Корвет 20380 или 20386? Итоги дискуссии об эффективности ПВО

Оценка ПВО корвета 20380 типа «Стерегущий»

В статье «Что строим – корветы или демонстраторы флага?» было показано, что корвет проекта 20380 оказался недопустимо заметен. Его эффективную поверхность рассеяния (ЭПР) можно оценить в 1000 кв. м. Истребители-бомбардировщики (ИБ) противника при высоте полёта 10 км будут обнаруживать цель с такой ЭПР сразу после выхода из-за горизонта, то есть на дальности 400 км.

Эта серия 20380 имела и недопустимо малоэффективный ЗРК. РЛС наведения ЗУР на корвете вообще не было, а обзорная РЛС Фуркэ не имела линии радиокоррекции ЗУР. Наличие дорогих ЗУР, оснащённых головками самонаведения (ГСН) – 9М100 и 9М96, не устраняло негативных результатов отсутствия радиокоррекции.

ЗУР 9М96 предназначена для поражения ИБ и имеет дальность пуска 40–50 км, но по маневрирующему ИБ она без радиокоррекции не попадёт и на дальности 25 км. Дело в том, что 9М96 имеет узкий корпус, и антенна ГСН в ней имеет диаметр, видимо, менее 200 мм. При такой антенне дальность обнаружения ИБ типа F-16 не превзойдет 10–15 км.

Типовая ширина луча ГСН около 6°. То есть ширина зоны поиска цели равна 0,1 от дальности обнаружения, а именно не более ±0,75 км. Даже если РЛС Фуркэ сможет абсолютно точно измерить координаты ИБ и вектор его скорости, то РЛС будет считать, что далее цель будет лететь без манёвра.

Соответственно, ЗУР будет направлена в расчётную точку встречи, ожидая, что цель будет захвачена ГСН за нужное время до встречи. Для того чтобы поразить дозвуковой ИБ на дальности 25 км, необходимо пустить ЗУР, когда дальность ИБ составляет 32–35 км. Но ИБ с помощью БРЛС или теплопеленгатора обнаружит факт пуска и начнет выполнять спокойный противозенитный маневр. За 5 сек. можно с перегрузкой 1g развернуть ИБ на 60–70°, и за следующие 12–14 сек. ИБ отлетит вбок от линии прицеливания на 3 км. Следовательно, к моменту подлёта ЗУР на дальность обнаружения, цели в луче уже не будет.

При налёте ПКР используются ЗУР 9М100. Дальность обнаружения её ИК ГСН по дозвуковой ПКР едва ли превзойдёт 3 км. Поэтому пускать их по маневрирующим ПКР на дальность более 5 км неразумно. На меньших дальностях опасность другая – есть вероятность того, что при одновременном подходе группы из трех или более ПКР все одновременно пущенные ЗУР наведутся на одну из них.

Итог печален.

Даже если у противника нет ПКР, то он сможет с близкого расстояния использовать планирующие бомбы, Мейврики и т.д.

Несмотря на провальный результат, у этого варианта корвета нашлось немало защитников. Одни пишут, что главное достоинство 20380 – его дешевизна. Их можно построить много, и они заменят выбывающие МПК.

Другие говорят, что надёжного ПВО на корвете и не создать, поэтому они должны действовать только в БМЗ и под прикрытием авиации. Как можно круглосуточно охранять корвет своими ИБ, никто не объясняет. Если охраны не будет, то корвет, который отошел от берега более чем на 70–100 км, может быть неожиданно атакован маловысотными ИБ и вызвать с берега свои ИБ не успеет. Береговые РЛС и ЗРК атакующие ИБ не увидят.

Возникает вопрос – 20380 должен решать задачу ПЛО только в мирное время?

Не дешевле ли содержать для охраны БМЗ барьер гидрофонов и самолёты ПЛО с магнитометрами, ИК-тепловизорами и РЛС обнаружения следа ПЛ на поверхности? Но это уже не область компетенции автора.

ПВО корветов следующих серий

Когда заказчик осознал, что строит демонстраторы флага, то решил строить обновленный вариант 20380. Переименовали его в 20385 и оснастили полноценным радиолокационным комплексом (РЛК) Заслон, который был всем хорош, кроме непомерной стоимости.

По косвенным оценкам автора, цена Заслона может составить $100 млн, что уничтожает аргумент о необходимости строить корветы из-за их низкой стоимости. 20385 обещали сделать и менее заметным, но, видимо, это не удалось. По крайней мере, внешний вид изменился мало. Заложив два 20385, серию решили остановить. Может быть, потому что 20380 уже освоен, а РЛК Заслон можно разместить и на нём.

Далее решили, что стыдно настолько отставать от мирового уровня, и заложили принципиально новый проект 20386, на порядок менее заметный. Как ни парадоксально, но именно 20386 встретил самую ожесточённую критику. Никто не заметил явных достоинств внешнего вида корабля, а стали ругать модульность его конструкции, несоответствующий комплект оборудования, электропривод двигателя и т.д.

Автор не берётся судить о данных вопросах, возможно, это так и есть.

Но зачем же с водой выплёскивать и ребёнка?

Если впервые в России появился корпус корабля, за который не стыдно, то настаивайте на совершенствовании оборудования, а не громите весь корабль.

Например, подпалубное размещение вертолёта неудобно. Но тогда не уродуйте корпус таким ангаром как на 20380, а пристыковывайте ангар к надстройке без зазоров. Тогда не возникнет вредного эффекта, когда радиоволна, отразившись от передней стенки ангара, попадает на надстройку и от неё рассеивается в широкий сектор углов.

Достоинством 20386 является то, что увеличение водоизмещения на 1000 т позволит увеличить боекомплект ЗУР и ПКР, улучшит мореходность и условия жизни экипажа, который ещё и сократился со 100 до 80 человек. Увеличение водоизмещения едва ли увеличит цену корабля более чем на 10–12 %.

В статье было указано, какие мелкие дефекты корвета 20386 необходимо устранить, чтобы выполнить требования технологии «Стелс». Перенос более совершенного оборудования с меньшего корвета 20385 на больший 20386 не должен встретить трудностей. Если перепроектирование 20386 будет выполнено, то получившийся качественно более совершенный корвет стоит переименовать в 20387 и заявить, что он предназначен для замены фрегата 11356, как гораздо более эффективный.

По 11356 сразу видно, что его делали не для себя, а для индусов, которые нам его заказали. Его внешний вид напоминает свалку невостребованного на других кораблях оборудования. Про РЛК и говорить стыдно. Разместить вместо одной РЛС с четырьмя ФАР (по образцу 22350) 4 отдельных РЛС наведения с механическим приводом антенны можно было только из-за жестокой спешки. Заметность 11356 намного больше, чем даже у 20380.

Каковы требования к заметности корвета?

Для БРЛС ИБ обнаружение целей, находящихся на морской поверхности, всегда является значительно более сложной задачей, чем обнаружение воздушной цели в свободном пространстве. Мощность сигнала, отраженного от волн, может превзойти мощность сигнала, отраженного от корабля, и не позволить обнаружить корабль. Поэтому БРЛС использует для обнаружения кораблей очень короткие импульсы.

Например, длительность импульса может быть 0,1 микросекунды. Тогда вдоль поверхности моря он растянется на 15 м. Когда на море волнение составляет 0–1 балл, то поверхность превращается в зеркало. И весь отраженный от моря зондирующий сигнал уходит дальше и обнаружению корабля не мешает. При волнении 2 балла обратные отражения от волн начинают ухудшать обнаружение корабля, а при 4 баллах приходится применять специальный приём – снижение высоты полёта ИБ.

Если луч БРЛС падает на поверхность под очень малыми углами (менее 1°), то поверхность опять становится зеркальной даже при повышенном волнении. И обратные отражения становятся при дальнейшем снижении всё меньше. И при 0,2° практически исчезают. Угол падения рассчитывается от поверхности моря в точке расположения корабля. Тогда для того, чтобы угол падения не превышал 1°, высота полета ИБ, например, на дальности 400 км, не должна превышать 10 км.

Отражающие свойства моря можно так же, как и для цели, характеризовать величиной ЭПР, которая при заданном угле падения будет пропорциональна площади поверхности моря, одновременно облучаемой зондирующим импульсом. При заданной ширине луча БРЛС и заданной длительности импульса облучаемая площадь моря пропорциональна расстоянию до корабля. Поэтому ЭПР моря растёт пропорционально этому расстоянию. Обнаружить цель БРЛС может тогда, когда ЭПР моря будет меньше ЭПР цели.

Итак, получаем первый вывод – корабль может иметь тем большую ЭПР, чем на большую дальность его ЗРК не подпустит ИБ. Чем больше волнение на море, тем большая ЭПР корабля допустима. Так как заранее условия похода предсказать невозможно, то приходится ориентироваться на экспертную оценку допустимой ЭПР – например 30 кв. м, то есть речь не идёт ни о 1000, ни даже о 100 кв. м.

При отражении атаки маловысотных ИБ необходимо учесть, что ИБ выходит из-за горизонта постепенно. Вначале его БРЛС обнаруживает только верхнюю часть надстройки и, только пролетев ещё 10–20 км, увидит весь корабль. Поэтому важно, чтобы верхняя половина надстройки имела минимальную ЭПР – менее 1 кв. м. Иначе ИБ успеет пустить ПКР и развернуться ещё до начала его обстрела корабельным ЗРК.

Следовательно, всяческие конструкции и вращающиеся антенны обзорной РЛС с вершины надстройки необходимо убрать. Неподвижные плоские АФАР, расположенные на вершине боковой плоскости надстройки, будут отражать радиоволны очень немного.

Требование к комплексу радиопротиводействия (КРЭП)

В предыдущей статье «Возможности улучшения ПВО корветов» в очередной раз подчёркивалось, что вклад КРЭП в эффективность ПВО может быть не меньшим, чем вклад ЗРК. Однако это утверждение не привлекло внимания читателей. Возможно, потому, что КРЭП традиционно считается наиболее засекреченной частью ПВО, а возможно, и потому, что разбираться с ЗРК легче. Способ применения ЗУР нагляден и общепонятен, а действие КРЭП неочевидно, и судить о нем может только специалист. С другой стороны, если не разобраться в главных принципах функционирования КРЭП, то легко можно совершить те ошибки, которые были допущены при проектировании РЛК Заслон.

Во-первых, в каждой статье повторялось, что КРЭП, установленный на корабле, не может полностью скрыть месторасположение корабля. Он может только подавить канал измерения дальности до цели в БРЛС ИБ, но предотвратить измерение пеленга на источник помех он не в состоянии. Поэтому пара ИБ, разнесённых на 50–100 км, могут с двух направлений определить пеленги на КРЭП и методом триангуляции (найдя точку пересечения двух пеленгов) находят координаты КРЭП. Хуже всего то, что чем больше оказывается мощность помехи, тем увереннее пилот ИБ определяет, что помеху ему ставит именно корабельный КРЭП, а не какой-либо КРЭП, размещенный на БПЛА. Точность определения координат КРЭПа также возрастает.

Второй недостаток корабельного КРЭП проявляется при попытках сорвать наведение ПКР. Типичная ГСН ПКР будет иметь очень небольшую дальность обнаружения кораблей «Стелс», например 8–10 км. Поэтому обнаружить корабль ГСН сможет только при точном ЦУ и радиокоррекции. Если же КРЭП включит помеху, то ГСН не сможет определить дальность до КРЭП, но определит точный пеленг на него сразу после выхода из-за горизонта, например, с дальности 30 км, и наведётся на корабль с большей точностью, чем без помех.

Польза от мощного КРЭП может появиться только при взаимной защите в составе КУГ минимум из трёх кораблей. Если с помощью РЛС удастся выяснить, на какой из кораблей наводится ПКР, то можно подавить ГСН КРЭПом соседнего корабля. Очень сомнительно, что такие алгоритмы уже реализованы. Неразбериха в типах кораблей и отсутствие унификации заставляет сомневаться – а есть ли хотя бы гораздо более простой групповой БИУС, объединяющий все РЛС КУГ?

Однако при рассмотрении антенн КРЭП Заслон замечаешь, что КРЭП на нём весьма мощный и, соответственно, дорогой. Неудивительно, если цена такого КРЭП окажется $50 млн. Но о вынесенных передатчиках помех ничего не сообщается. В вышеуказанной статье приведены возможные варианты лёгкого и тяжелого постановщиков помех на БПЛА. При стоимости в несколько раз меньшей, чем стоимость КРЭП Заслон, они могли бы обеспечить значительно более эффективный срыв атак ПКР. Таким образом решилась бы и задача ПВО одиночного корабля, что и обеспечило бы безопасное выполнение основной задачи корвета – ПЛО в БМЗ.

Мощность передатчика БПЛА должна быть пропорциональна ЭПР корабля, поэтому для защиты 20380 лёгкий БПЛА не подойдёт, а для 20387 – без проблем.

Альтернативная РЛС

Вместо обзорной РЛС и РЛС наведения ЗУР РЛК Заслон было предложено разработать МФ РЛС, состоящую из унифицированных для всех кораблей ВМФ подрешеток –кластеров размером 0,22*0,22 м, содержащих по 64 приёмопередающих модуля, работающих в диапазоне волн 5,5 см. Форма АФАР в виде креста позволила при тех же характеристиках, что и РЛК Заслон, втрое снизить стоимость МФ РЛС.

Читатели с недоверием отнеслись к такой форме антенны и утверждали, что таких РЛС не существовало, были лишь комплексы из двух механических РЛС: одна с вертикальной антенной, а соседняя – с горизонтальной. На это можно возразить, что так называемый крест Миллса был разработан 70 лет назад, но не нашел практического применения из-за отсутствия АФАР. Тогда оказалось легче делать прямоугольные или круглые механические антенны. Сегодня АФАР позволяют формировать одновременно несколько приёмных лучей и решать проблему помехозащищённости за счёт компенсации помех в одном луче с помощью другого.

Метеоустойчивость МФ РЛС значительно выше, чем у РЛС наведения Заслон. Это позволяет наводить и ЗУР сверхбольшой дальности, что важно для фрегатов и эсминцев.

Читатели сомневаются в возможности размещения МФ РЛС на малых кораблях, например, МРК. Для МРК можно предложить формировать АФАР с более узкими вертикальными и горизонтальными антеннами, тогда при примерно тех же размерах креста его стоимость сократится в 1,7 раза. Дальность обнаружения уменьшится в 1,5 раза, но всё равно окажется значительно большей, чем у существующих РЛС. Использование ЗУР Панцирь-М вместо ЗРК Гибка на МРК 21631 позволит вместо имитации ПВО получить работоспособный, метеоустойчивый и недорогой ЗРК.

Выводы

В предыдущей статье «Возможности улучшения ПВО корветов» было сформулировано предложение по разработке унифицированного семейства РЛС и КРЭП, позволяющего получить улучшенную эффективность ПВО всех кораблей ВМФ по сравнению с эффективностью РЛК Заслон с одновременным резким снижением стоимости.

Уменьшение заметности предложенной модернизации корвета 20386, обозначенного автором 20387, позволит использовать его для замены фрегата 11356 и обеспечит наилучший экспортный потенциал.

Корвет 20380 после установки РЛК Заслон стал стоить дороже, чем 20387, а эффективность его так и осталась недостаточной. Такой демонстратор флага в составе ТОФ никого не напугает – слишком серьёзные там соседи.