Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (2-е изд., 2013) (1246775), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Последнеетребование в общем случае способствует уменьшению величины промаха (из-засокращения времени полета в атмосфере) и затрудняет перехват.Типичная современная БГ имеет острый наконечник с радиусом притупления 2.5 ÷ 5.0 см при общей длине 1.8 м и диаметре основания 0.6 м (масса200 кг). Наконечник изготовляется из композиционного материала «углерод-углерод», а остальная теплозащита — из фенольной смолы, армированной угольнымволокном. Несущая конструкции выполняется из алюминиевого сплава [3.11]..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»146Глава 3.
Баллистика головной частиКак уже отмечалось, колебания БГ относительно центра масс при движениив атмосфере способствуют появлению ненулевых углов атаки, которые, в своюочередь, вызывают переменные тепловые потоки, существенно превосходящиете, которые возникают при стабилизированном полете БГ с нулевым угломатаки.Проблема сохранения аэродинамической формы и характеристик устойчивостипри полете в атмосфере управляемой БГ имеет более важное значение, чемдля неуправляемой БГ, из-за высоких требований по точности стрельбы.
Длярешения проблемы выполняется большой объем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по изучению процессов пространственного обтеканияи определению с высокой точностью аэродинамических характеристик БГ. Большоевнимание уделяется исследованиям трехмерной теплопередачи, изменению формы баллистических наконечников, пассивной и активной теплозащите.
Материалтеплозащиты должен сочетать низкую теплопроводность и абляционные характеристики современной теплозащиты, изготовляемой методом намотки (фенольнаясмола, армированная углеродным волокном), с высокой эрозионной стойкостьюк гиперзвуковым частицам. Рассматриваются также баллистические наконечникис активным (эффузионным) охлаждением. Охлаждающая жидкость выдавливаетсячерез отверстия в наконечнике специальным поршнем, который связан с пороховымаккумулятором давления (бездымный порох) [3.13].Управляемые боеголовки, совершающие маневр в атмосфере, делятся нанесколько типов. К первому относятся боеголовки типа MARV (MAneuveringReentry Vehicle).
Они совершают заранее программируемые маневры уклонения отантиракет, что вносит непредсказуемый элемент в движение и тем самым затрудняет перехват. Для осуществления маневра БГ типа MARV должна иметь системууправления и «рули». Например, может использоваться инерциальная системауправления, автономная либо корректируемая с помощью навигационных спутников или звезд [3.10]. В качестве «рулей» могут применяться аэродинамическиеповерхности (закрылки, щитки) или двигательная установка (система струйногоуправления), специальный двигатель для маневрирования [3.5]. Поскольку при движении в атмосфере возникают большие перегрузки, то целесообразно использоватьдля маневра высокое аэродинамическое качество, которое обеспечивается путемспециальной аэродинамической компоновки БГ.
Проведенные летные испытанияпродемонстрировали возможность продолжительного полета на малой высоте БГ,осуществляющей маневры с планированием на гиперзвуковой скорости [3.14].Более совершенными являются маневрирующие в атмосфере боеголовки типаAMARV (Advanced MAneuverable Reentry Vehicle) с трехосной инерциальнойсистемой наведения. А такая система обеспечивает непрерывное определениетекущего положения БГ, вычисление промаха по заданным координатам целии формирование управляющего сигнала для компенсации ошибки, обусловленнойманеврами.
При этом практически исключаются ошибки, возникающие в процессеотделения от последней ступени, а также под влиянием ветра и других атмосферных возмущений. Определяющими для точности стрельбы становятся ошибкиинерциальной системы управления и геодезической привязки, а также неточноезнание гравитационного поля Земли..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»3.4.
Способы уменьшения рассеивания147Способность БГ типа AMARV к маневрированию может быть использована как для повышения точности стрельбы, так и для уклонения от средствПРО [3.9].Ошибки автономной инерциальной системы управления могут быть компенсированы только с помощью системы навигации, получающей информацию отвнешних источников. Поэтому БГ типа AMARV проектируется с таким расчетом,чтобы на ней можно было установить любую из систем наведения на конечномучастке, изучаемых в рамках программы ABRES (Advanced Ballistic Re-EntrySystems).
Такая система должна компенсировать ошибки инерциального управления, а также ошибки, обусловленные геодезическими аномалиями и неточнойпривязкой цели, что в принципе позволило бы обеспечить КВО, «близкое к нулю»[3.2, 3.14].Обсудим кратко некоторые разрабатываемые в США системы наведения наконечном участке.Система типа TERCOM (TERrain COntour Matching) предусматривает наведение по вертикальному контуру местности.
Считается, что ее можно использоватьна головных частях стратегических баллистических ракет и на крылатых ракетах.Эта система может применяться в сочетании с инерциальной или с доплеровскойсистемой управления, а также самостоятельно.Принцип работы системы TERCOM базируется на уникальности топографиивсякого участка суши, который можно опознать по вертикальному контуру. В процессе функционирования системы радиолокационный высотомер измеряет вертикальный контур, а барометрический высотомер — высоту полета. Разность измеренных величин определяет контур местности.
Затем в памяти БЦВМ производитсяпоиск заложенного в ней участка, контур которого совпадал бы с измеренным.Координаты эталонного участка известны, что позволяет определить текущиекоординаты БГ. Как правило, потребная точность описания вертикального профиляместности не выше нескольких метров [3.15].Поскольку система самонаведения типа TERCOM неприменима, если конечныйучасток траектории БГ пролегает над плоской поверхностью (вода, лед, равнина),то изучается также возможность идентификации не контура местности, а контурамагнитного поля Земли [3.10].Другое направление представляет система самонаведения типа ROCS (RangeOnly-Correlation-System), которая предусматривает радиолокационные измерениядальности и сравнение полученных результатов с данными, хранящимися в бортовом запоминающем устройстве.
Самонаведение может осуществляться также порадиолокационной карте местности. В состав системы входит импульсный доплеровский радиолокатор, позволяющий получить карту местности вдоль траекторииполета БГ. Снятая карта сравнивается с заложенной в бортовое запоминающееустройство [3.14].Создание маневрирующих в атмосфере головных частей (или боеголовок)с самонаведением на конечном участке является чрезвычайно сложной научнотехнической проблемой, охватывающей широкий круг взаимосвязанных задач.
Так,упомянутая ранее комплексная программа ABRES, которая осуществляется в США,включает следующие основные направления исследований [3.10]..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»148Глава 3. Баллистика головной частиОбеспечение скрытности. Сюда относятся средства и методы, способствующиезатягиванию обнаружения боеголовок средствами ПРО противника, например,уменьшение радиолокационного сечения или полет по настильной траектории.Усложнение селекции. Подавление радиолокаторов, разбрасывание фольги (дипольные отражатели), использование ложных целей, а также активные электронныемеры противодействия.Уклонение.
Основной способ — это маневр БГ в атмосфере, что практическиобесценивает прогноз ее дальнейшего движения, затрудняет или вообще исключаетвозможность перехвата.Изменение характеристик траектории входа в атмосферу. Сюда относятсяконструктивные меры, способствующие увеличению скорости входа и точностистрельбы.Выведение на цель. Управляемое движение в атмосфере, которое позволяеткомпенсировать ошибки, порожденные маневром уклонения, и повысить общуюточность стрельбы.3.4.3. Характеристики головных частей баллистических ракет США.
Рассмотрим основные характеристики головных частей баллистических (и некоторыхкрылатых) ракет США, опубликованные в зарубежных работах. По отдельным головным частям данные, приводимые в различных источниках, не всегда совпадают,однако в целом можно составить общую картину существующих и перспективныхголовных частей.
Характеристики, представленные в табл. 3.1, взяты из работ[3.10, 3.16, 3.17].Если в середине 60-х годов применялись главным образом моноблочныеголовные части (Мк-12С на ракете «Минитмен-2»), то сейчас ясно наметиласьтенденция к использованию на баллистических ракетах разделяющихся головныхчастей типа MIRV (Мк-12А на ракете «Минитмен-3», Мк-21 на ракете М-Х, Мк-5на ракете «Трайдент-2»).Таблица 3.1Характеристики головных частейРакетаПоларис А-3Минитмен-2Минитмен-3ПосейдонТрайдент-1ALCM иТомагавк2M-XТрайдент-2ГодвводаГоловнаячасть19641965197019711979Mк-2(200)Mк-11СMк-12АMк-3(300)Mк-4(400)198219861988Mк-21Mк-5(500)1 ТНТ — тринитротолуол.2 Крылатыеракеты.Масса,кгЧисло БГТНТ1эквивалентМтКВО, м50010001000100013603 (MRV)13 (MIRV)10 (MIRV)8 (MIRV)0.210.350.051930660200560370120400017÷12 (MIRV)8(MARV)0.20.4750.475∼30150.Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»Литература к главе 3149Из существующих в США межконтинентальных баллистических ракет наземного базирования, одной из наиболее совершенных является ракета «Минитмен-3»,которая может запускаться на дальность от 3 340 км до 13 900 км.
Наибольшаявысота траектории составляет, соответственно, 830 км и 2 220 км, а продолжительность полета 25 мин и 35 мин. Скорость в конце активного участка может достигать7.15 км/с. За время спуска в атмосфере порядка 139 с (hatm ≈ 75 км) скоростьполета боеголовок может снизиться до 0.107 км/с, т. е.
стать дозвуковой [3.18].Используемая на ракете «Минитмен-3» ГЧ Мк-12А имеет аэродинамическийобтекатель, который сбрасывается за пределами атмосферы. В состав ГЧ входят3 боеголовки с заостренными носками, стабилизирующими «юбками» и металлокерамическим теплозащитным покрытием. Каждая БГ имеет длину 1.83 м и максимальный диаметр 0.54 м. Ядерные заряды боеголовок рассчитаны на высотныйподрыв. Система управления включает три гироскопа, акселерометры и БЦВМ.ГЧ имеет также основной ЖРД тягой 136 кгс, который расположен по оси ГЧи осуществляет необходимые маневры. Система ориентации включает десять ЖРД,из которых шесть имеют тягу по 10.4 кгс и используются для управления потангажу и рысканию, а четыре имеют тягу по 8.2 кгс и используются в каналекрена.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
