Зенитной ракетой под горизонт. Как это работает

Источник по ссылке в Дзене.







Две недели назад нас дважды удивили заявлениями о потерях украинской авиации – сначала про 10 сбитых МиГ-29 за один день, потом про 24 самолёта (без уточнения типов) уничтоженных всего за неделю – по сути, настоящего рекорда в рамках специальной военной операции. Никаких подробностей о том, чем и как за такое короткое время было сбито столько летательных аппаратов ВСУ, не сообщалось, что, естественно, породило некоторое недоверие к информации. Позже Сергей Шойгу подтвердил, что российские зенитчики действительно смогли сбить 24 украинских боевых самолёта всего за пять дней благодаря "новым системам". Однако, какой вид вооружения имелся в виду, глава военного ведомства уточнять не стал, тем самым еще больше подогрев интерес к интриге. Плоскоземельщики напряглись.

Даже ветеран американской разведки Скотт Риттер в ходе своего очередного стрима удивился: «Украинские самолеты просто взрываются. Мы до сих пор не понимаем, что происходит. А русские знают. Они нас изучали и придумали решение. Взрываются МиГ-29. Подождем, когда будут взрываться Су-24 с британскими ракетами. Они тоже будут взрываться. Потому что им надо подобраться еще ближе и их достанут. Русские, по сути, обезвредили украинские ВВС. А мы им F-16 собираемся отправить! О них можно забыть – пусть даже не пытаются взлетать!.. Это значит, что русские гарантировали свое воздушное господство в следующем конфликте!»

Некоторые подробности боевого рекорда наших расчетов ПВО стали известны 25 октября из официального сообщения ТАСС: Россия применила зенитную ракетную систему С-400 "Триумф" в связке с самолетом дальнего радиолокационного обнаружения А-50 в ходе СВО на Украине. По словам собеседника агентства, стрельба «Триумфа» велась на максимальную дальность по целям, которые в момент поражения находились на высотах примерно от 300 до 1000 метров.

Именно в таком высотном диапазоне тактическая авиация ВСУ выходит на рубежи применения противорадиолокационных ракет HARM, крылатых ракет Сторм шедоу и Скальп во избежание поражения нашими средствами ПВО. Как говорили в Древнем Риме - Sapienti sat – «понимающему достаточно». А тем, кто от темы далёк, возьмусь объяснить.

Дальняя граница зоны поражения для С-400 составляет 250 км ракетой 48Н6ДМ по целям на средних и больших высотах. Ракетой 40Н6Е – 380 км. При этом дальность радиогоризонта по целям на высоте 1 000 м для радара ЗРК С-400 - МРЛС (Многофункциональная Радиолокационная Станция) не более 150 км. Как же тогда «Триумфу» удается наводить зенитные управляемые ракеты на дальности 250 км и более, если его радар за чертой радиогоризонта ничего не «видит»? Или нам теперь придется признать, что Земля на самом деле плоская, а не круглая?

Нет, не придётся. Земля действительно имеет форму геоида, и цель на высоте 1 км на дальности 250 км, а тем более 380 км для ЗРК будет находиться ниже горизонта. Тем не менее, «Триумф» сможет достать её и там. Только делать это он будет исключительно ракетой 40Н6.

ЗУР С-400 используют комбинированный способ наведения. После старта ракета любой серии должна попасть в зону её обнаружения радаром комплекса. Этот момент называется "влет в матрицу захвата". На этом участке полёта ракета управляется программой. Далее она летит с помощью инерциальной навигационной системы, которая запоминает на короткое время направление полёта и даёт команды автопилоту. МРЛС, непрерывно измеряя координаты цели и ЗУР, формирует нужную траекторию и корректирует инерциальную навигационную систему (ИНС) ракеты. Этот участок называется «полёт под управлением ИНС с коррекцией».

При приближении ракеты к цели, эхо-сигнал от нее становится сильнее, и головка самонаведения (ГСН) ракеты способна уже самостоятельно захватить цель для сопровождения. Поскольку ракета всегда находится ближе к цели, точность сопровождения ГСН выше, чем у МРЛС, и поэтому теперь команды формируются непосредственно на борту ЗУР. Если используются ракеты 48-й серии, этот способ наведения называется полуактивным самонаведением - по подсвету от МРЛС, а если 9М96Е/Е2 или 40Н6Е, активным самонаведением – по собственному подсвету. Вот эта-то новинка – применение активного самонаведения и позволяет поражать цели, которые не подсвечиваются радаром ЗРК, так как находятся ниже его радиогоризонта.

Именно эти ракеты и есть «новые системы». Однако, учитывая большую известную дальность поражения украинских самолётов, мы говорим пока только про более дальнюю из них – 40Н6.



Участки (этапы) наведения ракет ЗРК С-400

Таким образом, способы наведения применяются последовательно: программное, по ИНС с коррекцией, полуактивное или активное самонаведение. При этом для 48-х ракет МРЛС обязательно должна иметь прямую видимость цели и ЗУР на всех участках полёта, а для ракет 40-й серии это нужно только до захвата цели на сопровождение по собственному подсвету их ГСН.

Долгожданная ракета
В конструкцию ЗРК С-400 изначально, а в С-300-ПМ1/2 в результате модернизации была заложена возможность применения ракет с активными головками самонаведения. Речь идет о ракетах 9М96Е/Е2 и 40Н6 (только в С-400). Их активная ГСН с некоторого расстояния до цели начинает сама облучать цель электромагнитным излучением и перестаёт нуждаться в подсвете от наземного радара. Фактически у этих ЗУР на борту такой же радар, как и на земле. Правда, менее мощный и менее чувствительный, что связано с массогабаритными ограничениями. Поэтому некорректно утверждать, что эти ракеты полетят самостоятельно с момента запуска и освободят радар от необходимости подсвечивать цель. Захват цели активной ГСН ракеты происходит только на последних 20-40 километрах ее полета.


Сравнение ракет 48Н6ДМ и 40Н6Е. Схема 40Н6 предполагаемая.

Ракета 40Н6Е, можно сказать, для нашего «Триумфа» долгожданная, а разные «подхрюкиватели и табаки», наверное, устали насмехаться над тем, что она «аналоговнетная» и «существует в единичных экземплярах». Первое заявление Алмаз-Антея о её разработке было ещё в 1999 году, но в полном масштабе она началась в 2007 году. В 2013 полетела. Разумеется, сходство ракет чисто внешнее. Переработано практически всё. Дополнительные километры дальней границы зоны поражения для нее дались очень непросто.

Достоверных фото ракеты 40Н6 в открытых источниках нет. По просачивающимся сведениям, она стала двухступенчатой, в результате длиннее на 1.6 м по сравнению с предшественницей 48Н6ДМ, и немного "потолстела". Официально объявлялось, что во время полигонных испытаний ракеты, была достигнута дальность поражения цели 380 км. Но эта цифра, как говорится, «лабораторная», всех – и разработчиков, и военных, давно интересовало, как ракета покажет себя в боевых условиях?

И вот подходящий случай, наконец-то, представился. Теперь мы знаем, что все самолеты тактической авиации ВСУ были поражены на максимальной дальности. Но не на 380 км в глубине территории противника, как прописано в ТТХ ракеты, а на расстоянии около 200 км. Противоречие? Совсем нет.
Во-первых, дивизион С-400 никогда не будет стоять непосредственно на линии фронта, поэтому 50-70 км из дальней границы зоны поражения вычитаем. Цель не всегда летит точно к дивизиону, обычно несколько в сторону. Поэтому еще минусуем несколько десятков километров.
Итак, самонаведение этих ракет осуществляется только на заключительном, или терминальном, участке полёта. Первый и второй участки аналогичны таким же участкам для 48Н6. На терминальном, несмотря на переход ЗУР на собственный подсвет цели, МРЛС не оставляет ракету без своего внимания, и продолжает вести, будучи готовой подстраховать в случае срыва сопровождения ею цели.

Заглянуть за радиогоризонт

А как можно обстрелять цель, которую наземный локатор не видит? Ни установка МРЛС на искусственном холме – «горке», ни использование специальных вышек 40В6МД, поднимающих её антенный пост над землёй, не позволят ей наблюдать цели на высотах около 1 км на дальностях более 150 км.

Но не забываем, что при этом комплекс С-400 «Триумф» работал в связке с самолетом дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО) А-50. Как это могло происходить?



Самолет дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО) А-50У.

В среде интересующихся тематикой авиации, ПВО, а также у некоторых экспертов, существует представление, что самолёты ДРЛО могут наводить на воздушные цели как ракеты «воздух-воздух» (РВВ), так и зенитные, пущенные с поверхности земли. С придыханием повторяется байка о том, что натовские самолеты E-3 AWACS с легкостью наводят ракеты «воздух-воздух» средней дальности AIM-120 AMRAAM, которые на родине получили прозвище Slammer – в переводе «хлопушка». Их, кстати, США планируют в этом году передать Украине, а та даже интегрировать в ЗРК С-300П и Бук-М1.
Байка, она и есть байка. AWACS не способен управлять авиационными ракетами. Такое в принципе реализовать практически невозможно.

Дело в том, что самолёт ДРЛО измеряет координаты цели и наводимой на неё ЗУР только со своей «точки зрения». При этом ракета, запущенная ЗРК с земли или истребителем в воздухе, может приближаться к цели с прямо противоположной стороны. Расстояния между радаром самолета ДРЛО и ракетой, которую он должен был бы наводить, могут быть очень велики, что сильно влияет на точность ее сопровождения. Радару ДРЛО придётся точно измерять дальность до ракеты, чего не требуется ЗРК или БРЛС из-за применения ими метода наведения «Пропорциональное сближение» - варианта метода «Упреждение».

Но даже не это главное. И ЗУР и РВВ могут иметь индивидуальные частоты каналов управления, индивидуальные кодировки этих каналов. Значит, на летающем радаре должны быть свежие данные по этим параметрам всех(!) применяемых в отражении данного налёта ЗРК и ЗУР, БРЛС и РВВ. И нужно контролировать какая ракета из этого многообразия стартовала и брать её на сопровождение.

Почти все современные РЛС для систем ПВО используют эффект Допплера. То есть, следят за воздушной целью по ее скорости. Доплеровская добавка частоты ответного сигнала одной и той же цели будет разной для разных точек наблюдения, потому что для каждой точки будет своя величина радиальной составляющей скорости. Перед пуском ракета и наземный радар находятся в одном месте, что позволяет ввести в ЗУР отражённый эхо-сигнал для захвата его ГСН, соответствующий этой точке. Самолёт же ДРЛО получит от цели сигнал, соответствующий его положению далеко от запускаемой ракеты, но с другой доплеровской составляющей и на частоте своего радара. Чтобы передать параметры сигнала ракете ЗРК или истребителя, нужно пересчитать частоты в точку нахождения ЗУР или РВВ, у которых почти гиперзвуковая скорость движения. И подсвечивать каждую цель каждой ракете на частоте её ГСН. А при множестве ракет в воздухе такая операция может потребовать огромных вычислительных мощностей, чего не обеспечит даже новый суперкомпьютер Blueback, который Пентагон планирует в ближайшее время развернуть в Космическом центре Стеннис, в штате Миссисипи.
Ну и последний пустячок. Головки самонаведения ракет и стрельбовые РЛС ЗРК, как и БРЛС истребителей, работают в диапазонах сантиметровых или даже миллиметровых волн. Им нужна высокая точность измерения координат. А радару ДРЛО нужна не высокая точность, а большая дальность. Поэтому он работает в другом, дециметровом диапазоне волн.

Как на самом-то деле?

Так что о непосредственном управлении ЗУР или РВВ самолётом ДРЛО или хотя бы о подсвете им воздушных целей для ракет мечтать не приходится. На самом-то деле все выглядит примерно вот так.


Инфографика автора

Самолёт ДРЛО обнаруживает цель и выдаёт её координаты и другие параметры на командный пункт ЗРВ или командный пункт истребительного авиационного полка, а для МиГ-31, Су-30 и Су-35 непосредственно им на борт. Наш А-50 умел это делать ещё сорок лет назад. Но если работа с истребителем в автоматизированном виде ещё как-то получалась, то до дивизионов информация доходила фактически только через древний планшет и «перекодировку голосом». Внедрение А-50 совпало с началом перестройки, а потом проект в полной мере испытал на себе все проблемы оборонки 80-90-х. Несмотря на то, что непосредственно в ЗРК С-400 была интегрирована аппаратура цифрового сопряжения с бортом истребителя, её долгое время не могли отладить и такие режимы не использовались. Теперь, как мы видим, дело наконец-то сдвинулось с «мёртвой точки» и можно порассуждать о том, в чем заключается боевая работа «связки А-50 и С-400».

Еще недавно на большом расстоянии от линии фронта противник чувствовал себя почти в безопасности. Наши истребители МиГ-31, Су-27, Су-30 и Су-35 глубоко на его территорию не залетали, и самолёты-разведчики НАТО, причем не только AWACS, по радиолокационным данным и по данным радиоперехвата имели возможность заранее предупреждать командные пункты украинских ВВС о появлении в воздухе российских перехватчиков.

На А-50 особого внимания они не обращали. Ну, дежурит и дежурит. Не мешает. Однако для пусков крылатых ракет «Сторм шедоу», «Скальп» и противорадиолокационных ракет AGM-88 HARM воздушному противнику нужно было подбираться поближе к линии боевого соприкосновения. Все мы хорошо усвоили цифру дальности пусков этих ракет – 300 км для крылатых ракет и 150 для противорадиолокационных. Вот только для достижения максимальной дальности поражения украинским самолетам пускать данные боеприпасы приходится с больших высот.

Поэтому авиация ВСУ действует примерно так, как на схеме выше. Подбираются на малых и предельно малых высотах к линии фронта, разгоняются, делают горку или набирают высоту в несколько километров, после чего производят пуск и натурально "сваливают". Здесь-то и ловили их раньше наши истребители. Точнее, пытались – потому что охота была особенно удачной при наличии РВВ большой дальности, например - Р-37М с дальностью пуска до 300 км. Такие ракеты не всегда оказываются в боекомплектах, а чаще применяемые ракеты Р-77М имеют дальность только 110 км.

Теперь контроль за воздушным пространством противника до глубины в 300 км вместе с истребителями готовы взять на себя и ЗРК С-400. А летающие радары А-50, непрерывное дежурство которых в воздухе наконец-то отлажено, помогут заглянуть далеко за радиогоризонт и летчикам и зенитчикам.



Инфографика автора

Более того, используя связку А-50 и С-400, можно организовать бесполётную зону над большей частью территории Украины и полностью - над Чёрным
морем, обеспечить прикрытие зенитным ракетным огнём не только всей зоны СВО, но и значительной части прилегающих территорий РФ. Вопрос только за расширением серийного производства этих ракет, и тогда даже воробьи над Украиной будут летать исключительно по предварительным заявкам и с разрешения наших ВКС.

Кстати, командующий ВВС Украины генерал Николай Олещук уже пожаловался западным СМИ, что самолёты ВСУ теперь не успевают подняться с аэродрома, как попадают в зону поражения средствами российской ПВО.
ЗЫ: Автор статьи вроде бы бывший командир дивизиона С-200. Многое из того что он пишет, камрады здесь уже уже озвучивали. По его мнению, "новые системы", про которые говорил министр обороны, это ракеты 40Н6. Кстати, Н6 и Н6Е автор тоже путает (Саперного танка на него нет).