводить перед глазом летчика пилотажную и обзорную информацию, полученную от БРЛС, оптико-телевизионной системы, тепловизора, что обеспечивает контроль без обращения к индикаторам на приборной доске.

Самолеты оснащаются системой обмена закодированными данными в реальном масштабе времени для связи с другими самолетами, стационарными и мобильными командными пунктами. Компоновка кабины экипажа, выбор оптимального состава и расположение систем и пультов управления, средств отображения информации производятся с учетом требований авиационнои эргономики.

Управление осуществляется с помощью электродистанционной системы управления (ЭДСУ), которая обеспечивает балансировку и управляемость статически неустойчивого самолета, а заодно создает у летчика привычные ощущения при пилотировании. На некоторых самолетах ручка управления переместилась на правый боковой пульт, осуществлен принцип управления самолетом и двигателем без отрыва рук от мини-ручек, а также речевое управление некоторыми функциями.

Радиолокационные средства

РЛС на самолетах появились во время Второй мировой войны Ими оснащались ночные истребители, противолодочные самолеты, на тяжелых бомбардировщиках ставили радиолокационные бомбардировочные прицелы. В послевоенное время подобный принцип оснащения самолетов РЛС сохранялся довольно долго. Дополнительно РЛ-прицелами снабжали тактические бомбардировщики, а метеорологическими РЛС – военно-транспортные самолеты. Лишь в 60-е годы, когда удалось создать достаточно малогабаритные УР с радиолокационными ГСН, РЛС появились и на самолетах фронтовой авиации.

«Разделение труда» в военной авиации повлияло на устройство и возможности БРЛС различных классов самолетов Для перехватчиков важнейшими характеристиками их БРЛС являются дальность обнаружения воздушной цели, возможность ее обнаружения на фоне земли, применение самонаводящегося ракетного оружия Для бомбардировщиков, разведчиков, противолодочных самолетов БРЛС должны обеспечивать обнаружение наземных и морских целей на больших расстояниях, навигацию, вывод самолета на цель, использование оружия Появление многоцелевых самолетов и перенос действий на малые высоты привели к созданию многофункциональных БРЛС. Приведем для сравнения некоторые возможности РЛС, установленных на истребителе F-5E и более современном многоцелевом F/A-18.

F-5E РЛС AN/APQ-153 обеспечивает обзор пространства по азимуту в пределах +/-45°, на дальности до 36 км, автоматический захват цели на расстоянии 18 км. Обеспечивает измерение дальности до цели и скорости сближения с ней. При стрельбе из пушки РЛС переходит в режим закрепленного луча.

Носовая радиолокационная система

F/A-18 РЛС AN/APG-63 предназначена для перехвата воздушных целей и для действий по наземным целям. Дальность обнаружения воздушных целей до 120 км (на фоне земли до 80 км). Азимут поиска +/-70°. При обнаружении цели РЛС может перейти в режим автоматического сопровождения 8 целей. На последнем этапе перехвата она обеспечивает применение всех видов бортового оружия: ракет средней дальности с РЛ ГСН, ракет ближнего боя с И К ГСН и пушки.

При действиях по наземным целям РЛС может обеспечить картографирование поверхности; режим предупреждения о наземных препятствиях при полете на малых высотах; измерение путевой скорости; измерение дальности до поверхностных целей; самолетовождение с использованием радиолокационных маяков.

Долгое время радиолокационное сканирование осуществлялось поворотом антенны БРЛС при помощи гидропривода. В 70-е годы появилась фазированная антенная решетка (ФАР) – направленная антенна с управляемыми фазами волн, излучаемых или принимаемых ее элементами. Управление фазами позволяет менять направление луча неподвижной ФАР и осуществлять быстрое сканирование, изменять ширину и интенсивность луча.

В активной ФАР каждый из более десятка элементов является передающим или приемопередающим модулем Быстрая перестройка диаграммы направленности позволяет сопровождать множество целей без разделения по времени или по «гибкой» временной диаграмме, осуществлять облучение отдельных целей в зависимости от приоритета. Основным недостатком ФАР по сравнению с поворотной антенной является ее гораздо большая масса.

Кроме РЛС, для обнаружения целей самолеты оснащены теплопеленгаторами (ТП), воспринимающими инфракрасное излучение от нагретых поверхностей. Оборудование может быть встроенным или размещаться в подвесном контейнере. ТП может выделять отдельные объекты из групповой цели, сопровождать и определять положение в строю. Для увеличения вероятности обнаружения цели с помощью ТП его оптическая ось может быть сопряжена с осью антенны РЛС. Инфракрасная система обеспечивает целеуказание ракетам с ИК ГСН и с АРЛ ГСН. ТП эффективно работает на больших высотах, где меньше влияние теплового фона земли.

Для поиска и обнаружения целей самолеты оборудованы оптическими и оптикоэлектронными приборами, работающими в видимом спектре электромагнитного излучения. Оптические прицелы (ОП) стали устанавливать на борту самолетов после Первой мировой войны. Современные ОП мало напоминают своих предшественников. В настоящее время они входят в прицельно-навигационную систему (ПНС) многих самолетов, что позволило расширить условия применения боевой авиации, автоматизировать процессы управления и повысить навигационную и прицельную точность. ПНС совместно с пилотажной системой и системой пуска оружия обеспечивает стрельбу, бомбометание, пуск управляемых ракет на произвольных криволинейных траекториях полета. Появилась возможность маневрирования самолета после пуска оружия с одновременным сопровождением и подсветом цели радиолучом или лазерным лучом.

Вот как, например, действует ПНС самолета F/A-18.

В ее основе – электронно-лучевая трубка, встроенная в коллиматорную визирную часть. Все изображение выводится на лобовое стекло. При прицеливании по воздушным целям на экране отображается условно выпущенная очередь в виде линии. Летчик управляет самолетом так, чтобы цель находилась непрерывно на линии условной «трассы» снарядов. Если цель не видна визуально, но обнаружена РЛС, на экране может воспроизводиться ее пеленг. При ударе по наземным целям на экране имитируется точка падения авиабомбы, ракеты или снаряда на земную поверхность и отметка отделяемого средства поражения.