Техника и вооружение 2007 03 - Автор неизвестен. Страница 19
Основой построения систем управляемого наведения является сам управляемый объект, т.е. ракета как носитель боевой части с одной стороны и как объект управления – с другой. Поскольку для комплексов, размещаемых на подвижной базе, отсутствует жесткое ограничение по массе ПТУР, то используемая в то время кумулятивная боевая часть строилась из условия пробития максимально возможной лобовой брони танка с учетом необходимого заброневого действия. Определяющим в этом являлся диаметр БЧ и ее масса. Исключением являлась БЧ для «Кобры», для которой диаметр ограничивался калибром танкового снаряда.
Как управляемый объект ракета должна обладать определенной аэродинамической устойчивостью и достаточно высокой собственной частотой (около 5 Гц), что предопределяло построение автоматического контура наведения с приемлемыми ошибками отклонения ракеты от линии визирования на цель. В системах, где в контур управления самой ракетой включался оператор-наводчик, это требование могло быть сниженным из-за большей инертности реакции человека.
Главной особенностью ракеты как объекта управления являлись органы управления, аэродинамическая природа ** которых диктовала для большинства разрабатываемых комплексов применять систему автоматического регулирования второго порядка (с астатизмом второго порядка), структурно неустойчивых, а после принятия мер, обеспечивающих устойчивость, критичных к коэффициенту усиления контура, как на верхней свое и границе, так и на нижней.
От этого теоретически можно было избавиться, например, отстрелом грузиков (получаем непосредственную поперечную скорость), однако такое решение проблематично в технической реализации для длительного полета ракеты. Такой способ корректировки траектории был впервые апробирован В.И. Вишневским применительно к танковому артиллерийскому снаряду на конечном участке полета к цели, а в последующем – в США для ПТУР небольшой дальности.
На ПТУР конструкторами также решалась масса задач, связанных с поперечными размерами оперения в полете и в боеукладке, с энергопитанием ее систем (например, для ракеты «Дракон» на одном из этапов был использован малогабаритный электрогенератор (3 кВт) работающий от порохового аккумулятора давления, для лампы-фары с осевой силой в один миллион свечей), с размещением трехстепенного гироскопа, приемников сигнала, аппаратуры, местом расположения органов управления и еще многими техническими и технологическими проблемами.
Каждая из систем имела свои специфические проблемы, вызванные особенностями построения конструктивными решениями или применяемыми материалами.
Так, например, в комплексе «Кобра» старт ракеты из ствола танковой пушки накладывает массу ограничений связанных с образованием пыле-дымового облака непосредственно перед прицелом, время рассевания которого может, как правило, превосходить полетное время ракеты до цели. Особенно неприятно это может проявиться в обороне при стрельбе из окопа, когда наиболее вероятна возможность реализации больших дальностей стрельбы, вплоть до максимальных (4 км). В наступательном бою в силу боевого построения для абсолютного большинства танков продельная дальность видения целей не превысит 1,1 км как по условиям рельефа местности, так и по условиям пыле-дымового задымления и маскирования целей.
** Аэродинамические рули могут придать лишь ускорение ракете, а необходимо получить перемещение (ускорение-скорость-перемещение, т.е. двойное интегрирование).
Системы управления и наводчик
Несмотря на то что заданных постановлением правительства тем было много, все они укладывались всего в три принципиально отличных между собой способа построения (рис 2, а, б, в):
– командный: пункт считывания координат центра цели и ракеты находится у наводчика, команда с этот пункта передаемся на ракету;
– лучевой: считывания положения центра цели на пункте наводчика передается с пространственным кодированием на ракету, которая «находит» место в этом луче;
– с головками самонаведения (ГСН) на ракете.
Их отличие заключаемся в разном уровне помехозащищенности так как при лучевом способе построения считывающее устройство принимает сигнал с пункта наведения, в то время в других – со стороны противника. Особенно важно это для ГСН, для защиты от которых можно использовать различного рода «ловушки». В командных системах помехам со стороны противника могут быть подвергнуты и линия передачи команд при выполнении ее даже в миллиметровом диапазоне из-за значительных боковых и задних лепестков приемной антенны ракеты, а также система считывания координат ракеты, принимающая сигнал со стороны противника (применяемая проводная командная линия на переносных комплексах для подвижных объектов непригодна). Для танковых подразделений в командных системах определенной накладкой является распределение частот и кодов для предотвращения взаимных помех.
Это, конечно, не означает, что конкретные системы не могут быть реализованы как комбинация перечисленных способов по дальности или плоскостям наведения.
Сточки зрения описанных способов к командным системам могут быть отнесены «Шмель», «Фаланга», «Дракон», «Малютка», «Овод», «Тайфун», «Кобра» («Гвоздь»-«Кобра»), «Астра», к лучевым – «Лотос».
Тяжело продвигалась лучевая система «Лотос» (ТКБ, г.Тула): из-за отсутствия мощного точечного источника она отрабатывалась на ксеноновои лампе с массивными линзами (диаметром до 25 см) в оптической с истоме, с программным перемещением некоторых из них, что ставило под вопрос использование ее на подвижных объектах для стрельбы с ходу. Реализация таких систем стала возможной только после освоения лазерных источников излучения.
Вернемся к командным системам ввиду того что, независимо от их технической реализации, между ними имеет место качественное различие, характеризуемое необходимым навыком наводчика для удержания ракеты в габаритах цели. Сейчас принята несколько неудачная терминология (в которой зачастую путаются даже преподаватели), не отражающая сути различий: «ручная» и «полуавтоматическая». В те времена эти понятия также трактовались весьма своеобразно с учетом конкретных интересов конструкторского бюро.
Суть различий заключается в том что с появлением управляемых ракет, как ранее отмечалось, наводчика вынуждены были включить буквально последовательным «блоком» в контур управления на период полета ракеты. Если при стрельбе из пушки наводчик прицеливался и нажимал спуск в момент, как ему казалось, наиболее удачною совмещения точки прицеливания с целью, а далее оценивал результаты стрельбы, то теперь он должен был осуществлять управление в течение всего периода полета ракеты после выстрела вплоть до ее встречи с целью (от секунды до десятков секунд). Особенностыо такого управления должен был стать специально вырабатываемый навык, обуславливаемый поведением ракеты при наблюдении в прицел, когда наводчик должен был пультом отрабатывать команды, не столько зависящие от величины отклонения ракеты от проекции на цель, сколько от ее угловой скорости и углового ускорения.
На первом этапе создания систем управления простейшим решением оказалось «дать»: в руки оператору рули ракеты, как это сделали французы. Это и есть то, что называется «ручным» управлением. Такими комплексами были «Шмель», «Малютка» и более сложный ПТУР «Фаланга», дублирующий режим «Дракона».
Однако такая заманчивая возможность наткнулась на «подводный камень», связанный с тем, что необходимый навык для управления ракетой оказался чуждым обычному жизнеенному опыту большинства людей.
Все дело в том, что в обыденной жизни такой навык отсутствует. Есть специальности, где он отрабатывается: по управление судном (лодкой) при плавном причаливании (в одной плоскости) или пилотирование летательного аппарата с выдерживанием заданных высоы полета и маршрута (без автопилота). Хотя последний навык требует меньшего напряжения, чем управление в двух плоскостях противотанковой ракетой по подвижной цели. Совершенно не случайно, что для отработки некоторых опытных образцов в качестве наводчиков привлекались именно летчики.