Развивая IV поколение истребителей, все ведущие авиационные державы шли примерно по одному и тому же пути. Первой задачей было обеспечение поражения наземных целей высокоточным оружием (ВТО) и увеличение количества ударного вооружения на борту с одновременным наращиванием боевого радиуса действия. Такие самолеты IV поколения принято обозначать знаком «плюс». А «вторым плюсом» стало придание этим самолетам, и без того обладавшим существенно повышенными по сравнению с предыдущими машинами летными данными, возможности выполнения совершенно новых видов боевых маневров, в т. ч. и с повышенным полетным весом.
Но отличает самолеты поколения IV++ не только это, но и новая бортовая электроника, которая объединяет оба эти «плюса» в единое целое. Она помогает экипажу строить боевой маневр и применять оружие с учетом задачи и тактической обстановки, чтобы добиться гарантированного поражения цели и не дать противнику уничтожить свой самолет или другие самолеты своего боевого порядка.
КОМПЛЕКС В РАЗВИТИИ
Слово «комплекс» пришло в авиацию в начале шестидесятых, когда автоматизированные пилотажные навигационные и прицельные системы самолета и его ракетного вооружения были объединены для решения какой-то одной конкретной задачи, например для уничтожения вражеского корабля или перехвата самолета. И даже когда один и тот же самолет мог выполнять две задачи, это всего лишь означало, что у него на борту стоят два различных целевых комплекса, пусть даже они и используют какие-то общие компоненты оборудования.
А между тем и в 60-х гг. технически было возможно создание многоцелевых авиационных комплексов с единой прицельно-навигационной системой, что было бы весьма удобно. Однако к созданию такого оборудования приступили только в 80-х гг., когда появились моноимпульсные когерентные радиолокаторы, способные не только видеть цели и в воздухе, и на поверхности, но и наводить на них ракеты.
Тогда же пришло время расширить сектор обнаружения целей. У фронтовых самолетов обычно он ограничивался передней полусферой, и даже Як-28И с неплохим панорамным радаром «Инициатива» часто не видел истребитель, атакующий сзади-сверху. Для защиты задней полусферы нужна была отдельная РЛС с направленной назад антенной. Установить ее на сравнительно небольшой самолет фронтовой авиации стало возможно, только когда их габариты, масса и энергопотребление стали приемлемыми.
Уже в первые авиационные комплексы входил и самолет-носитель, но его роль ограничивалась доставкой ракеты в точку пуска, обеспечением надлежащей ориентации и питания прицельных систем в его процессе. Авиационные комплексы перехвата включали наземные станции наведения, которые передавали команды управления самолетом в директорном режиме, а на ударных самолетах такие команды вырабатывала бортовая система автоматического управления (САУ), но она лишь выдавала «заготовки», не сверяя их с реальной тактической обстановкой. В частности, отсутствовала пока возможность учета изменения положения и действий сил противника, а также оптимизации траектории своего самолета по энергетике и перегрузке.
Последние авиационные комплексы III поколения и первые поколения IV отличались встроенной цифровой системой контроля самолета, его систем и вооружения, возможностью учета эксплуатационных ограничений по полетным режимам и ранжированием воздушных целей по уровню угрозы. Но уже тогда эта идеология вступила в противоречие с самой конструкцией этих самолетов и явно не устраивала заказчиков. Они соглашались принимать их такими лишь потому, что циклы создания новой бортовой электроники были уже длиннее, чем нового планера и новой силовой установки.
Большинство истребителей IV поколения (за исключением МиГ-29) имели отрицательную статическую устойчивость по тангажу и цифровые электродистанционные системы управления (ЭДСУ), которые обеспечивали устойчивый полет таких самолетов. Последнее, вкупе с появившимся в авиации вместе с этими самолетами принципом открытой архитектуры бортовых вычислительных систем и потребителей выдаваемой ими информации, позволяло автоматике активно вмешиваться в процесс управления самолетом, обеспечивая не только устойчивый полет, но и более точное и рациональное выполнение эволюций по сравнению с возможностями «среднего летчика».
В начале 80-х гг. в США был испытан специально переоборудованный самолет TF-15A, на котором удалось добиться выхода из походного положения в точку применения оружия с уклонением от встречной атаки противника за меньшее время с меньшими полетными перегрузками именно за счет оптимизации траектории бортовым вычислителем. Он «подправлял» летчика, корректируя работу ЭДСУ самолета. Аналогичные работы в СССР показали необходимость такого усовершенствования. К тому же изменения алгоритмов работы ЭДСУ требовала и новая аэродинамика планера с управляемым ПГО, работа которого сблокирована с основным задним дифференциально отклоняемым стабилизатором и флаперонами, — летчик управлял всеми этими поверхностями по тангажу одним движением ручки.
Авиационные комплексы Су-24М поколения III+ и Су-34 поколение IV++ различаются не только набором функций, но и принципами построения.
Благодаря этому на довольно тяжелом Т-10В время реакции на отклонение рулей уменьшилось, а система активной безопасности позволила безопасно выполнять фигуры высшего пилотажа у земли на скоростях до 1 380 км/ч. Также совместно с САУ она выводит самолет из штопора или другого критического режима — летчик лишь нажимает кнопку «приведение к горизонту».
Наличие такой системы на борту позволяло по-новому использовать и возможность определения наиболее важной и опасной цели, которую уже предоставлял бортовой радар. Раньше он просто показывал ближайший самолет противника и сбрасывал с сопровождения самый удаленный, в случае если появлялся еще один ближе, а общее количество сопровождаемых целей превышало максимально возможное число отметок на индикаторе — обычно 10. Теперь автоматика теоретически могла «заставить сама» свой самолет выполнить противоракетный маневр, если пилот не успевал, и это могло спасти жизнь пилоту.
И наконец, появилась возможность упомянутое выше ранжирование целей распространить и на объекты, находящиеся и на поверхности земли или воды.
Итак, разница авиационных комплексов поколений IV и IV++ заключается в расширении набора решаемых задач с использованием ВТО, наводимого одним и тем же прицельным оборудованием, создании дополнительных зон обзора РЛС, дальнейшей автоматизации процесса траекторного управления самолетом для оптимизации его траектории, а также в использовании элементов искусственного интеллекта.
Изменилась и структура комплекса. Его части стали настолько сложными, что теперь он состоял не из систем, а из комплексов «низшего уровня», которые сами включают отдельные взаимодействующие системы. И таких «этажей» в архитектуре бортовой электроники самолета теперь могло быть уже больше трех.
Казалось бы, все ясно, цели определены, задачи поставлены, средства для их решения есть. Однако как мы увидим в дальнейшем, авиационный комплекс Т-10В и его компоненты, описанные ниже, продолжат свою эволюцию. И это будет связано не только с разнообразными, подчас совершенно неожиданными трудностями, с которыми столкнутся его создатели, но и с их достижениями и успехами. Он будет меняться и вынужденно, под ударами обстоятельств (например, финансового и организационного плана), и впитывать те полезные новинки, которые будут появляться — ведь жизнь на месте не стоит.
ДВА ЛОКАТОРА ВМЕСТО ОДНОГО И ОДИН ВМЕСТО ДВУХ
Как и на самолете Су-24, главным средством первичного обнаружения целей как на земной поверхности или в море, так и в воздухе остался радиолокатор. Как и в случае со станцией «Орион» фронтового бомбардировщика Су-24, его разработчиком было НПО «Ленинец», а конкретно — входящее в его состав СКБ «Земля». Но, в отличие от предыдущего изделия, новое было уже не станцией, а комплексом, включавшим два радара, работавших в передней и задней полусферах. Он получил обозначение 141Ш.
Особенностью проекта Т-10В были два радиолокатора — для обзора передней и задней полусфер с наведением ракет класса «воздух — воздух».
Первой задачей носовой РЛС остались навигация и самолетовождение в любых погодных условиях, включая картографирование в режиме «замораживания изображения». Ее можно использовать и для разведки целей, обнаруживая завод с дальности 200 … 250 км, мост с эффективной поверхностью рассеивания (ЭПР) радиационного сигнала 10 м2 — за 100 км, эсминец (5 000 м2 ) — за 135 км, танк или БМП на ходу — за 75 км а автофургон — за 30 км. Радар 141Ш одновременно сопровождает четыре цели на поверхности земли и воды.
Загруженный бомбами тактический ударный самолет с ЭПР 3,0 м2 он видит с дистанции не менее 120 км, а истребитель с малой ЭПР и ракетами «воздух — воздух» — за 90, одновременно сопровождая 10 воздушных целей и обстреливая залпом четыре наиболее опасных. Радар предварительно программирует инерциальные системы ракет и поддерживает ориентацию на цель их ГСН до пуска по команде пилота. Дальность выдачи предварительного целеуказания ГСН УР «воздух — воздух» в режиме «маневренный бой» 20 … 40 км.
Отдельные антенны РЛС обнаружения цели следования рельефу местности на самолете III поколения Су-24М .
Кроме радиолокационной, возможна и радиотехническая разведка — обнаружение работающих локаторов и навигационных систем противника, а вместе с аппаратурой «Сорбция» локатор 141Ш может их подавлять.
Новый радар получил и антенну нового типа — это неподвижная фазированная решетка с электронным сканированием в двух плоскостях. Такие антенны уже делались в СССР для самолетов радиолокационной разведки, например Ил-20, однако они имели слишком большие для самолетов фронтовой авиации антенны из нескольких крупногабаритных диполей под общим обтекателем. В новой станции каждая антенна превратилась в самостоятельный миниатюрный передатчик-приемник, число которых увеличилось до нескольких сотен. Первая такая ФАР локатора Н008 самолета МиГ-31 «видела» только воздушные цели, но радар Н011 самолета Т-10М уже работал и «по земле».
Замена одного подвижного в двух плоскостях зеркала антенны «пакетом» маленьких неподвижных излучателей позволила заполнить ими все сечение носовой части вне зависимости от ее формы, а чем больше площадь антенны РЛС, тем выше ее возможности.
Носовая станция радиолокационного комплекса 141Ш самолета Су-34 с единой неподвижной фазированной антенной решеткой с электронным сканированием в двух плоскостях.
Радиолокационный комплекс 141Ш построен на сигнальных процессорах, которые ведут цифровую обработку и излучаемого, и принимаемого, отраженного от цели или подстилающей поверхности сигналов, усиливая и фильтруя их, очищая от естественных и наведенных противником помех.
Зона переднего обзора носового локатора 141Ш по азимуту и по углу места составляет ± 60°, среднеквадратичная ошибка измерения координат цели по дальности, азимуту и углу места в зоне — ± 10° по азимуту и до 15 км по дальности не хуже 15 м, а разрешаемый элемент наземной или надводной цели в режиме высокого разрешения (ВР) при масштабе 2,5 х 2,5 км составляет 15 м.
Антенна локатора заднего обзора имеет подобную фазированную решетку, но меньше. Ее поставили в увеличенном в сравнении с базовым Су-27 хвостовом стекателе, чтобы обнаруживать атакующие из задней полусферы самолеты и обеспечивать упреждающий обстрел их ракетами «воздух — воздух».
Рассматривалось несколько алгоритмов такого режима. Самый простой — своевременный разворот самолета в сторону угрозы с передачей управления оружием носовой РЛС. Но на это надо 20 … 30 секунд, а ракеты Р-73 с тепловой и Р-77 с активной радиолокационной ГСН при пуске вперед по курсу успеют сделать это гораздо быстрее — располагаемая перегрузка первой ракеты достигает феноменальной величины 40 единиц! В таком случае задача хвостовой РЛС сводится к программированию инерциальной системы управления ракеты и координатора ГСН, которые должны выйти в точку захвата и знать, куда смотреть.
Ракета Р-77 имела ИСУ, а для Р-73 готовилась соответствующая модификация. И наконец, исследовали режим пуска ракеты назад, по направлению против полета — тогда это было бы проще. То, что ракета начинала бы полет на существенно меньшей воздушной скорости, не пугало: стартовое ускорение таково, что в момент схода с направляющей она уже не будет отрицательной.
Пуски Р-60 с вертолета Ми-24 показали, что крылья и рули все равно сохраняют минимально необходимую эффективность, которая очень быстро достигает нормальных значений. Но выброс горячих газов против полета мог привести к остановке двигателей, несмотря на то, что при нажатии на боевую кнопку автоматически производится подпитка их кислородом и запуск от встроенного стартер-генератора.
Для размещения РЛС защиты задней полусферы хвостовой стекатель самолета Т-10В/Су-34 увеличили в размерах, а установку тормозного парашюта перенесли из его задней части вперед.
Вместе с системой «Пароль» обе БРЛС участвуют в опознавании целей в режиме «свой-чужой», а совместно со станциями предупреждения об облучении РЛС противника (СПО) и предупреждения о пуске ракеты дают команду на включение систем постановки пассивных и активных помех и информацию пилоту для построения маневра уклонения от атаки.
Как и самолет Су-24, Т-10В способен выполнять полет на предельно малой высоте с автоматическим огибанием или обходом препятствий. Безопасность такого полета была проверена в самых разных условиях, вплоть до Кавказа с его склонами переменной крутизны и извилистыми долинами. На Су-24 для этого установлена отдельная РЛС «Рельеф», которая занимала значительное пространство под антенной основного радара «Орион», на новом же самолете обе эти функции выполнял один носовой локатор.
Особенностью новой машины является использование в полете с автоматическим огибанием рельефа местности упомянутой выше системы активной безопасности, которая демпфирует продольные колебания самолета от случайных воздушных порывов. Это не только исключает отклонение самолета от заданной траектории и выход на нерасчетный или критический режим полета, но и ограничивает действующие на машину перегрузки, которые в данном случае могут быть весьма велики.
ОПТИКА
Возможности носового локатора комплекса 141Ш самолета Т-10В были существенно выше станции «Орион» бомбардировщика Су-24, но это не избавляло от необходимости оптического оборудования обзора местности, обнаружения целей, прицеливания и целеуказания. В середине 80-х гг. появились сообщения о разработке в США подвесных систем FLIR и LANTIRN, которые содержали телекамеры ночного видения и лазерные дальномеры-целеуказатели, что позволяло летать на малых высотах в любую погоду, находя и поражая ВТО наземные, в т. ч. замаскированные, и морские цели. С помощью такого оборудования можно было сбрасывать управляемые бомбы с лазерным наведением с горизонтального полета, поскольку луч целеуказателя мог отклоняться в заднюю полусферу, сопровождая цель до попадания в нее.
Наряду с радиолокационным обнаружением целей и наведением оружия предусмотрены и оптические способы. На фото — выдвижной блок лазерно-телевизионной прицельной системы «Платан».
Это позволяла станция «Кайра» на Су-24М, но у нее не было ночного инфракрасного канала, и для самолета Т-10В в НПО «Геофизика» началось создание новой комбинированной оптико-электронной обзорно-прицельной системы «Платан». Она должна была обеспечивать обзор местности под самолетом и поиск целей, подсветку целей лазерным целеуказателем с их автоматическим сопровождением, а также прицеливание при сбросе свободнопадающих бомб с малой высоты и с кабрирования в любое время суток. Ввод первичного образа цели в ГСН корректируемых авиабомб с телевизионным самонаведением идет через их головки, но для выдачи команды на захват используется монитор «Платана».
На защитном шлеме ЗШ-7АП установлена система целеуказания «Сура-И», которая не только обеспечивает наведение ВТО, но и выдает пилотажную информацию.
Советские истребители IV поколения получили нашлемную систему целеуказания «Щель-3У», позволявшую предварительно ориентировать головки самонаведения ракет и корректируемых авиабомб поворотом головы летчика. Это оборудование перешло и в проект Т-10В, но его планировалось дополнить визиром, на который выводилась бы и прицельная информация. Тогда штурман мог бы наводить самонаводящиеся боеприпасы быстрее — просто взглядом на цель и одним нажатием кнопки. Такая разработка шла под шифром «Сура».
/Сергей Мороз, naukatehnika.com/
