Курсовая работа: Научные проблемы создания высокоточного оружия флота
Со второй половины 70-х годов решалась задача резкого повышения потенциала морских стратегических ядерных сил за счет увеличения числа боеголовок. К этому времени в США твердо обозначился курс на приоритет подводных лодок с баллистическими ракетами в ядерной триаде. К концу 60-х годов только США обладали более чем 650 баллистическими ракетами, установленными на подводных лодках. В 1970г. США приняли на вооружение ракетный комплекс “Посейдон” с разделяющейся головной частью (с 10 боеголовками индивидуального наведения). По мере его внедрения начался интенсивный рост числа ядерных боеголовок в ВМС США.
Разработка в Советском Союзе подобной ракеты (РСМ-50) началась в начале 70-х годов, а на вооружение ВМФ она была принята в 1977г. Разделяющаяся головная часть ее могла оснащаться одной, тремя или семью боеголовками индивидуального наведения с ядерным зарядом различной мощности.
Главными задачами последующих разработок баллистических ракет ПЛ оставались: рост количества боеголовок, повышение точности стрельбы, сокращение времени предстартовой подготовки и выпуска всех ракет с одной лодки за счет автоматизации этих процессов.
В 1983г. на вооружение атомных подводных крейсеров проекта 941 был принят ракетный комплекс с трехступенчатой твердотопливной ракетой РСМ-52 с разделяющейся головной частью, несущей 10 боеголовок индивидуального наведения. Ввод в строй каждого такого ракетоносца увеличивал ядерный потенциал ВМФ на 200 боеголовок.
Необходимо отметить, что опыты разработки твердотопливной баллистической ракеты для подводных лодок предпринимались и ранее. В 1980г. на вооружение ВМФ был принят ракетный комплекс с твердотопливной баллистической ракетой средней дальности. Головным разработчиком его было конструкторское бюро завода “Арсенал” (главный конструктор П.А.Тюрин). Однако по различным причинам, для ВМФ была построена лишь одна ракетная подводная лодка с этим комплексом.
Наконец, в 1986г. был принят на вооружение ВМФ ракетный комплекс РСМ-54 с жидкостной баллистической ракетой, несущей 4 боевых блока индивидуального наведения. Отличительная особенность этого комплекса - высокая точность стрельбы, которая достигается сочетанием высокоточной инерциальной системы с двумя системами коррекции - по звездам и навигационным спутникам. Принятые в 80-е годы на вооружение ВМФ комплексы баллистических ракет по техническому совершенству и боевой эффективности не уступают американским ракетам типа “Трайдент”, а их развертывание определило паритет в стратегических ядерных вооружениях СССР и США.
Известно, что, кроме баллистических ракет, для поражения наземных целей в конце 50-х годов был создан и принят на вооружение подводных лодок ВМФ ракетный комплекс с крылатыми ракетами П-5. О том, как создавался этот комплекс, излагается далее в статье Г.А.Ефремова.
В 70-х годах вопрос о создании подобных ракет на новом техническом уровне возник снова. Дело в том, что, несмотря на заключенный еще в 1972г. между США и СССР Договор об ограничении стратегических наступательных вооружений (ОСВ-1), США продолжили попытки достичь одностороннего ядерного превосходства. В конце 70-х годов в США была разработана, а затем принята на вооружение маловысотная дозвуковая крылатая ракета дальнего действия с ядерным зарядом “Томагавк”. Она не подпадала под действие Договора об ОСВ-1 и в последующем была развернута на многоцелевых подводных лодках, надводных кораблях и тяжелых бомбардировщиках США.
В ответ на воздушную угрозу во второй половине 70-х годов в СССР началась разработка подобного ракетного комплекса. Головной организацией было определено КБ“Новатор” под руководством видного конструктора артиллерийского и ракетного оружия Л.В.Люльева. В кооперацию разработчиков вошли конструкторские коллективы, возглавляемые А.А.Бришем, О.Н.Фаворским, А.С.Абрамовым, И.Ф.Поповым, Г.Н.Чернышевым и другими. В процессе разработки комплекса был разрешен целый ряд сложных технических и научных проблем. Конструкторскому бюро “Новатор” удалось создать крылатую ракету в габаритах штатного торпедного аппарата подводной лодки, стартующую с глубины в несколько десятков метров.
Под руководством академика О.Н.Фаворского разработан экономичный малогабаритный двухконтурный воздушно-реактивный двигатель, обеспечивающий дальность полета более 2000км. Прецизионная инерциальная система и система коррекции траектории полета по рельефу местности с помощью цифровых карт, разработанные под руководством А.С.Абрамова, обеспечили точность, достаточную для поражения не только площадных, но и защищенных точечных целей.
С принятием в первой половине 80-х годов этого ракетного комплекса возникший дисбаланс с США в этом виде стратегического оружия был восстановлен.
Противокорабельные крылатые ракеты
Разработка и последующее интенсивное развитие противокорабельных крылатых ракет для Военно-Морского Флота были вызваны необходимостью решения острейшей проблемы нейтрализации угрозы территории страны с моря со стороны авианосных и других многочисленных корабельных ударных группировок США и других стран НАТО. В силу экономических причин создать противовес этой угрозе путем строительства аналогичного отечественного флота было нереально. Анализ возможных технических путей эффективного и приемлемого в экономическом плане варианта решения проблемы привел к однозначному выводу о перспективности использования автоматически управляемых беспилотных самолетов-снарядов для поражения надводных целей.
Определенная научно-техническая база в лице авиационной промышленности и ведущихся работ по проектированию реактивных самолетов, созданию систем автопилотирования и телеуправления уже имелась. Тем не менее, предстояло создать специализированные научно-исследовательские и конструкторские организации, опытные и серийные производства нового вида оружия и его комплектующих элементов. Образование ряда таких конструкторских бюро и институтов интенсивно началось во второй половине 40-х годов в соответствии с Постановлением правительства СССР №1017-419сс. В процессе становления этих организаций военными учеными, специалистами и конструкторами промышленности велись исследования по выбору аэродинамических схем, двигателей, систем управления и пусковых установок. В конце 40-х - начале 50-х годов целому ряду конструкторских бюро были выданы тактико-технические задания на опытно-конструкторские работы по противокорабельным ракетам, в том числе авиационным: “Комета”, “Щука-А”, “Шука-Б” и берегового базирования “Шторм”. Работы начались сразу в нескольких конструкторских бюро, возглавляемых А.И. Микояном, М.В.Орловым, М.Р.Бисноватом, А.А.Викторовым, М.П.Петелиным, М.М.Бондарюком и другими. Эти работы завершились принятием на вооружение Военно-воздушных сил противокорабельной ракеты “Комета”. В качестве самолетов-ракетоносцев использовались тяжелые бомбардировщики Ту-4.
Крылатые ракеты “Щука-А”, “Щука-Б” и “Шторм” прошли этап эскизного проектирования, разработки рабочих чертежей и значительный объем экспериментальной отработки. Однако в 1953г. работы по этим системам были прекращены, а приоритет отдан ракетной системе “Комета”, на базе которой и был создан первый в ВМФ ракетный комплекс берегового базирования “Стрела”, принятый на вооружение в 1955г. Следует отметить, что, несмотря на прекращение работ по ракетам “Щука” и “Шторм”, в процессе их проектирования были найдены оригинальные технические решения по различным элементам.
Так, для ракеты “Щука-Б” впервые была спроектирована радиолокационная активная головка самонаведения, для ракеты “Шторм” были разработаны для экспериментальной отработки радиолокационная и телевизионные головки самонаведения. Для авиационных ракет предусматривалась мощная боевая часть с подводным участком траектории перед целью.
Оригинальной была конструктивная схема ракеты “Шторм” - в камере сгорания маршевого прямоточного дозвукового воздушно-реактивного двигателя располагался стартово-разгонный двигатель, который после завершения своей работы выбрасывался и сразу начинал работать маршевый (главные конструкторы М.М.Бондарюк и И.И.Картуков). Более чем 20 лет спустя эта компоновочная схема была повторена на новом техническом уровне для сверхзвуковых ракет с прямоточными двигателями.
В середине 50-х годов на основе накопленного опыта проектирования и отработки первых образцов ракет были развернуты опытно-конструкторские работы по нескольким комплексам противокорабельных крылатых ракет с различными тактико-техническими характеристиками.
Для вооружения модернизируемых эскадренных миноносцев проекта 56М и первых ракетных кораблей проекта 57-бис в 1953-1957гг. был разработан, испытан и принят на вооружение ракетный комплекс с крылатой ракетой КСЩ. Корабельный комплекс с ракетой КСЩ был создан под руководством М.В.Орлова и явился первым серийным комплексом, известным не только у нас, но и за рубежом. Ракета имела самолетную схему, маршевый турбореактивный и твердотопливный стартово-разгонный двигатели. Конструктивная особенность ракеты - ее отделяемая боевая часть, имеющая обтекаемую гидродинамическую форму, которая приводнялась за 10-20м до цели и далее двигалась по инерции под водой до встречи с ней. Старт ракеты производился с наводящейся пусковой установки с удлиненными направляющими. Управление ракетой на траектории осуществлялось автопилотом до момента обнаружения цели бортовой активной радиолокационной головкой, после чего ракета переходила в режим самонаведения на цель.
В конструкторском бюро, возглавляемом Генеральным конструктором, будущим академиком В.Н.Челомеем (ОКБ-52. позднее НПО “Машиностроение”), началась разработка сразу двух комплексов противокорабельных ракет большой дальности, обеспечивающих загоризонтное положение целей: П-6 - для вооружения атомных и дизельных подводных лодок и П-35 -для вооружения ракетных крейсеров проекта 58 “Грозный”, а затем и береговых стационарных и подвижных установок. Необходимо заметить, что вооруженные именно этими ракетами подводные лодки и надводные корабли ВМФ стали в 60-х годах той реальной силой, которая была противопоставлена угрозе со стороны авианосных ударных группировок США и других стран НАТО.
В машиностроительном конструкторском бюро “Радуга” в 1955-1960гг. был создан комплекс для ракетных катеров П-15 ближнего действия (главный конструктор А.Я.Березняк, главный конструктор комплекса ракетных катеров проектов 183 и 205, известный судостроитель Е.И.Юхнин).
Крылатая ракета П-15 отличалась сравнительно небольшими массогабаритными характеристиками, что и позволило разместить ее на кораблях малого водоизмещения. На ракете использовался жидкостно-реактивный двигатель конструкции А.М.Исаева, работающий на углеводородном горючем ТГ-02 и окислителе - азотной кислоте. Впервые был осуществлен старт ракеты с “нулевых” направляющих, длина которых не превышала стартовую длину ракеты.
Автономная система управления включала автопилот, высотомер и активную радиолокационную головку самонаведения, разработанную в ОКБ-41 под руководством Н.Е.Наумова; радиовысотомер создавался в КБ “Деталь” главным конструктором В.С.Фоминым, который впоследствии возглавлял разработку радиовысотомеров для всех морских ракет. Ракета имела мощную фугасную боевую часть, достаточную для поражения даже крупного корабля при одном попадании. Высокие боевые и эксплуатационные качества, а также надежность ракет П-15 послужили основанием для их широкого внедрения не только в отечественном ВМФ, но и на флотах стран Варшавского Договора и других стран. Дальнейшая модификация этих катеров - катер проекта 205.
На базе ракеты П-15 в конце 60-х годов был разработан модернизированный пакетный комплекс. Ракеты П-15(У) этого комплекса имели более совершенную бортовую систему управления (другой диапазон частот, скрытое сканирование). Была разработана новая радиолокационная станция (РЛС) целеуказания и введен автоматический предстартовый контроль ракет. Кроме того, был разработан вариант ракеты с головкой самонаведения, которая создавалась в ЦНИИ “Альтаир” под руководством М.П.Петелина. Применение на ракете складывающегося крыла позволило уменьшить габариты пусковых установок, увеличить боекомплект и улучшить размещение ракет на носителях.
В 1971-1978гг. на базе ракет П-15 был создан мобильный береговой ракетный комплекс “Рубеж”. Спаренная пусковая установка с аппаратурой предстартовой подготовки и радиолокационной станцией обнаружения надводных целей размещалась на автомобильном шасси, на таком же шасси располагались обеспечивающие системы и системы управления. Это придавало полную автономность береговым ракетным частям с комплексом “Рубеж” на необорудованном побережье. Комплекс также пользовался спросом на международном рынке вооружений и поставлялся в дружественные развивающиеся страны. Активное участие в отработке комплексов с ракетами П-15 принимали специалисты Института вооружения С.Н.Бирон, Р.В.Тихановский, В.М.Егоров.
Выдающиеся научно-технические достижения кооперации разработчиков во главе с КБ “Радуга” - создание во второй половине 70-х - начале 80-х годов сверхзвуковой низковысотной противокорабельной ракеты “Москит”. Главным конструктором комплекса был видный конструктор ракетной техники И.С.Селезнев. На этой противокорабельной ракете впервые применен малообъемный прямоточный воздушно-реактивный двигатель, который обеспечил высокую сверхзвуковую скорость полета (>2М) на низких высотах. Разработан он под руководством главного конструктора В.Г.Степанова. Двухканальная активно-пассивная радиолокационная головка самонаведения и система приборов управления были созданы в НПО “Альтаир” под руководством главного конструктора С.А.Климова и Ю.В.Молодыка. В создании, испытаниях и освоении комплекса “Москит” активное участие принимали конструкторские коллективы Н.К.Цикунова, И.И.Картукова, ведущие специалисты от промышленности и флота - Д.А.Асеев, И.А.Артеменко, Ю.Д.Новиков, В.А.Бирулин, П.И.Сухов и другие.
В начале 80-х годов комплекс “Москит” был принят на вооружение эскадренных миноносцев типа “Современный”, малых ракетных кораблей, кораблей экранопланов. По своим боевым и техническим характеристикам он превосходит все известные противокорабельные ракеты средней дальности.
Противокорабельные ракеты обладают большой разрушительной силой, которая достигается, прежде всего, мощной боевой частью и в меньшей степени кинетической энергией, высвобождаемой в момент встречи ракеты с целью. В решении этих проблем участвовали академики М.А.Лаврентьев, М.А.Садовский, В.А.Легасов. В конструкторских и исследовательских организациях, таких, как ЦНИИХМ, НИИМАШ, НПО “Алтай”, НПО “Поиск” и др., под руководством И.П.Кучеренко, И.И.Томашевича, Ю.Г.Витковского, А.А.Нерченко, В.А.Авеняна, Д.И.Мацукова, В.С.Волкова и других конструкторов были созданы оригинальные боевые части с использованием мощных взрывчатых составов - фугасные, фугасно-кумулятивные, проникающие и др. В их отработке, испытаниях и освоении активное участие принимали М.К.Агапов, И.И.Томилов, И.А.Никольский, А.Г.Пронозов, М.Д.Яковлев и другие специалисты.
В настоящее время Российский флот обладает противокорабельными ракетами большой, средней и малой дальности, надводным и подводным стартом. Вооружаются ими корабли различных классов - от ракетных катеров до надводных и подводных ракетных крейсеров.
Системы целеуказания противокорабельным ракетам
Для обеспечения боевого применения ракет важное значение имеют обеспечивающие системы, и, прежде всего системы разведки и целеуказания. Разработка таких систем требует решения очень сложных научно-технических проблем, получения не только координат целей, но их состава, построения ордера и других характеристик.