От неуправляемого опустошения к управляемому: комплекты высокоточного наведения для авиационных бомб
Авиабомба с комплектом наведения Al Tariq разработки Tаwаzun Dynаmics-Dеnel под крылом истребителя Hawk южноафриканских ВВС перед сбросом над испытательным полигоном Бредасдорп близ Кейптауна
Строго говоря, планирующая бомба (она же управляемая или корректируемая) представляет собой то, что эти два слова и подразумевают: бомба, приобретающая при установке определенных устройств способность планировать, которая позволяет увеличить ее радиус действия после сброса с самолета-носителя с тем, чтобы тому не нужно было залетать в опасную зону. По крайней мере, при ее создании это было первоначальным намерением. Стоит заметить, что планирующая бомба является типичным оружием, применяемым коалицией против ИГ (Исламское государство, запрещено в России) в Ракке.
Термин «планирующая бомба» в военном лексиконе существует уже довольно давно, но он очень часто неправильно использовался для описания радиоуправляемых устройств, разработанных во время Второй мировой волны, например Henschel HS293. Де-факто же это была ракета с реактивным двигателем и дистанционным управлением (по крайне мере в современном понимании, потому что оригинальное латинское слово «ракета» просто относится к любому объекту, обычно камню, брошенному с намерением попасть во что-то, и здесь нет намека ни на силовую установку, ни на управление).
Бомба Mk 84 Raytheon Paveway III массой 2000 фунтов (на снимке типичный экземпляр, используемый французскими ВВС при выполнении боевых вылетов против ИГ в окрестностях Ракки). Впереди крепится головную часть с лазерной ГСН и крестообразными носовыми стабилизаторами
Конфигурации
Как было сказано ранее, трансформация в управляемую или планирующую бомбу при нынешнем уровне технологии является довольно простым делом. Берется стандартная свободнопадающая авиационная бомба и на нее крепятся при помощи съемных хомутов и болтов несколько элементов для планирования, но, судя даже по нескольким фотографиям из этой статьи, существует по сути два способа это сделать, особенно, когда дело касается движущихся управляющих поверхностей, необходимых для удержания бомбы на требуемой траектории. Управляющие поверхности могут устанавливаться в носовой части в стиле «носовые рули» или более традиционно в хвостовой части. Последнее решение подходит, прежде всего, для более крупных и более тяжелых бомб, но требует, как можно увидеть на некоторых фотографиях, установки защищенных (в том числе и физически) каналов передачи данных, идущих вдоль корпуса бомбы и связывающих носовой сенсорный блок с задними движущимися поверхностями. Достаточно странно, но схема с носовыми рулями была реализована на ветеране среди планирующих бомб современной эпохи – тяжелой авиабомбе с лазерным наведением Paveway оригинальной разработки компании Texas Instruments, которая применялась американскими ВВС в 60-х годах во Вьетнаме. Известная в войсках под обозначением GBU-1 (GBU – guided bomb unit – управляемая авиационная бомба), управляемая авиационная бомба с лазерным наведением Paveway (позднее задним числом получившая обозначение Paveway 1) выглядела довольно топорно, поскольку базировалась на несколько «толстоватой» и без особого намека на аэродинамику 750-фунтовой бомбе M117. Но на то время цель была одна – повысить точность бомбы. После первой модели Paveway, разработка и производство которой было передано компаниям Raytheon и Lockheed Martin (частично), последовали бесчисленные типы и модификации, особенно на базе бомб Mk84 и Mk82, соответственно массой 2000 и 500 фунтов (900 кг и 227 кг).
Фугасная бомба Mk 84 (BLU-117/B) весом 900 кг с комплектом JDAM получила обозначение GBU-31 JDAM
Европейцы разработали свой комплект для авиабомб, получивший обозначение PGM (precision guided munition – высокоточный управляемый боеприпас). Самые первые конструкции были разработаны итальянской компанией GEC Marconi, ставшей позднее Alenia Marconi, которая, в конце концов, влилась в то, что известно сегодня как MBDA. Бомба массой 500 фунтов с комплектом PGM имеет довольно гладкие обводы, так как носовая и задняя его части имеют достаточно большой диаметр и при установке образуют вокруг бомбы единый корпус. У бомбы массой 2000 фунтов при установке этого комплекта основной корпус остается незакрытым. Впрочем, серийно изготавливался только комплект меньшего размера, который был продан Объединенным Арабским Эмиратам (на то время единственное оружие этого типа неамериканского происхождения) под обозначением Hakim для установки на истребители Mirage 2000-9 ВВС этой страны.
Управляемые бомбы PGM 500 (вверху) и PGM 2000
Название этого комплекта Diamond Back (алмаз на спине), созданного компанией MBDA, не требует пояснений. Комплект Diamond Back (на рисунке с расправленными крыльями) может устанавливаться фактически на любую управляемую бомбу с единственной целью – значительно повысить ее планирующие свойства
Комплект Raptor (задним числом названный Raptor 1, когда уже планировался Raptor 2) стал первым экземпляром планирующей бомбы. Первоначально он управлялся по радиокомандам, но позднее получил телевизионную ГСН. По словам южноафриканских пилотов, он был чувствителен к солнечным бликам и мог лишь ограниченно применяться при расположении солнца над линией горизонта. Скорее всего, вариант Raptor 2 не продвинулся далее этапа разработки (фото внизу)
Бомба малого диаметра SDB от Boeing, оборудованная комплектом Diamond Back, через мгновение поразит цель. Diamond Back также используется наряду с комплектом Jdam, позднее развившимся в вариант Jdam-ER
Позднее появились новые системы с большей дальностью действия и более высокой точностью, но на этот раз за счет принятия комплектов крыльев, расположенных приблизительно над центром тяжести бомбы с целью получения дополнительной подъемной силы, чего не могли предложить даже большие выступающие крестообразные хвостовые рули поздних моделей бомб Paveway. Окончательное решение пришло в виде складных крыльев, раскрывающихся в полетную конфигурацию после того, как бомба отходила на безопасную дистанцию от самолета. Здесь сразу приходит на ум пример подобной конструкции – комплект Diamond Back от компании MBDA, который может крепиться хомутами к существующим бомбам типа Paveway с установленным комплектом наведения: сенсорным блоком и расположенными сразу за ним крестообразными управляющими поверхностями. Комплект Back Diamond обеспечивает подъемную силу, способствующую увеличению радиуса действия авиабомбы в 20 раз.
Впрочем, задолго до появления крепимых хомутами комплектов фирма Kentron, подразделение компании Denel, по всей видимости, проложила путь технологии планирующих бомб в нынешнем её виде. Разработка системы Raptor началась в 70-х годах и по ее завершении она поступила на вооружение истребителей Mirage F1 южноафриканских ВВС, ведших в то время боевые действия с Анголой. В отличие от Diamond Back, раскрывающиеся крылья комплекта Raptor крепились к нижней части авиабомбы, а небольшой винт в хвостовой части запитывал электронику бомбы для того, чтобы не зависеть от энергосистемы самолета-носителя. Что же касается бомб, оснащенных комплектом Diamond, то они переворачиваются после раскрытия крыльев.
Комплект Raptor II, который по задумке должен был включать пару расположенных параллельно реактивных двигателей, установленных под блоком крыльев, так и не был до конца доработан. Вместо него компания Denel разработала комплект Umbani и показала его на выставке Africa and Aerospace Defence 2004. Свой первый полет на авиабомбе Mk82 он совершил с истребителя Hawk в 2011 году. По данным компании, в тот раз она улетела на 40 км. Несмотря на сделанные по заказу компании картинки, демонстрирующие сброс авиабомбы с этим комплектом с южноафриканского самолета Gripen, в ближайшем будущем эта система не будет воплощена в реальность, поскольку необходимы огромные вложения в сертификацию ее применения со сверхзвукового самолета. Впрочем, всё может измениться с сертификацией комплекта Al Tariq, разработанного компанией Tawazun Dynamics. Стоит заметить, что, тем не менее, ВВС ЮАР закупили авиабомбы Paveway IV для вооружения своих истребителей Gripen.
С целью увеличения радиуса действия существующих управляемых авиабомб серии Spice компанией Rafael также был разработан комплект крыльев, крепимый под фюзеляжем.
Компания Rafael разработала комплект Spice 1000, который крепится к бомбе Mk83. Авиабомба, оснащенная раскладными крыльями в нижней части фюзеляжа, имеет дальность полета до 60 км. Оборудованная системой двойного наведения (ПЗС- и инфракрасная камера на конечном участке траектории), бомба распознает свои цели с помощью системы сравнения эталонного и реального отображения местности. Компания Rafael заявляет о круговом вероятном отклонении три метра
Если нет необходимости в экстремальных дальностях, то предложение компании Boeing в виде комплекта Jdam с GPS-наведением, возможно, станет хорошим предложением ориентировочно за 20000 долларов, что примерно в пять раз дешевле его аналогов с лазерным наведением. Как правило, он позволяет иметь максимальную дальность 30 км и типичную точность около 10 метров. После передачи координат цели в систему бомба готова к сбрасыванию
Дело упрощается, когда задействуется простой GPS-приемник или блок инерциальных измерений, ведь в этом случае нет нужды в сложном сенсорном модуле в носовой части. В этом случае достаточно только хвостового блока с подвижными стабилизирующими поверхностями, как например, у комплекта оборудования Jdam (Joint Direct Attack Munition) от Boeing, трансформирующего существующие свободнопадающие бомбы во всепогодные корректирующие. Эта система представляет собой комплект из крыльев, крепящихся в средней части бомбы, и хвостового блока, имеющего хвостовое оперение. Изначально он был разработан компанией McDonnell Douglas и впервые применен в Косово в конце 90-х годов. С тех пор комплект был продан в 26 стран. Хорошие идеи зачастую перенимаются другими, особенно когда они простые. Так и произошло с турецким комплектом высокоточного наведения HGK, разработанным НИИ оборонной промышленности Совета Турции по научно-техническим исследованиям Tubitak Sage. Этот комплект фактически воспроизводит раздвижную конструкцию Jdam, используемую в качестве аэродинамических стабилизаторов. По данным производителя, это комплект обеспечивает для авиабомбы Mk82 с системой инерциальной навигации круговое вероятное отклонение всего 10 метров, а при активации GPS всего 6 метров. При сбросе с большой высоты дальность действия составляет около 30 км. Комплект Jdam со своей стороны крепится на 2000-фунтовую бомбу Mk84 и 1000-фунтовую Mk3.
Комплект At Tariq на стенде компании Tawazun на выставке Dubai Air Shоw в ноябре 2015 года
Двигатель
По разным причинам на несколько моделей управляемых бомб были установлены ракетные ускорители. Кроме того, что ускорители позволяют увеличить дальность подобного вооружения, которая может достигать 100 км при сбросе с больших высот, они позволяют запускать управляемые бомбы либо с легких реактивных самолетов (даже с самолетов изначально разработанных как учебно-тренировочные), либо с более низких высот. При этом авиабомба с реактивными ускорителями на борту может совершать набор высоты по крутой траектории, например, для дальнейшего почти вертикального пикирования, позволяющего минимизировать косвенный ущерб. Это, впрочем, определяет очень высокую точность работы не только касательно головки самонаведения (ГСН), но также управляющих аэродинамических поверхностей, которые должны мгновенно реагировать на корректирующие команды от ГСН. В настоящее время вооружение этого типа, как например модульная система наведения AASM от компании Sagem в режиме крутого пикирования, достигло метровой точности.
Система Umbani от Denel первоначально предлагалась с ракетным ускорителем, однако компания Denel не смогли подтвердить продолжаются ли работы по ней. Подобная разработка кажется маловероятной в связи с появлением нового комплекта Al Tariq от компании Tawazun.
Ранее уже был упомянут комплект PGM от MBDA и его использование для вооружения истребителей Mirage 2000-9 эмиратских ВВС. Однако позднее с его закупкой возникли определенные сложности. Но ничто так не подвигает и не стимулирует страну на разработку своего собственного варианта вооружения и его совершенствование, как лишение ее возможности использовать его в своих собственных интересах. Эмираты совместно со своей компанией Tawazun Dynamics и южноафриканской Denel вышли на рынок с системой AL Tariq в двух вариантах. Один – более традиционной схемы как у Paveway, а второй с надфюзеляжными раскладывающимися крыльями для увеличения дальности (см. первое фото). По правде говоря, комплект Al Tariq очень похож на серийный вариант системы Urnbani. Более простой из двух вариантов был продемонстрирован в Южной Африке в апреле 2015 года; сброшенная с самолета Hawk авиабомба с этим комплектом поразила цель с впечатляющей точностью.
Система Umbani, базирующаяся на авиабомбе Mk84 и впервые представленная компанией Denel в 2004 году, послужила в качестве основы для разработки Al Tariq
На фото представлены два из трех вариантов AASM. На переднем плане с лазерной ГСН, а сразу за ней с системой инерциального и GPS-наведения (на заднем плане бомба Paveway II). Третий вариант AASM оснащен инфракрасной ГСН и напоминает своей стеклянной сферой вариант с лазерной ГСН
Головки самонаведения
Самонаведение (в противоположность активному дистанционному пилотированию посредством джойстика) может быть достигнуто за счет различных методов. Самым популярным является лазер, в этом случае носовой сенсор носителя ищет лазерное пятно (как правило, в ближней ИК-области спектра) на земле и пикирует на него. В последние годы лазеры и лазерные ГСН совершили гигантский скачок в своем развитии, особенно в контексте устойчивой работы при плохих погодных условиях (но опять же только до определенного предела). Но при этом технология лазерного наведения имеет недостаток, заключающийся в том, что необходима постоянная «подсветка» цели системой целеуказания, установленной на самолете-носителе или другом воздушном аппарате (который может быть и беспилотником) или лазерной станцией подсветки, обслуживаемой оператором на земле.
Еще одним метод, возможно появившийся раньше всех, заключается в использовании телевизионных ГСН или ГСН по контрасту цели. Пилот или второй пилот направляет камеру на заданную цель, после захвата на сопровождение ракета летит в ее сторону исходя из контрастного распознавания (или попиксельного). Впрочем, этот метод имеет свои ограничения, особенно в плохих погодных условиях, с низким контрастом, а также при ярком солнечном освещении, когда отраженные блики от поверхности, как правило, озера или реки, могут ослепить камеру с драматическими последствиями, если, например, целью являлся мост.
Еще одно решение представляет собой комбинацию ПЗС-камеры и инфракрасного сенсора. Эта система с более высокими характеристиками позволяет авиабомбе пикировать на цель, изображение которой хранится в памяти. Этот тип ГСН в комбинации с инерциальным блоком и приемником спутниковой связи используется в системе Rafael Spice 1000.
Инерциальное наведение, обеспечиваемое блоками инерциального измерения, достаточно часто используется во многих системах вооружения благодаря относительно низкой стоимости, но высокую точность получить в этом случае достаточно сложно. И здесь на помощь приходит GPS – блестящая система спутниковой навигации, появившаяся в 1995 году. Когда проблемы с задержкой приема сигнала были решены, система глобального позиционирования стала совершенно необходимой в ряде военных сфер, включая такое непритязательное оружие, как управляемые или планирующие авиабомбы.
Системы спутниковой навигации (уже развернута российская ГЛОНАСС, а европейцы вскоре получат собственную систему Galileo) также используются в системах лазерного наведения, поскольку при разрыве канала связи могут принять на себя функции наведения. В этом случае система называется двухрежимной лазерной/инерциальной ГСН, которой, например, оборудуются авиабомбы Paveway IV.
Таким образом, не удивительно, что в ответ на вызовы времени всё больше комплектов управления авиабомбами предлагаются с тремя вариантами системы наведения, как можно видеть на примере французской модульной системы наведения AASM.
Китай также имеет свой вариант управляемой по GPS авиабомбы. LS-6 массой 1000-фунтов с раскрывающимися крыльями разработана компанией Catic. Производитель не называет максимальную дальность действия, но заявляет о круговом вероятном отклонении 13 метров
Планирующая авиабомба под названием Дрель разработки НПО "Базальт" завершает госиспытания. По заявлениям производителя, дальность при отходе от носителя составляет 30 км
Использованы материалы:
www.shephardmedia.com
www.tawazundynamics.ae
www.raytheon.com
www.mbda-systems.com
www.boeing.com
www.deneldynamics.co.za
www.rafael.co.il
www.bazalt.ru
www.wikipedia.org
ru.wikipedia.org
Перевод: Alex Alexeev