Комплекс противовоздушной ракетно-космической обороны

Комплекс противовоздушной ракетно-космической обороны

Реферат

 

Изобретение относится к оборонительным системам, более конкретно к зенитным ракетным комплексам. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель ракеты-перехватчика комплекса выполнен в виде конической мишени, включающей ядерное вещество, инициируемое посредством лазерного излучения для образования термоядерной реакции и создания сгустка плазмы с возможностью его вылета из отверстия, выполненного в вершине конуса конической мишени, вдоль оси ракеты-перехватчика или под углом к ней. Взрыватель боевой части выполнен в виде четырех попарно взаимно перпендикулярных конических мишеней, содержащих взрывчатое вещество с возможностью инициирования его посредством лазерного излучения для создания сгустка плазмы с возможностью его вылета из отверстия, выполненного в вершине конуса каждой конической мишени, и схлопывания в пространстве между другими конусами. Технический результат изобретения состоит в увеличении зоны и вероятности поражения воздушных, ракетных, космических целей. 1 ил.

Комплекс противовоздушноракетнокосмической обороны (ПВРКО) относится к оборонительным системам, более конкретно к зенитным ракетным комплексам (ЗРК).

Основная цель предлагаемого комплекса - увеличить зону и вероятность поражения воздушных, ракетных и некоторых космических целей по сравнению с применяемыми и разрабатываемыми в настоящее время ЗРК.

Аналогами предлагаемого комплекса являются ЗРК С-300П, С-300В, С-300ПМУ1 (2), "Антей-2500", "Хок", "Пэтриот" (Василин Н.Я., Гуринович А.Л. Зенитные ракетные комплексы. Минск, ООО "Попурри", 2002.), система ПРО А-135 (газета "Красная звезда", N 108 от 21.07.2002), система ПРО Джи-ПАЛЗ, ЗРК "Тхаад" (Космическая политика и космические силы США. Москва, Дипломатическая академия МИД РФ, 2002).

Предлагаемый комплекс и большинство вышеназванных аналогов содержат следующие общие части: радиолокаторы обзора пространства и наведения ракет, пусковые установки, ракеты-перехватчики, пункт боевого управления, электростанцию и др.

Комплекс ПВРКО должен поражать следующие классы целей:

1. Воздушные (аэродинамические) цели: самолеты с высотою полета до 30 км на дальности до 800 км, в том числе самолеты типа "Стелс" (невидимые в некотором диапазоне частот), постановщики активных помех, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) с высотой полета от 300 м, планирующие авиабомбы типа "Уоллал", вертолеты с высотой полета от 100 м, стратегические и тактические крылатые ракеты с высотой полета от 100 м.

2. Ракетные (баллистические) цели: одиночные боеголовки со скоростью до 5 км/с, сложные баллистические цели (СБЦ) (в состав цели входят до 30 боеголовок, до 20 ложных целей, большое количество дипольных отражателей-помех), глобальные планирующие головные части с индивидуальным наведением, оперативно-тактические ракеты типа "Першинг", "Ланс", "Скад", "Срэм" со скоростью до 3 км/с.

3. Космические цели: спутники на геостационарной и высокоэллиптических орбитах (видимые комплексом или по данным системы предупреждения о ракетном нападении СПРН или системы контроля космического пространства СККП), многоразовые транспортные космические корабли типа "Шаттл", система "Бриллиант Айз" (система обнаружения и сопровождения баллистических ракет (БР) и головных частей (ГЧ) с высотой орбиты до 1800 км при количестве космических аппаратов (КА) - 50, система "Бриллиант Пебблз" (система малых ракет-перехватчиков) с высотой орбиты до 400 км при количестве КА до 1000.

Предлагаемый комплекс может привлекаться для поражения наземных и надводных целей по целеуказанию.

Приведенный перечень типов целей требует для эффективного поражения различные типы ракет-перехватчиков.

Комплекс должен поражать вышеуказанные цели при любых погодных условиях, в том числе в дождь, туман, при снегопаде, на встречных курсах, на курсах с параметром до 100 м и при стрельбе вдогон.

Комплекс должен быть помехозащищен: работать в условиях активных и пассивных помех.

Возможность поражения вышеуказанных целей, увеличение зоны и вероятности поражения их в предлагаемом комплексе достигается применением ракеты-перехватчика с новым ракетным двигателем (заявка 2002110167 "Скоростной ядерный ракетный двигатель" с приоритетом от 18.04.2002 г.), с новой боевой частью (заявка 2001119261 "Взрывное устройство высокой производительности" с приоритетом от 12.07.2001 г.) и усовершенствованной головки самонаведения двухканального типа (инфракрасный и радиолокационный канал).

Приведем принцип действия и характеристики указанных принципиальных отличий комплекса. Ракетный двигатель РД использует коническую мишень, из отверстия в вершине конуса которой вылетает по оси ракеты или под углом к ней с высокой скоростью сгусток плотной плазмы, образованный в результате термоядерного синтеза небольшой массы ядерного вещества мишени под действием лазерного излучения. При этом внутриядерная энергия ядерного вещества (легкие изотопы водорода или гелия) преобразуется в кинетическую энергию сгустка плотной плазмы, вылетающего из мишени с высокой скоростью и создающего тягу двигателя. При этом скорость и отклонение ракеты может изменяться регулировкой периода вылета сгустков. Отклонение ракеты в двух плоскостях достигается вылетом сгустков под углом к оси ракеты. При поочередном отклонении возможно создать вращение ракеты вокруг оси, что стабилизирует положение ракеты в пространстве. Предусмотрено увеличение начальной (разгонной) скорости ракеты и уменьшение конечной (перед поражением) скорости. Способ наведения ракеты на начальном и среднем участке траектории - инерциально-командный, на конечном участке - с помощью головки самонаведения.

Скорость вылетающего из конуса сгустка плазмы 10⁵ м/с. Среднее значение ускорения ракеты за период вылета сгустков - 130 м/с. Конечная скорость и досягаемость ракеты по дальности зависят от запаса ядерного вещества (количества конических мишеней). В одном из типов ракет указанный запас обеспечивает полет ракеты на высоту геостационарной орбиты (36000 км).

Двигатель может сопрягаться с остальной частью различных классов ракет. Конструкция двигателя приведена в заявке 2002110167. Таким образом, за счет новых возможностей двигателя зона поражения целей значительно увеличивается. При этом она ограничивается не досягаемостью ракеты, а дальностью обнаружения радиолокатора обзора и наведения.

Боевая часть БЧ ракеты представляет собой взрывное устройство высокой производительности. БЧ состоит из взрывателя, заряда, преобразующего слоя у предохранительно-исполнительного устройства.

Взрыватель боевой части ракеты-перехватчика выполнен в виде четырех конических мишеней, каждая из которых имеет твердые гладкие боковые стенки из металла (твердотельные мишени), заполняется заключенным в коническую полимерную оболочку взрывчатым веществом в виде смеси дейтерия с тритием или гелия - 3 и имеет в вершине конуса отверстие для вылета сгустка плазмы. Оси каждой пары конусов располагаются в пространстве взаимно перпендикулярно, а отверстия вершин конусов примыкают к общему пространству между конусами.

Благодаря указанной конструкции во взрывателе осуществляется двухэтапное сжатие взрывчатого вещества. На первом этапе сжатия происходят следующие процессы: при падении импульса лазерного излучения на основание конуса имеет место адсорбция взрывчатого вещества, оно испаряется, и возникает реактивная сила, создающая ударные волны, которые, отражаясь oт стенок конуса, двигаются к его вершине и схлопываются в ней. При этом взрывчатое вещество в вершине сжимается до такой степени, что возникает термоядерный режим "лазерной искры", образуется в вершине первичный сгусток плазмы, который под действием реактивной силы в большой скоростью вылетает наружу через отверстие в вершине конуса.

На втором этапе сжатия происходят следующие процессы: четыре вылетевших сгустка плазмы сталкиваются в пространстве между вершинами конусов, при этом сильно увеличивается степень сжатия плазмы, и температура образующегося вторичного сгустка плазмы увеличивается до термоядерной (10⁷ К), возникает "режим зажигания" плазмы, в заряде образуется тепловая волна (волна термоядерной реакции), которая распространяется в заряде. Конструктивные размеры взрывателя: диаметр основания конуса - 6 мм, высота конуса - 7 мм, диаметр отверстия в вершине - 2 мм, расстояние между отверстиями противоположных конусов - 4 мм.

Взрыватель БЧ использует четыре попарно взаимно перпендикулярные конические мишени, из отверстий в вершинах конусов которых вылетают сгустки сжатой плазмы под действием лазерного излучения и охлопываются в пространстве между конусами. Таким образом, осуществляется двухэтапное сжатие ядерного вещества.

В результате двухэтапного сжатия температура в месте схлопывания сгустка поднимается до термоядерной (10⁷ К) и в виде тепловой волны распространяется в заряде. Заряд представляет собой шаровой сектор ядерного вещества. Вылетевшие в результате термоядерной реакции нейтроны или протоны могут использоваться двояким образом в зависимости от высоты полета поражаемой цели:

- На высотах более 30-40 км (где атмосферные газы практически отсутствуют) нейтроны или протоны заряда вылетают непосредственно в окружающее пространство (в угле раскрыва ядерного вещества заряда) и механически разрушают цель. При этом нейтроны через 3-5 с распадаются на частицы и не достигают Земли, а протоны, падая, нейтрализуются ионизационным слоем атмосферы.

- На высотах менее 30-40 км (где сосредоточено 90% массы атмосферы) нейтроны и протоны в заряде БЧ направляются на ее преобразующий слой, представляющий собой волокнистый композит, и вызывают трещины в материале слоя. Возникновение, развитие и разрушение трещины сопровождается акустической эмиссией. Импульсы этой эмиссии, сливаясь, образуют ударную волну, которая разрушает цель. Таким образом, обеспечивается экологически чистое воздействие БЧ на окружающую среду. Конструкция БЧ приведена в заявке 2001119261.

Тротиловый эквивалент БЧ может изменяться в зависимости от массы заряда и давления газа в нем от нескольких килограмм до нескольких мегатонн. При эквиваленте БЧ в 150 кт ее масса составляет 3 кг. Отсюда производительность БЧ равна 15010⁶/3=5010⁶. В 1961 году на Новоземельском полигоне была взорвана водородная бомба эквивалентом в 50 Мт и массой 24 т ("Секретные исследования". Аналитическая газета N1, Минск, 2002). Отсюда производительность водородной бомбы 5010⁶/24=2,0810⁶. Таким образом, производительность предлагаемой БЧ в 5010⁶/2,0810⁶ ~ 25 раз больше водородной бомбы. Иначе, при одинаковом эквиваленте, масса предлагаемой БЧ в 25 раз меньше массы водородной бомбы. Это соотношение позволяет при одинаковой массонагрузке сосредоточить на ракете более мощную БЧ. Кроме того, в связи с малой массой и габаритами БЧ, может применяться ее кассетная конструкция в виде большого числа снарядов. Эта БЧ при разлете снарядов способна поражать протяженные цели (СБЦ, Бриллиант Айз, Бриллиант Пебблз и др.). При этом отдельные снаряды разводятся в пространстве с помощью специального механизма выбрасывания, а подрыв вылетевшего снаряда осуществляется с помощью установленного на нем радиовзрывателя. Указанный радиовзрыватель представляет собой миниатюрный радиолокатор, формирующий сигнал подрыва, например, по уровню отраженного сигнала. Более сложным является радиовзрыватель, вырабатывающий сигнал подрыва при определенном положении цели в радиолуче антенны взрывателя. Может быть применен доплеровский радиовзрыватель, в котором в режиме непрерывного излучения выделяются колебания частоты Доплера, и при определенной амплитуде колебаний этой частоты выдается сигнал подрыва.

Следует подчеркнуть, что только кассетная конструкция БЧ с большими эквивалентами снарядов и большим числом их способна на сегодняшний день поразить СБЦ. При этом не требуется производить селекцию боевых и ложных головных частей и помех различного рода, так как при поражении предлагаемой БЧ разрушаются все части СБЦ.

Радиус поражения ядерной БЧ зависит от ее эквивалента, угла раствора заряда БЧ, а в случае кассетной БЧ - также от числа снарядов в кассете, и выбирается таким, который обеспечивает компенсацию ошибок наведения ракеты и значительно повышает вероятность поражения цели.

Предлагаемый комплекс в отличие от аналогов предназначен также для поражения некоторых космических целей. При этом космические цели, видимые радиолокатором обзора и наведения РЛОН, поражаются аналогично воздушным и ракетным целям. Для поражения космических целей, невидимых РЛОН, а именно, спутников на геостационарной и высокоэллиптических орбитах, а также на орбитах с высотой более 1500 км используется целеуказание от систем СПРН и СККП в виде шести или пяти элементов орбиты. По указанным данным на пункте боевого управления рассчитывается упрежденная точка прицеливания (точка встречи ракеты с целью). Наведение ракеты в точку прицеливания осуществляется с помощью специального радиолокатора наведения для высоколетящих целей РВЦ по методу наведения ракеты по радиолучу. Первоначальный (после старта) захват ракетой радиолуча производится в результате поиска РВЦ в секторе старта. Радиолуч РВЦ модулируется таким образом, чтобы при отклонении ракеты от направления радиолуча ее приемное устройство ориентирования определяло сигнал рассогласования и вырабатывало соответствующие команды управления ракетой, поступающие на ракетный двигатель через микропроцессорную систему МПС. При этом ракета удерживается в центре поперечного сечения радиолуча. Указанное наведение по радиолучу подобно наведению противолокационной ракеты типа "Шрайк". Наведение по радиолучу реализовано в ЗРК "Адатс" (Канада) на втором этапе наведения.

Движение радиолуча РВЦ в точку прицеливания осуществляется по полетному заданию для данного типа цели. Это задание хранится в МПС РВЦ и корректируется для конкретных данных точки старта ракеты и ее встречи с целью.

При захвате радиолуча стартовавшей ракетой радиолуч и ракета движутся совместно. По истечении нескольких минут (точно указывается в полетном задании) на конечном участке траектории ракеты по команде с РВЦ включается радиолокационный канал головки самонаведения ГСН. Дальность действия этого канала до 500 км. Канал способен захватить цель размером от 1 до 10 м. Выполнение полетного задания по времени контролируется МПС РВЦ, имеющей в своем составе таймер, позволяющий определять время с момента старта ракеты. При захвате цели ГСН управление движением ракеты передается ГСН. При этом наведение ракеты осуществляется по методу пропорционального сближения. Если в течение наибольшего полетного времени, указанного в полетном задании, вблизи расчетной точки встречи ракеты с целью, ГСН не захватила цель, то производится поиск ее путем движения радиолуча по спирали вокруг расчетной точки встречи.

При поражении высотных космических целей применяется кассетная БЧ, в которой снаряды снабжены радиовзрывателем. При приближении ракеты к цели примерно на расстояние 200 м, которое определяет радиолокационный канал ГСН, происходит выбрасывание снарядов из кассеты в пространство, взведение радиовзрывателя и по команде с него при расстоянии примерно 50 м до цели подрыв снаряда. При этом цель поражается потоком нейтронов или протонов. Принцип действия и устройство радиовзрывателя были приведены выше. В случае промаха снаряд самоликвидируется.

Следует подчеркнуть, что только новая ядерная ракета в сочетании с наведением ее по радиолучу РВЦ и применением радиолокационной ГСН способна обеспечить поражение высотных космических целей, невидимых РЛОН.

Следует отметить, что целеуказание от СПРН и СККП для поражения космических целей может не потребоваться, если применить для обнаружения и сопровождения высоколетящих целей лидар, поднятый на самолете типа "Авакс" на высоту порядка 10-12 км и баражирующего так в течение 2-3 ч. При этом атмосфера выше лидара не будет влиять на распространение лазерного излучения лидара, поглощение излучения в космосе незначительно, и обеспечиваются большие дальности обнаружения (до 40 тыс. км).

Техническая сущность предлагаемого комплекса поясняется чертежом, в котором представлена структурная схема комплекса с указанием состава и связей его частей.

Комплекс ПВРКО состоит из следующих основных частей:

1. Пункт боевого управления ПБУ.

2. Радиолокатор обзора и наведения РЛОН.

3. Лидар обзора и наведения для низколетящих целей ЛНЦ.

4. Радиолокатор наведения для высоколетящих целей РВЦ.

5. Пусковые установки ПУ.

6. Ракеты-перехватчики РП.

7. Аппаратура передачи данных и связи АПДС.

8. Электростанция ЭС.

В состав комплекса также входят другие средства технической эксплуатации комплекса, указанные ниже.

Пункт боевого управления ПБУ предназначен для:

а) обобщения и оценки воздушноракетнокосмической обстановки в зоне действия комплекса. Это действие ПБУ производится по данным, поступающим от различных источников: РЛОН, ЛНЦ, РВЦ, системы СПРН и СККП, вышестоящего КП;

б) назначения целей для поражения, целераспределения с учетом приоритета целей (на основе оценки степени угрозы) и назначения типа ракеты для поражения цели;

в) выдачи целеуказания по результатам целераспределения на РЛОН, ЛНЦ, РВЦ и команд на подготовку ПУ;

г) обмена информацией с РЛОН, ЛНЦ, РВЦ, ПУ и вышестоящим КП.

ПБУ включает следующие части (см. чертеж): микропроцессорная система, пульт боевого управления, дисплей кругового обзора, дисплей наведения (с результатами целераспределения), табло боеготовности и технического состояния частей комплекса, аппаратура передачи данных и связи. На дисплее кругового обзора информация отображается в виде формуляров, включающих номер цели, дальность, скорость, направление полета, результаты опознавания.

Радиолокатор обзора и наведения РЛОН является многофункциональной РЛС, предназначенной для:

а) обнаружения и сопровождения целей в зоне видимости, захвата целей по данным целеуказания, в том числе завязки трасс (траекторий), определения типа целей (по траекторным данным), определения государственной принадлежности воздушных целей (с помощью приданной аппаратуры опознавания);

б) наведения ракет-перехватчиков путем передачи команд на их борт (команд управления скоростью и отклонения ракеты), включения ГСН, подрыва БЧ (в случае необходимости при неисправной ГСН), приема донесений с борта ракеты;

в) управления стартом назначенных ракет, управления захватом целей ЛНЦ и РВЦ, передаваемых на их сопровождение;

г) обмена информацией с ПБУ, ПУ, ЛНЦ, РВЦ.

Радиолуч РЛОН производит строчное сканирование. При очередном проходе луча через угловое направление, на котором находится цель или ракета, происходит обнаружение ее, и при следующих проходах - взятие на сопровождение. В те моменты, когда луч оказывается направленным на ракету, передаются по радиолинии связи команды управления ракетой.

РЛОН представляет собой трехкоординатную когерентно-импульсную РЛС сантиметрового диапазона волн с высоким энергетическим потенциалом. РЛОН включает следующие части (см. чертеж): антенная система типа ФАР, передающее устройство, приемное устройство, устройство помехозащищенности, микропроцессорная система, дисплей обзора и наведения, пульт управления, аппаратура передачи данных и связи.

Антенная система размещена в четырех взаимноперпендикулярных плоскостях. Каждая плоскость (полотно) содержит передающую ФАР и приемную ФАР. Радиолуч передающей ФАР управляется электронным путем от микропроцессорной системы. Угол раствора радиолуча 1,5°*1,5°. Уровень боковых лепестков очень низкий. Уровень наклона плоскости ФАР к горизонту может меняться на небольшой угол (около 3°). При транспортировке РЛОН полотна ФАР складываются. Отклонение от горизонта оснований антенн РЛОН, как и пусковых установок, учитывается автоматически микропроцессорной системой путем внесения поправки в угол места на указанное отклонение. Этот учет особенно важен, когда комплекс работает на пересеченной местности и зимой. Угол обзора каждой передающей ФАР по азимуту +45° - -45, по углу места 1-75°. Диаметр передающей ФАР - 2-2,5 м, приемной ФАР - 0,8-1 м.

Передающее устройство содержит мощный генератор сантиметрового диапазона волн, работающий на одной из 120 фиксированных высоких частот. Генератор производит мгновенную (за 1 с) перестройку указанной частоты при появлении организованных противником активных помех и при захвате радиолучом РЛОН противолокационной ракеты. РЛОН снабжен:

а) устройством предупреждения о наличии в радиолуче противолокационной ракеты и автоматического перехода на другую высокую частоту;

б) устройством помехозащищенности, которое фиксирует наличие активных и пассивных помех, определяет координаты постановщиков активных помех, оценивает помеховую обстановку и назначает рабочую частоту генератора, свободную от подавления противником.

Устройства а) и б) имеют в своем составе местный микропроцессор.

Приемное устройство имеет высокую чувствительность (до 10^-13 Вт) и реализует цифровой способ селекции движущихся цепей (СДЦ), цифровые способы оптимальной (адаптивной) обработки принятых сигналов. Указанные цифровые способы, а также автоматические регулировки приемника и автоматический съем координат осуществляются с помощью местного микропроцессора. Цифровая обработка принятого сигнала и автоматический съем координат повышает точность определения координат и устойчивость сопровождения целей. Благодаря применению микропроцессоров, приемное устройство обладает высокой пропускной способностью по целям. Цифровая СДЦ с программным изменением частоты зондирующих импульсов обеспечивает отсеивание организованных противником пассивных помех, отражений от местных предметов и подстилающей поверхности земли при малых углах места радиолуча.

Микропроцессорная система (МПС) РЛОН осуществляет управление работой частей РЛОН, в том числе и местных микропроцессоров, обменом информацией с ПБУ, ПУ, ЛНЦ, РВЦ и выдачей данных на дисплей.

Микропроцессорная система МПС РЛОН, как и других частей комплекса, включает микропроцессор и память на больших интегральных схемах. При этом МПС осуществляет обработку больших объемов данных в реальном масштабе времени с интенсивным обменом данными с внешними устройствами. МПС реализуется на основе так называемой базовой архитектуры ДСП. Современные МПС выполняют до 2 миллиардов операций в секунду и имеют тактовую частоту до 500 МГц. Современные МПС могут содержать таймеры и выполнять сложные логические операции с привязкой ко времени.

Аппаратура опознавания воздушных целей ("свой-чужой") является типовой для государства, имеет самостоятельную антенну, укрепленную наверху ФАР, и вводит данные опознавания в МПС РЛОН. Время опознания - 3 с. При сопровождении своего самолета или вертолета обеспечивается блокировка запуска по нему ракеты.

Приведем технические характеристики РЛОН. Дальность обнаружения РЛОН по целям с ЭПР головной части БР (0,5-1 м²) составляет 2500 км. Эта дальность приведена в технических характеристиках ЗРК "Антей-2500", разработанного на базе ЗРК С-300В (стр.276 книги: Василин, Гуринович, Зенитные ракетные комплексы, 2002). Увеличение дальности обнаружения целей ограничивается в настоящее время не мощностью передающего устройства РЛС, а в значительной степени массой РЛС, допустимой для ее транспортировки на колесном или гусеничном ходу. Среднеквадратичная ошибка определения дальности - 100 м, азимута и угла места – 15’, скорости - ± 10 м/с. Разрешающая способность по дальности - 200 м, по азимуту и углу места – 30’. Время обнаружения цели с ЭПР 0,5 м² - 5-7 с. Темп обзора в секторе одной ФАР 90° может изменяться от 0,1 до 5 с. Предусмотрено замедленное вращение радиолуча в секторах баллистических целей (при этом сектор в 30° просматривается за 0,3 с). Переход от обнаружения цели на ее сопровождение происходит за 5-10 с. Выдача координат цели на ПБУ и команд управления на борт ракеты производится с частотой 1 Гц. Количество одновременно обнаруживаемых РЛОН целей - до 500, одновременно сопровождаемых целей - до 300.

В рассмотренной РЛОН совмещены функции обнаружения и наведения в одном локаторе. Такое совмещение стало возможным благодаря современным усовершенствованиям техники ФАР и повышению быстродействия и памяти МПС. Указанное совмещение имеет место в системе А-135 (РЛС "Дон-2Н"), ЗРК "Пэтриот" (РЛС AN/MPQ-53), ЗРК "Вуросэм" (РЛС "Арабел") и др.

Лидар обзора и наведения для низколетящих целей ЛНЦ предназначен для:

а) обнаружения и сопровождения низколетящих целей (крылатых ракет, вертолетов, баллистических целей, необстрелянных на средних высотах и др.), захвата целей по данным целеуказания, определения государственной принадлежности целей;

б) наведения ракет путем выдачи команд управления на борт ракеты, приема донесений с борта ракеты о выполнении команд;

в) управления стартом назначенных ракет;

г) обмена информацией с ПБУ, ПУ, РЛОН.

В состав ЛНЦ входят (рис. 1) инфракрасный тепловизор (ИТ), телевизионно-оптическая система (ТОС), лазерный дальномер (ЛД), микропроцессорная система (МПС) ЛНЦ и дисплей ЛНЦ. Тепловизор включает следующие части: антенная система (телескоп) типа Кассегрена, импульсный твердотельный лазер инфракрасного диапазона, оптический матричный приемник активного и пассивного канала, микропроцессорная система, дисплей обзора и наведения и аппаратура передачи данных и связи. Антенны ЛНЦ устанавливаются на электрически управляемом гиростабилизированном основании (платформе).

Тепловизор может работать в режиме секторного или кругового обзора, а также в пассивном режиме как инфракрасный обнаружитель (ИО), и в активном режиме как инфракрасный локатор (ИЛ). Тепловизор может работать как днем, так и ночью. Так как луч ИЛ очень тонкий, то он может быть наклонен на угол места в 0,5° при отсутствии влияния подстилающей поверхности земли, и обнаруживать цели на высоте от 100 м на дальности 11,5 км. Кроме того, в приемнике тепловизора предусмотрена селекция отражений от подстилающей поверхности земли и местных предметов. Обзор луча тепловизора по азимуту и углу места производится электромеханическим вращением элементов телескопа.

Приведем технические характеристики тепловизора. Максимум излучения, принимаемого ИО, лежит в диапазоне волн 3-5 мкм. Рабочая длина волны ИЛ - в диапазоне 8-12 мкм, более точно - 10-10,5 мкм (окно прозрачности атмосферы). Угловое расхождение луча по азимуту и углу места - 1°, энергия в импульсе ИЛ - 1,2-1,5 Дж, длительность импульса - 20-50 нс, частота повторения импульсов - 100 кГц. Дальность обнаружения целей зависит от наличия охлаждения фотоприемника. При наличии охлаждения дальность ИО (пассивный режим) составляет 15 км, ИЛ (активный режим) -100 км. Дальность в 100 км приведена в технических характеристиках инфракрасного обнаружителя доработанного в Германии ЗРК "Хок".

Тепловизор совместно с лазерным дальномером позволяет обнаруживать и различать летящие и зависающие вертолеты в соответствии с алгоритмом, предусмотренным в МПС ЛНЦ.

Так как ракета-перехватчик может развивать большую скорость при начальном движении (до 12 км/с), то она может перехватить низколетящие цели, имеющие скорости до 4 км/с на высотах 10-15 км, в том числе фрагменты СБЦ, прорвавшиеся при стрельбе с РЛОН на средних высотах. На высотах 10-15 км (в атмосфере) баллистические цели сильно нагреваются, что способствует более эффективному поражению их с помощью ЛНЦ. Таким образом, в комплексе для ракетных целей создается два эшелона поражения: на средних и низких высотах.

В лидаре предусмотрена миниатюрная телевизионно-оптическая система видеонаблюдения ТОС высокого разрешения (с 10-кратным увеличением) с пассивным инфракрасньм каналом. ТОС содержит передающую камеру (ПК), видеоконтрольное устройство (ВКУ), коаксиальную кабельную линию и др. ПК разработана на основе полупроводниковых приборов с зарядовой связью и осуществляет цифровые методы обработки сигнала с использованием микропроцессора. С целью совместного наблюдения ПК может поворачиваться приводом антенной системы тепловизора. ВКУ представляет собой монитор, размещенный в кабине ЛНЦ. Дальность обнаружения ТОС самолета - до 15 км, а дальность распознавания цели - до 7 км.

ТОС позволяет обнаруживать и распознавать цели скрытно без излучения электромагнитной энергии. ТОС может быть применена в условиях интенсивных помех тепловизору. ТОС может работать днем и ночью как совместно с тепловизором, так и автономно. При одновременной работе ТОС и тепловизор контролируют работу друг друга.

ЛНЦ в составе тепловизора, телевизионно-оптической системы и лазерного дальномера может привлекаться для обнаружения и поражения самолетов типа "Стелс", если эти самолеты не были обнаружены в радиодиапазоне РЛОН.

Радиолокатор наведения для высоколетящих целей РВЦ предназначен для наведения ракет на спутники с высотой орбиты более 1500 км, в том числе на геостационарных и эллиптических орбитах, а также для выдачи и приема рассмотренной информации ПБУ. Принцип наведения ракеты по радиолучу был приведен выше.

РВЦ представляет собой когерентно-импульсную РЛС диапазона 10-20 МГц (диапазон космических систем связи и ретрансляции данных), который обеспечивает прохождение радиоволн через атмосферу без существенного поглощения. Радиолуч РВЦ наводится из заданного направления старта ракеты в направление точки прицеливания (поражения цели). РВЦ включает (см. чертеж) параболическую антенну с перемещением радиолуча в двух плоскостях, передатчик, приемник, микропроцессорную систему, дисплей и аппаратуру передачи данных и связи. МПС РВЦ имеет в своем составе таймер, позволяющий отсчитывать время от момента старта ракеты до моментов, требуемых при выполнении полетного задания для данного типа цели. Так как в РВЦ применяется метровый диапазон волн, который почти не поглощается в космосе, то дальность распространения сигналов РВЦ составляет 50-60 тыс. км.

Пусковые установки ПУ предназначены для хранения, транспортировки и запуска ракет-перехватчиков, а также для выдачи и приема информации ПБУ, РЛОН, ЛНЦ, РВЦ. Ракеты-перехватчики (РП) установлены в транспортно-пусковых контейнерах (ТПК).

ПУ включает (см. чертеж) аппаратуру установки ТПК в стартовое положение, аппаратуру подготовки к старту, в том числе запуска гироскопа, аппаратуру выброса ракеты из ТПК (обычно с помощью небольшого порохового заряда - пиропатрона), микропроцессорную систему, аппаратуру передачи данных и связи. ПУ являются устройствами многоразового использования с вертикальным стартом ракеты, который позволяет обстреливать цели, летящие с любого направления. Так как масса и габариты РП значительно меньше, чем у ракет современных ЗРК, то количество ПУ доведено до 27 - по 6-10 РП в каждой ПУ. Боевой комплект комплекса - 202 РП. Вылет РП из ТПК производится с помощью механического выбрасывателя по командам с РЛОН, ЛНЦ, РВЦ. После старта РП ПУ может быть вновь заряжена с помощью пуско-заряжающей установки. Время заряжания - 10 мин. Так как применяется четыре типа ракет, то информация о старте их передается на ПБЧ и по принадлежности на РЛОН, ЛНЦ или РВЦ.

Работное время комплекса (время между моментом обнаружения и пуском ракеты) составляет 2-3 с.

Ракеты-перехватчики РП предназначены для поражения целей, типы которых были указаны выше. В зависимости от типа цели и высоты ее полета предусмотрены четыре типа РП (назначение и состав этих типов указаны ниже). РП включает следующие основные части (см. чертеж): ракетный двигатель, боевая часть, головка самонаведения, инерциальная система управления, аппаратура связи с землей (РЛОН, ЛНЦ или РВЦ), микропроцессорная система, электропитание.

РП представляет собой одноступенчатую ракету с ядерным ракетным двигателем, ядерной боевой частью и специальной ГСН.

Ядерный ракетный двигатель РД содержит ядерные мишени основного направления ракеты и отклонения от него, лазерное устройство, механизм передвижения ленты с ядерными мишенями, синхронизатор и др. Принцип действия ядерного ракетного двигателя был приведен выше. Антенны линии связи ракеты с землей крепятся на корпусе в хвостовой части ракеты. Тяга двигателя, скорость, ускорение, отклонение и вращение ракеты могут изменяться в некоторых пределах регулировкой частоты вылета сгустков плазмы.

Начальная скорость ракеты - 10⁵ м/с. Среднее ускорение - 130 м/с². Ракета может совершать маневры с перегрузкой до 40 g. Дальность полета ракеты зависит от запаса (количества) ядерных мишеней. В комплексе предусмотрены четыре вида запаса, обеспечивающие полет ракеты на дальность 50, 500, 2000 и 40000 км.

Габариты двигателя: диаметр - 30 см, для дальности 2000 км - длина 50 см, масса - 50 кг. Длина двигателя зависит от расчетной наибольшей дальности полета ракеты. Указанные технические характеристики обоснованы в заявке 2002110167.

Регулировка тяги и скорости РД производится микропроцессорной системой по командам с РЛОН, ЛНЦ, РВЦ или ГСН. При этом на участке разгона ракеты скорость увеличивается, а на конечном участке - понижается до величины 10 км/с. Управление двигателем обеспечивает поражение цели на встречных курсах, на параметре и при стрельбе вдогон.

Ядерная боевая часть БЧ включает взрыватель, заряд, преобразующий слой (преобразователь), предохранительно-исполнительный механизм и др. Принцип действия ядерной БЧ был приведен выше. В качестве ядерного вещества БЧ может применяться газообразная смесь дейтерия с тритием или при освоении соответствующей технологии получения - газообразный гелий - 3.

Поражение целей предлагаемой БЧ производится на высотах полета их до 500 км - ударной волной, образуемой БЧ, на высотах более 500 км - потоком нейтронов (при применении смеси дейтерия с тритием) или потоком протонов (при применении гелия - 3). При поражении целей указанными потоками преобразователь в БЧ (слой волокнистого композита) не применяется. Угол воздействия ударной волны или вылета нейтронов (протонов) определяется, в основном, углом раствора заряда и может меняться при изготовлении от 30 до 150°. В предлагаемом комплексе этот угол для упрощения расчетов выбран постоянным и равным 90°. Хотя эквивалент БЧ зависит от массы заряда и давления газа в нем, но, так как в заряде применяются легкие элементы, то масса БЧ зависит от эквивалента незначительно. Масса БЧ с эквивалентом до 1 Мт примерно равна 3 кг.

Предохранительно-исполнительный механизм (ПИМ) обеспечивает безопасность обслуживающего боевого расчета в обращении с ракетой на земле и при ее полете до момента приближения к цели и управляет подрывом БЧ при подлете ракеты на расстояние поражения БЧ. При этом в ПИМ различают два режима действия: режим взведения (снимается запрет на подрыв БЧ) и режим исполнения (производится подрыв БЧ). ПИМ размещается в ракетах 1 и 2 типа (см. ниже) непосредственно в ракете, в ракетах 3 и 4 типа - в каждом снаряде кассетной БЧ. В ракетах 1 и 2 типа ПИМ приводится в действие в части взведения по сигналу с ГСН (при захвате ею цели) или при отсутствии захвата ГСН по сигналам с РЛОН, ЛНЦ (при подлете к цели), в части исполнения - по сигналам тех же средств - при приближении ракеты на расстояние поражения БЧ. При этом расстоянии ПИМ подает импульс подрыва на синхронизатор БЧ, который производит подрыв заряда БЧ. При промахе ракеты, определяемом ГСН, или по сигналам с РЛОН, ЛНЦ а) для ракет 1 типа ПИМ снимает режим взведения, и БЧ не может быть подорван при падении ракеты на землю, и тем самым ракета не наносит ущерба своим войскам, б) для ракет 2 типа ПИМ производит подрыв БЧ, и тем самым осуществляется самоликвидация ракеты. Действие ПИМ для ракет 3 и 4 типа рассмотрено ниже.

Приведем технические характеристики БЧ. Эквивалент: 150 кт. Угол поражения: 90°. Габариты БЧ: диаметр - 7,5 см, длина при эквиваленте 150 кт - 10 см. Указанные характеристики обоснованы в заявке 2001119261.

Для поражен