В статье приведен технический облик авиационного зенитного ракетного комплекса на базе беспилотного летательного аппарата вертолетного типа для войск противовоздушной обороны Воздушно-космических сил Вооруженных сил Российской Федерации.
Ключевые слова: обнаружение, радиолокационная станция, средства ПРО-ПВО.
Введение. Сегодня возможности противоракетной и противовоздушной обороны (ПРО-ПВО) Воздушно-космических сил (ВКС) Вооруженных сил (ВС) Российской Федерации (РФ) по отражению массированных ударов маловысотных средств воздушного нападения (СВН) на пункты управления высших звеньев государственного и военного управления оказываются явно недостаточными.
Проблема обнаружения малоразмерных и маловысотных СВН средствами ПВО на расстояниях, достаточных для приведения средств ПВО в состояние готовности к их поражению, обусловлена, прежде всего, кривизной поверхности Земли и наличием углов закрытия, создаваемых рельефом местности. Использование вышек 40В6М/40В6МД для размещения многофункциональных радиолокационных станций (РЛС) зенитных ракетных систем/комплексов (ЗРС) С-300/C-400 не решет кардинально проблему обнаружения малоразмерных и маловысотных СВН [5].
Для решения проблемы обнаружения маловысотных СВН ВКС ВС РФ используют авиационные (А-50, модернизируемый А-50У и вертолётный (Ка-31)) комплексы ДРЛО. В [5] показано, что затраты на создание маловысотного радиолокационного поля (РЛП), реализуемого путем использования авиационных комплексов ДРЛО, функционирующих продолжительное время, оказываются неприемлемо высокими. В [5–7] обсуждалась альтернатива применения комплексов ДРЛО для решения этой задачи — использование беспилотного летательного аппарата вертолетного типа (БпЛА-ВТ) с установленным целевым радиотехническим оборудованием, оптико-электронной аппаратурой и, что крайне важно — средствами поражения СВН. Такая мобильная система представляет собой авиационный зенитный ракетный комплекс (АЗРК)
Принцип обоснования облика АЗРК . Задача создания маловысотного РЛП на различных ТВД в интересах войск ПВО ВКС может быть эффективно решена при помощи беспилотного летательного аппарата (БпЛА). Однако, к БпЛА предъявляются специфические требования, обусловленные условиями реализации маловысотного РЛП и функций огневого противодействия СВН. Основные источники противоречий, разрешение которых лежит в основе принципа обоснования технического облика АЗРК на базе БпЛА с системой искусственного интеллекта (ИИ) для войск ПВО Воздушно-космических сил Вооруженных сил Российской Федерации, представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Предлагаемый принцип обоснования облика АЗРК
Общие требования, предъявляемые к АЗРК для совместного применения с ЗРК С-300/C-400 или зенитного ракетно-пушечного комплекса (ЗРПК) “Панцирь-С1” ВКС ВС РФ сформулированы в [2]. Остановимся на них подробнее.
Обоснование выбора летательного аппарата . Создание эффективного маловысотного РЛП в интересах средств ПВО ВКС ВС РФ может быть реализовано только за счет использования беспилотных самолетов и вертолетов. Следует отметить, что для обеспечения маловысотного РЛП необходимо на борту летательного аппарата иметь бортовую РЛС (БРЛС) отвечающую требованиям не только войск ПВО ВКС по обнаружению воздушных целей, но и уже использующих отработанные технические и технологические решения на авиационной технике ВВС ВКС.
Вместе с тем, оснащение современных и перспективных БпЛА самолетного типа (особенно оперативно-тактического и тактического назначения) сталкивается с необходимостью удовлетворения требований по массогабаритным параметрам и параметрам энергопотребления современных бортовых РЛС. Так, масса бортовой вертолетной РЛС «Арбалет», предназначенной для перспективных вертолетов типа Ка-52, составляет 140 кг, масса радиолокационной системы управления вооружением РЛСУ «Барс-29» самолета МиГ-29 составляет 250 кг, самолетные РЛС типа «Жук» (самолеты МиГ-23, Су-27, МиГ-29) имеют в зависимости от модификации массу от 220 до 300 кг, масса бортовых РЛС поколения «4++» «Ирбис-Э» превышает 480 кг. Наименьшими массогабаритными показателями из отечественных обладают РЛС семейства «Копье», предназначенные для установки на легкие истребители типа МиГ-21–100 кг. Однако, максимальные взлетные массы тактических и оперативно-тактических БпЛА серьезно ограничены: например, максимальная взлетная масса БпЛА «Дозор-85» составляет 85 кг, БпЛА «Иркут» — 200 кг, БпЛА «Форпост» — 430 кг, БпЛА «Пчела» — 138 кг. При этом массы их целевых нагрузок не должны превышать значений от 50 до 100 кг. Этим условиям не удовлетворяет ни одна из отечественных малогабаритных бортовых РЛС [3]. В настоящее время в России разрабатываются и испытываются несколько комплексов тяжелых БпЛА — БпЛА типа “Орион” (АО «Компания «Кронштад», “Альтаир”, ОКБ им. Симонова) и БпЛА “Охотник” (ПАО «Комания «Сухой») [8].
Таким образом, очевидно наличие противоречия между ростом потребностей в оснащении современных и разрабатываемых БпЛА самолетного типа (БпЛА-СТ) радиолокационными системами и комплексами — с одной стороны и отсутствием малогабаритных, удовлетворяющих возможностям БпЛА по массе полезной нагрузки и имеющимся на борту энергоресурсам — с другой. [3]. Низкая грузоподъемность БпЛА-СТ не позволяет размещать на его борту не только бортовую РЛС отвечающую требованиям войск ПВО ВКС, но и комплекс авиационного вооружения (КАВ) с системой управления оружием (СУО). К другим недостаткам БпЛА-СТ следует отнести невозможность ведения “стрельбы с ходу” зенитными управляемыми ракетами (ЗУР) по маловысотным СВН. Размещение пулеметно-пушечного вооружения (ППВ) на борту не позволит обеспечить гарантированное поражение, особенно групп (роя) СВН. Малые скорости полета СВН и большая скорость полета не обеспечивают надежный захват, селекцию и сопровождение воздушных высокоманевренных целей СУО БпЛА-СТ управляемыми операторами наземных пунктов управления. В то же время при наличии дымки и повышенной влажности в утреннее и вечернее время на поле боя существенно снижается прозрачность атмосферы в областях спектра, в которых работают существующие приемники оптико-электронных систем (ОЭС) на БпЛА-СТ, что делает использование ОЭС проблематичным. Необходимо отметить, что использование БпЛА-СТ для АЗРК в интересах войск ПВО ВКС невозможно из-за отсутствия стационарной аэродромной сети в лесных и горных районах с потребной длиной взлетно-посадочной полосы. Другим существенным недостатком БпЛА-СТ является то, что он является активным средством воздушного пространства, а излучение бортовой РЛС во время работы для создания маловысотного РЛП является демаскирующим фактором. В этом случае, появление БпЛА-СТ на позиции средств ПВО ВКС может служить инициирующим фактором для вскрытия структуры и последующего нанесения массированного воздушного удара СВН по средствам ПВО ВКС.
Задача создания маловысотного РЛП для средств ПВО ВКС на различных ТВД может быть решена при помощи БпЛА-ВТ [7]. Несмотря на актуальность решения этой задачи, опытно-конструкторские работы (ОКР) по разработке АЗРК на базе БпЛА-ВТ до сих пор не проводились [5]. Необходимо отметить, что все многолетние попытки предприятий ОПК России, направленные на разработку БпЛА-ВТ с полезной нагрузкой более 500 кг для Вооруженных сил России, не увенчались успехом. Результаты зарубежных работ, по разработке БпЛА-ВТ на базе типовых пилотируемых вертолетов показал нецелесообразность использования этих аппаратов в таком качестве в виду высокой стоимости летного часа. Необходимо заметить, что стоимость летного часа является интегральной характеристикой, которая демонстрирует экономическую эффективность авиатехники. Сравнительная стоимость летного часа пилотируемых вертолетов и БпЛА-ВТ показана на рисунке 2.
Рис. 2. Сравнительная стоимость летного часа пилотируемых вертолетов и БпЛА-ВТ
Калькуляции летных часов пилотируемых вертолетов и БпЛА-ВТ были выполнены на основании методик расчета летного часа АО “Вертолеты России”. Видно, что стоимость летного часа БпЛА-ВТ, предлагаемого к созданию АО “ЦНИИ “ВОЛНА”, вдвое меньше, чем аналогичная величина пилотируемого вертолета “Ансат”. Известно, что на этапе проектирования вертолета главный конструктор рассчитывает стоимость топлива в составе лётного часа (через целевой расход топлива). Однако, расход топлива, в основном, зависит от примененного двигателя. Поэтому главный конструктор «интегрирует” двигатель как силовую установку в конструкцию вертолета. Например, в российском вертолете “Ансат” используются два зарубежных двигателя Pratt & Whitney PW-207K (Канада) мощностью 630 л.с. каждый, что обеспечивает с максимальную полезную нагрузку на внешней подвеске 1272 кг. Зачастую расходом (его стоимостью в лётном часе) топлива даже «жертвуют” в пользу простоты (стоимости) обслуживания воздушного судна. Для сравнения: на вертолетах Bell 429 (США) и “Ансат” (Россия) используются одинаковые двигатели Pratt & Whitney, однако стоимость обслуживания “Ансат” оказывается большей. Это объясняется тем, что для выполнения регламентных работ на Bell 429 не требуется демонтаж двигателя, в то время как “Ансат” он необходим. Использование типовых пилотируемых вертолетов, выпускаемых АО “Вертолеты России”, для разработки БпЛА-ВТ заведомо приведет к высокой стоимости летного часа, что негативно скажется на эффективности создания РЛП.
Эти обстоятельства еще раз подтверждают, что пришла пора “…настойчиво искать прорывные разработки, выявлять научные коллективы, способные реализовать собственный задел по требуемому профилю, стимулировать здоровую конкуренцию на этапе научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок” [1].
Технический облик АЗРК. АЗРК предназначен для несения боевого дежурства в составе сил ПВО, ведения воздушной разведки, оповещения прикрываемых войск и уничтожения СВН противника, атакующих пункты управления ВС РФ, в том числе — места постоянного и временного пребывания главы государства, объекты высших звеньев государственного и военного управления Российской Федерации.
Предлагаемый АО “ЦНИИ “ВОЛНА” АЗРК содержит БпЛА-ВТ, мобильный пункт управления (МПУ) и мобильную платформу (МП) для перевозки и хранения БпЛА-ВТ. БпЛА-ВТ с соосной схемой винтов обеспечивает дальность полета до 330 км с полезной нагрузкой до 550 кг. АЗРК оснащен бортовой РЛС кругового обзора Н-025, не имеющей мировых аналогов аппаратурой управления на основе искусственного интеллекта, ЗУР “Сосна-Р” 9М340, оптико-электронной системой с подсистемами технического зрения и распознавания образов, мобильным пунктом управления и транспортной платформой для перевозки БпЛА-ВТ.
Рис. 3. Технический облик АЗРК
В передней полусфере БпЛА-ВТ может быть установлена навесная подвижная пушечная установка типа НППУ-23 (изделие 9А-4454) с двухствольной 23 мм скорострельной пушкой ГШ-23 для уничтожения маловысотных воздушных целей. В случае размещения изделия 9А-4454 на борту БпЛА-ВТ возникает необходимость установки системы управления оружием (СУО) как составной части комплекса управления вооружением. СУО является одним из элементов комплекса бортового оборудования (КБО) БпЛА-ВТ обеспечивающего связь прицельных систем КБО с авиационными средствами поражения (АСП).
Организационно-техническую основу управления БпЛА-ВТ составляет система управления, представляющая собой совокупность функционально связанных между собой органов управления, мобильный пункт управления (МПУ) и средств управления. МПУ, предназначенный для управления и приема данных от БпЛА-ВТ, содержит автомобильное шасси, предназначенное для оперативного перемещения МПУ, кузов-контейнер, предназначенный для размещения комплекса системы автоматизированного управления и связи (КСАУС), установленная на кузове-контейнере система автоматического сопровождения и управления полетом (САСУП), предназначенная для автоматического оптико-электронного сопровождения и управления БпЛА-ВТ.
Рис. 4. Технический облик БпЛА-ВТ
В качестве мобильной платформы используется прицеп автомобильный многоцелевого назначения, предназначенный для перевозки и хранения БпЛА-ВТ, причем прицеп оснащен дышлом, тентом и грузоподъемным поворотным консольным краном, предназначенным для подъема погрузки-выгрузки БпЛА-ВТ на прицеп. Кузов-контейнер, содержит систему автоматического сопровождения и управления полетом, предназначенную для автоматического сопровождения и управления полетом БпЛА-ВТ, систему электроснабжения, предназначенную для электропитания всех элементов комплекса, систему жизнеобеспечения, предназначенную для обогрева и кондиционирования обитаемого отделения, очистки атмосферного воздуха от отравляющих веществ, радиоактивной пыли, бактериологических аэрозолей и аварийно опасных веществ, бортовую информационно-управляющую систему, предназначенную для сбора, хранения, обработки и отражения информации о местности, управления средствами и системами комплекса, приема и передачи радиолокационно-оптических, навигационных и диагностических данных, комплекс радиационной разведки, предназначенный для ведения радиационной разведки местности, блокиратор радиоуправляемых взрывных устройств, предназначенный для блокирования радиочастот взрывных устройств при движении МПУ, телевизионное смотровое устройство, предназначенное для обеспечения управления МПУ при повреждениях стекол, систему прожекторного освещения, предназначенную для проведения работ экипажем комплекса в темное время суток.
Рис. 5. Взаимодействия АЗРК с средствами ПВО ВКС ВС РФ
Заключение. Средства бесплотной авиации неоднократно показывали свою высокую эффективность при ведении боевых операций на различных ТВД. Создание БпЛА-ВТ — прорывная технология, которая может способствовать решению большого числа проблем не только войск ПРО-ПВО ВКС, но и других родов войск Вооруженных сил РФ. ВМС США уже имеют более 30 принятых на вооружение БпЛА-ВТ типа MQ-8B “Fire Scout” и MQ-8C “Fire-X”, построенных на базе вертолета Bell 407. Аргентинская компания AeroDreams ежегодно производит более 400 штук БпЛА-ВТ “AeroDreams Chi-7”, который разработан на базе пилотируемого вертолета Heli-Sport CH-7, и экспортирует их. Аэрокосмические компании Boeing и Airbus начали проведение летных испытания опытных образцов тяжелых БпЛА-ВТ. В этих условиях необходимо интенсифицировать процесс создания такой техники в России — автор неоднократно подчеркивал ([5,6,7]), что времени на проведение научно-исследовательской работы (НИР) по обоснованию технического облика, оценки технологических и финансовых рисков создания БпЛА-ВТ в интересах ПРО-ПВО ВКС уже не осталось. Но у российских производителей, исследователей, конструкторов есть заделы как по техническим решениям, так и по прорывным технологиям. Осталось только поддержать смелость разработчиков, готовых взяться за столь сложное и неизведанное дело, волевыми решениями органов военного и государственного управления России.
Литература:
1. Путин В. В. Быть сильными: гарантии национальной безопасности для России // Российская газета — Столичный выпуск. 2012. № 5708 (35)
2. Рудианов Н. А., Хрущев В. С. Обоснование облика боевых и обеспечивающих робототехнических комплексов Сухопутных войск // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013, вып.8. C. 1–8
3. Брайткрайц С. Г., Ильин Е. М., Полубехин А. И., Прищеп Д. В., Юрин А. Д., Хомяков К. А. Проблемы и пути создания радиолокационных систем для беспилотных летательных аппаратов тактического и оперативно-тактического назначения // Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. Вып.11. C. 303–313.
4. Макаренко С. И., Тимошенко А. В. Анализ средств и способов противодействия беспилотным летательным аппаратам. Часть 2. Огневое поражение и физический перехват // Системы управления связи и безопасности. 2020. № 1. C. 147–197.
5. Мосиенко С. А. Беспилотный авиационный комплекс дальнего радиолокационно-оптического обнаружения.- М., 2017. — 238 с.
6. Мосиенко С. А. Актуальные проблемы войсковой ПВО Сухопутных войск и пути ее решения // Молодой ученый. 2020. № 29 (319). С.46–48.
7. Мосиенко С. А. Войсковая ПВО: увеличение дальности обнаружения воздушных целей // Молодой ученый. 2020. № 30 (320). С.70–73.
8. Турик А. А., Мирошников В. И., Гончаров С. А. Применение БПЛА сторонами при ведении боевых действий в САР //Вестник научных конференции. 2018. № 5–1 (33). С.112–115.
