6.3. Будова комплексів протичовнової зброї

Некерованою протичовновою ракетою називається ракета, на борту якої немає спеціальних приладів або пристроїв, керуючих її рухом, і, отже, траєкторія такої ракети після виходу (сходу) її з напрямної пускової установки не може бути змінена або скоректована. Необхідні напрямки та дальності польоту ракети досягаються відповідним розворотом напрямної пускової установки в горизонтальній і вертикальній площинах.

Керованою протичовновою ракетою називається ракета, на борту якої розміщається спеціальна апаратура та прилади керування (бортові прилади системи керування), що дозволяють автоматично або по командах з корабля корегувати її траєкторію. Для керування протичовновими ракетами використовуються всі відомі способи керування ракетною зброєю: автономне, телекерування, самонаведення і комбіноване.

Застосування в керованих протичовнових ракетах тих або інших принципів і способів керування дозволяє значно збільшити дальність польоту таких ракет, при збереженні досить високої ймовірності поразки підводних човнів. Тому у своїй більшості керовані протичовнові ракети належать до групи протичовнових ракет з великою дальністю стрільби.

Незалежно від типу протичовнові ракети, в загальному випадку, складаються з наступних основних частин: корпуса, бойової частини із підривником та рухової установки. Крім цих основних частин керовані протичовнові ракети додатково мають бортові прилади керування і відповідні органи керування: рулі, кермові машини тощо.

.

Рис. 6.7. Некеровані протичовнові ракети

а - ракета ; б - реактивна глибинна бомба

1 - аеродинамічний ковпак; 2 - підривник; 3 - заряд ВР; 4 - головна частина; 5 - піропатрони; 6 – електророз'єм; 7 - запальник; 8 - заряд палива; 9 - ракетна частина; 10, 13 - бугеля підвіски; 11 - соплові отвори; 12 - заряд палива задньої камери; 14 - стабілізатор; 15 - заряд палива двигуна обертання: 16 - сопло двигуна обертання; 17 - сопло задньої камери.

Корпус ракети є силовим елементом ракети та призначається для розміщення в ньому бойової частини із підривником, рухової установки, бортових приладів керування, органів керування й інших механізмів і пристроїв. Корпус виготовляється такої форми, щоб сили опору ракеті при русі в повітрі й у воді були найменшими, і щоб ракета добре управлялася. Аеродинамічна схема протичовнової ракети обирається з урахуванням її призначення, носія, умов польоту й діючих на неї сил. Для цього корпус має сигароподібну або веретеноподібну форму

Найбільше поширення в конструкціях протичовнових ракет одержав круглий у поперечному перерізі корпус, тому що подібна форма корпуса є найвигіднішою з погляду аеро- і гідродинаміки. Головна частина корпуса, як правило, має оживальну або конічну форму, що визначається в основному величиною швидкості, польоту ракети.

У некерованих балістичних протичовнових ракет конструкції корпусів подібні один одному і відрізняються лише розмірами та деякими особливостями. Принципово ж вони складаються з двох частин: головної та ракетної, жорстко зв'язаних між собою. У головній частині таких ракет розміщується бойова частина із зарядом ВР і підривником. Ракетна частина є руховою установкою ракети. У заднього зрізу ракетної частини на корпусі кріпиться стабілізатор.

Калібр малогабаритних некерованих протичовнових ракет-реактивних глибинних бомб (РГБ) лежить у межах 200-300 мм, довжина не перевищує 2000 мм, а маса – 200 кг. Калібр некерованих і керованих балістичних ракет великого розміру досягає 540-550 мм, довжина – 8000 мм, а маса лежить у межах 1500-2400 кг.

Рис. 6.8. Керована балістична ракета

1 - аеродинамічний ковпак; 2- головна (бойова) частина; 3- приладовий відсік; 4 - бортові прилади керування; 5 - джерела живлення;

6 – пнемобалон; 7 - блок обнуління; 8 - ракетна частина (маршовий двигун);

9 - заряд палива; 10 - рулі-стабілізатори; 11 - хвостова частина; 12 - сопло;

13 - електророз'єм

У керованих балістичних протичовнових ракетах крім головної й ракетної частин є приладовий відсік, у якому розміщуються бортові прилади керування, джерела живлення тощо, і хвостова частина, у якій перебувають виконавчі елементи органів керування: рулі керування й кермові машини. Установка аеродинамічних рулів керування в цих ракетах пояснюється тим, що політ протичовнових ракет відбувається в щільних шарах атмосфери (до висот 8000-15 000 м) і використовувати органи керування інших типів (поворотні сопла, газові рули) не має сенсу.

Крилаті керовані протичовнові ракети за аеродинамічною схемою й траєкторією польоту різко відрізняються від балістичних ракет.

Їх конструкція нагадує літак, тобто корпус виконаний, як прийнято говорити, за нормальною літаковою схемою. У зв'язку із цим крилата ракета крім корпуса (фюзеляжу), у якому розміщуються основні елементи й механізми ракети, має крила й оперення, що прикріплюється до корпуса. Корпус ракети конструктивно складається із з'єднаних між собою переднього обтічника, маршового двигуна й хвостової частини фюзеляжу. Корпус із крилами й оперенням називається планером. Крила надають ракеті стійкість і керованість у польоті та створюють підйомну силу, необхідну для підтримки її в повітрі.

Рис. 6.9. Керована крилата протичовнова ракета

1 - обтічник парашутної системи; 2 - кермо напрямку; 3 - кіль; 4 - стартові двигуни; 5 - крила; 6 - хвостова частина фюзеляжу; 7 - маршовий двигун; 8 - сопло маршового двигуна; 9 - пілон; 10 - передній обтічник; 11 – дестабілізатор; 12 - бойова частина (торпеда); 13 - антени приймача;

14 - елерони.

Для зменшення зовнішніх габаритів ракети при знаходженні її в пусковій установці, крила в ракети зроблені складними. При старті ракети, по виходу її з пускової установки, спеціальний механізм забезпечує розкриття крил і тверде їхнє кріплення в розкритому положенні.

З метою зменшення вертикального розміру ракети її вертикальний кіль, так само як і крила, виконаний складним.

Бойова частина протичовнової ракети служить для розміщення в ній заряду і підривника. Конструкція бойової частини залежить від типу ракети.

У реактивних глибинних бомбах корпус головної частини ракети є безпосередньо зарядною камерою, у яку заливається заряд звичайного ВР (МС, ТГАГ-5 і т.п.). У передній частині корпуса є горловина, у яку встановлюється підривник.

Головні частини некерованих і керованих балістичних ракет являють собою передню обтічну частину ракети, усередині якої кріпиться бойова частина із зарядом, виконана в окремому корпусі (камері).

Маса заряду звичайної ВР у протичовнових балістичних ракетах залежить від розмірів бойової частини й лежить у межах від 23 до 150 кг.

Бойова частина крилатих протичовнових ракет, як правило, уявляє собою протичовнову торпеду. Вона підвішується під ракету за допомогою спеціальної балки – пілона, закріпленого на корпусі планера, чи закріплюються безпосередньо в головній частині корпуса крилатої ракети.

Для підриву заряду протичовнової ракети в потрібний момент часу, в їх бойові частини встановлюються підривник.

Підривником називається механізм, що забезпечує вибух заряду ракети в заданій точці траєкторії її руху під водою. Залежно від заданих умов вибуху, а також від принципу пристрою й дії, підривники протичовнових ракет підрозділяються на дистанційні, неконтактні, контактні та комбіновані.

Дистанційні підривники – підривники, що забезпечують вибух бойової частини ракети при досягненні нею заданої глибини. Вони працюють за принципом «часових підривників», що забезпечують задану витримку часу від моменту приводнення ракети до приходу її на задану глибину вибуху. У сучасних підривниках, як механізм витримки часу, використовуються годинні механізми. Необхідно відмітити, що ефективність застосування ракет з дистанційними підривниками залежить, крім усього іншого, від точності визначення глибини занурення атакованого підводного човна. Перевагами таких підривників є їх перешкодозахищеність.

Контактні підривники – підривники, що спрацьовують при ударі ракети (її бойової частини) в корпус підводного човна. В основу дії цих підривників покладене використання сил інерції, що з'являються при різкій зміні швидкості руху ракети в результаті удару в корпус підводного човна.

Тому, основним механізмом цього підривника є ударно-інерційний механізм. Контактний підривник спрацьовує й викликає вибух заряду ракети від будь-якого інерційного впливу, після приходу підривника в бойове положення, тобто він спрацьовує від вибуху заряду іншої ракети, від удару в твердий ґрунт тощо.

Неконтактні підривники – підривники, що забезпечують вибух ракети в результаті впливу на його сприймаючі пристрої будь-якого фізичного поля підводного човна (пасивні підривники) або при перекручуванні її корпусом фізичного поля, створеного самим підривником (активні підривники). Неконтактні підривники протичовнових ракет можуть бути підрозділені за використовуваними фізичними полями та за іншими ознаками аналогічно неконтактним підривникам мін або торпед. Не повторюючи цієї класифікації, відзначимо, що в сучасних протичовнових ракетах, в основному, застосовуються активні гідроакустичні підривники, які за своєю будовою є мініатюрними гідролокаційними станціями. Радіус дії такого підривника, зазвичай, відповідає радіусу руйнівної дії заряду. Слід зазначити, що застосування неконтактних підривників, за інших рівних умов, підвищує ефективність протичовнових ракет на 20-25%, у порівнянні з ударними й дистанційними підривниками. Перешкодозахищеність у цих підривниках досягається обранням строго певної частоти випромінювання й прийому, формою й тривалістю імпульсу, числом і інтервалом прийнятих сигналів.

Комбіновані підривники – підривники, що сполучать у собі різні принципи дії. Вони конструюються з метою компенсації тих або інших недоліків, властивих одноканальним підривникам. Так, наприклад, при неправильно визначеній і встановленій глибині вибуху дистанційного підривника, навіть при прямому влученні ракети в човен, вибуху не відбудеться; не буде вибуху і у тому випадку, коли ракета з неконтактним підривником потрапить на корпус човна, оскільки число відбитих посилок буде недостатньо для спрацювання підривника. Тому, здебільше застосовуються комбіновані підривники типу контактно-дистанційний, контактно-неконтактний та інші.

Бойові частини ракет, що уявляють собою протичовнові торпеди, мають, як правило, ударні й неконтактні торпедні підривники.

Рухова установка протичовнових ракет служить для забезпечення їх старту й руху по заданій траєкторії з певною швидкістю і являє собою реактивний двигун. Класифікацію реактивних двигунів звичайно приводять по виду застосовуваного палива й ділять на дві основні групи: ракетні двигуни та повітряно-реактивні двигуни.

Ракетні двигуни – це реактивні двигуни, у яких всі запаси палива (пальне й окислювач) перебувають на борту ракети й, отже, їх робота не залежить від зовнішнього середовища. Тому ці двигуни можуть працювати під водою, у повітрі й безповітряному просторі.

Повітряно-реактивні двигуни – це двигуни, у яких окислювачем є атмосферне повітря. Такі двигуни не здатні працювати під водою та у безповітряному просторі. Але вони дозволяють за інших рівних умов одержувати більшу дальність польоту ракети, оскільки мають можливість брати на борт більше палива за рахунок окислювача.

Ракетні двигуни підрозділяються на ракетні двигуни на твердому паливі (РДТП) і ракетні двигуни, що працюють на рідкому паливі (РРД). Існують і інші ракетні двигуни. У протичовнових ракетах, виходячи з їх призначення й специфіки бойового застосування, використовуються, як правило, ракетні двигуни, що працюють на твердому паливі (РДТП).

Ракетним двигуном на твердому паливі називається такий двигун, у якого паливо являє собою тверду масу, що включає в себе одночасно й пальне, і окислювач. Широке застосування РДТП у протичовнових ракетах пояснюється рядом їх конструктивних і експлуатаційних переваг, основними з яких є наступні:

РДТП по конструкції є найбільш простими з усіх типів реактивних двигунів (немає паливних баків, трубопроводів, насосів тощо);

РДТП здатний швидко надати ракеті необхідне прискорення;

висока надійність і постійна готовність РДТП до негайного використання;

тривалість збереження паливом своїх хімічних та фізичних властивостей.

Ці позитивні якості роблять РДТП простіше й безпечніше в обслуговуванні, що для корабельних умов є особливо важливим.

РДТП, що входять у рухові установки та використовуються в протичовнових ракетах, за своїм призначенням і конструктивним особливостям підрозділяються на стартові двигуни, двигуни обертання й маршові двигуни.

Стартові двигуни використовуються в крилатих протичовнових ракетах і служать для забезпечення виходу ракети з пускової установки з необхідною швидкістю й для розгону ракети до швидкості, що забезпечує створення необхідної аеродинамічної підйомної сили крила. Вони відрізняються здатністю в короткий строк розвивати більшу силу тяги, як правило, у кілька разів перевищуючу початкову масу ракети. Зазвичай, час їх роботи становить 3-4 сек, після чого вони відділяються від ракети.

Двигуни обертання використовуються в некерованих балістичних ракетах і служать для додання ракеті обертання навколо її поздовжньої осі, з метою осереднення моменту можливого ексцентриситету сили тяги, чим підвищується точність руху ракети по заданій траєкторії. У протичовнових ракетах великого калібру, також двигуни мають самостійний заряд палива й декілька сопел, осі яких спрямовані під кутом до поздовжньої осі ракети, чим і забезпечується обертання ракети. Реактивні глибинні бомби не мають окремих двигунів обертання. Їх обертання забезпечується тим, що маршові двигуни таких ракет мають декілька сопел, розміщених по краю соплової кришки двигуна, осі яких спрямовані під кутом до поздовжньої осі ракети. Тому в таких двигунах частина сили тяги витрачається для обертання ракети.

Маршові двигуни призначені для забезпечення польоту ракети на задану дальність, обумовлену її тактико-технічною характеристикою. Маршові двигуни є основним елементом рухової установки ракети. За своєю конструкцією вони можуть бути без регулювання сили тяги й з регулюванням сили тяги. Маршові двигуни без регулювання сили тяги застосовуються в деяких типах реактивних глибинних бомб і в крилатих керованих протичовнових ракетах. Ці двигуни прості за конструкцією й припинення їх роботи відбувається при повному вигорянні палива.

Одним з важливих елементів рухової установки є паливо. Від його кількісного і якісного складу, а також від форми й способу кріплення паливного заряду в камері згоряння залежать основні характеристики ракетного двигуна. Тверде паливо, застосовуване в ракетних двигунах протичовнових ракет, в основному представлено двома видами: балістичні (нітроцелюлозні) палива та сумішеві палива.

Основою балістичних (нітроцелюлозних) твердих палив є нітроцелюлоза (нітроклітковина), отримана в результаті обробки природної клітковини (льон, прядиво) азотною кислотою. Однієї з особливостей балістичних палив є те, що вони стійко горять при відносно високому тиску в камері згоряння близько 50-80 ктс/см², що вимагає зміцнення її стінок.

Сумішеві тверді палива являють собою топку механічну суміш пального та окислювача, скріплених пластичним зв'язуванням. Такі палива стійко горять при тиску 15-20 кгс/див², мають більшу щільність, більше значення питомої тяги двигуна та ряд інших переваг. До сумішевих палив належить і димний порох, що представляє механічну суміш калієвої селітри (75%.), деревного вугілля (15%) та сірки (10%). Димний порох знаходить застосування у запалювальниках двигунів.

Відмінною рисою керованих протичовнових ракет є наявність у них спеціальної апаратури, що (будучи частиною системи керування ракетного протичовнового комплексу) називається бортовими приладами керування. Необхідність введення в ракету бортових приладів керування пояснюється наступним. На протичовнову ракету, що рухається в повітрі, безупинно впливає ряд випадкових факторів, що призводять до відхилення ракети від заздалегідь розрахованої траєкторії. Такими випадковими факторами, які повною мірою не можуть бути враховані до старту ракети, є: зміна щільності повітря, сили й напрямки вітру в процесі польоту ракети; випадкові аеродинамічні сили, що пояснюються незначною несиметричністю корпуса; відхилення в силі й напрямку тяги двигуна, викликане неоднорідністю складу палива й конструктивних погрішностей сопла; відмінність маси ракети від нормальної та інші. Дія цих факторів буде тим значніше, чим більше буде час і дальність польоту ракети в повітрі.

Відхилення фактичних траєкторій ракет від розрахункових називається розсіюванням ракет. Залежно від факторів, що викликають відхилення траєкторій ракет від розрахункових, розсіювання протичовнових ракет підрозділяється на полігонне й корабельне. Під полігонним розсіюванням (технічним) розуміється розсіювання, отримане відстрілом ракет на полігоні в найбільш сприятливих умовах і, що обумовлюється в основному відхиленнями в конструкції ракети і її двигуні від нормальних. Під корабельним розсіюванням розуміється розсіювання, що складається з полігонного та викликаного корабельними факторами (вплив хитавиці й ходу корабля, точності наведення пускових установок, вібрації корабля тощо). Цим пояснюється те, що застосування некерованих протичовнових ракет зі звичайним ВР обмежене по дальності. Для поразки протичовнові ракети повинні з певним ступенем точності рухатись розрахунковою траєкторією. Тому завдання стабілізації та керування ракетою на траєкторії є основним завданням, що вирішують бортові прилади керування протичовнових ракет, незалежно від прийнятого в системі керування ракетного протичовнового комплексу способу керування.

У системі керування крилатими протичовновими ракетами реалізований спосіб радіокомандного телекерування, у зв'язку з чим лінійна стабілізація в поздовжній і поперечній площинах здійснюється в ході телекерування їх польотом. Принцип цього керування полягає в тім, що на підставі даних про ціль, отриманих від джерел цілевказівки, корабельні прилади системи керування визначають необхідний напрямок польоту ракети й дальність скидання бойової частини. Потім, на підставі порівняння поточних координат ракети з необхідними, вони виробляють відповідні радіокоманди керування, які передаються на ракету для коректури напрямку її польоту й для відділення бойової частини. Тому, в складі бортових приладів крім автопілоту, програмного механізму та висотоміра є приймач команд керування з антеною, дешифратор відповідач із антеною.

У керованих балістичних протичовнових ракетах реалізований принцип автономного керування, тому завдання лінійної стабілізації ракети вирішуються бортовими приладами ракети самостійно. В основі бортових приладів (апаратури) керування балістичних протичовнових ракет лежить інерційна система керування (ІСУ). Інерційна система керування забезпечує лінійну стабілізацію ракети в площині стрільби за дальністю й швидкістю її польоту, та у бічному напрямку.

Пусковими установками (ПУ) протичовнових ракет називаються пристрої, призначені для створення певних умов початкового руху ракет у період старту. Пускова установка є одним з основних елементів протичовнового комплексу, на яку виходячи з її призначення покладається рішення наступних основних завдань:

забезпечення зручності й швидкості заряджання;

надійне утримання ракет до старту;

забезпечення зв'язку бортових приладів ракет з корабельною частиною системи керування для проведення перевірки стану і підготовки бортової апаратури, та введення до неї та підривників необхідних величин;

передачу стартового сигналу, забезпечення старту ракети;

забезпечення захисту ракет від впливу на них різних зовнішніх факторів;

забезпечення сходу ракет з певною початковою швидкістю.

Деякі типи пускових установок є безпосередньо місцем зберігання протичовнових ракет, для чого вони обладнані відповідними засобами, які забезпечують зберігання та боєздатність ракет.

Залежно від аеродинамічної схеми протичовнової ракети, її габаритів, типу носія, пускові установки мають конструктивні особливості, які визначають їх класифікацію. Пускові установки можуть бути класифіковані за наступними ознаками.

За типом напрямних:

стовбурного (трубчастого) типу, що уявляють собою тонкостінну трубу, які використовуються, зазвичай, для пуску некерованих балістичних ракет малих розмірів – реактивних глибинних бомб (РГБ);

Рис. 6.10. Пускова установка стовбурного (трубчастого) типу РБУ-6000

балкового типу, що мають форму балки спеціальної конструкції і, які забезпечують підвіску протичовнових ракет великих калібрів з розвиненими стабілізаторами (оперенням);

Рис. 6.11. Пускова установка балкового типу Mk 26 протичовнового ракетного комплексу ASROC (США)

контейнерного типу, призначені для зберігання й пуску крилатих керованих ракет; до цього ж типу можна віднести й торпедні апарати підводних човнів, з яких застосовуються керовані балістичні протичовнові ракети;

Рис. 6.11. Пускові установки контейнерного типу

КТ-106 протичовнового комплексу УРК-5 «Раструб» (Росія)

установка вертикального пуску – установка касетного типу, що є місцем складування ракет у вертикально розташованих транспортно-пускових контейнерах і оснащена апаратурою для їх запуску з місця зберігання.

Рис. 6.12. Пускова установка вертикального пуску протичовнового комплексу ASROC (США)

За ступенем наведення:

що не наводяться, які нерухомо закріплені на кораблі, у зв'язку з чим наведення їх у горизонтальній площині забезпечується поворотом корабля або бортовими приладами ракети;

наводяться в одній або у двох площинах відповідними механізмами, які забезпечують розворот напрямних у необхідні положення для пуску ракет.

За способом заряджання:

з автоматичним або автоматизованим заряджанням, коли практично всі процеси подачі й заряджання виконуються автоматично за допомогою заряджаючих пристроїв і механізмів подачі;

що заряджаються вручну або ж із частковою автоматизацією в системі подачі, що зазвичай застосовується в комплексах, установлених на малих кораблях.

За ступенем стабілізації:

стабілізовані на хитавиці повністю або ж частково, за принципом непрямої стабілізації, коли кути наведення в блоці перетворення координат підсумуються з кутами хитавиці й надходять у систему дистанційного керування;

нестабілізовані, як правило, що не наводяться пускові установки, у яких врахування хитавиці виробляється в системі бортових приладів керування.