.jpg/1280px-Aircraft_Combat_Archer_(2565196807).jpg)
_(524-21).jpg/1280px-MAKS_Airshow_2013_(Ramenskoye_Airport,_Russia)_(524-21).jpg)
Ракета класса «воздух-воздух» ( AAM ) — это ракета, запускаемая с самолета с целью уничтожения другого самолета (включая беспилотные летательные аппараты, такие как крылатые ракеты ). AAM обычно приводятся в действие одним или несколькими ракетными двигателями , обычно твердотопливными, но иногда и жидкотопливными . Прямоточные воздушно-реактивные двигатели, используемые на Meteor , становятся движущей силой, которая позволит будущим ракетам средней и большой дальности поддерживать более высокую среднюю скорость во всем диапазоне их боевых действий.
Ракеты класса «воздух-воздух» в целом делятся на две группы. Те, которые предназначены для поражения самолетов противника на расстоянии менее 16 км, известны как ракеты малой дальности или «в пределах видимости» (SRAAM или WVRAAM) и иногда называются ракетами « воздушного боя », потому что они разработаны для оптимизации своей маневренности, а не дальности. Большинство из них используют инфракрасное наведение и называются ракетами с тепловым наведением. Напротив, ракеты средней или большой дальности (MRAAM или LRAAM), которые обе попадают в категорию ракет за пределами визуальной дальности (BVRAAM), как правило, полагаются на радиолокационное наведение, которое существует во многих формах. Некоторые современные используют инерциальное наведение и/или «обновления на среднем участке пути», чтобы ракета оказалась достаточно близко для использования активного датчика самонаведения. Концепции ракет класса «воздух-воздух» и ракет класса «земля-воздух» тесно связаны, и в некоторых случаях версии одного и того же оружия могут использоваться для обеих ролей, например, ASRAAM и Sea Ceptor .
Ракета класса «воздух-воздух» произошла от неуправляемых ракет класса «воздух-воздух», использовавшихся во время Первой мировой войны . Ракеты Le Prieur иногда прикреплялись к стойкам бипланов и запускались с помощью электричества, обычно по аэростатам наблюдения , такими ранними пилотами, как Альберт Болл и AM Уолтерс. [1] Столкнувшись с превосходством союзников в воздухе, Германия во Второй мировой войне вложила ограниченные усилия в ракетные исследования, первоначально адаптировав снаряд неуправляемой 21-см пехотной ракетной системы заграждения Nebelwerfer 42 в зенитную ракету воздушного пуска BR 21 в 1943 году; это привело к развертыванию неуправляемой ракеты R4M и разработке различных прототипов управляемых ракет, таких как Ruhrstahl X-4 .
ВМС США и ВВС США начали оснащать управляемыми ракетами в 1956 году, развернув AIM-4 Falcon ВВС США и AIM-7 Sparrow и AIM-9 Sidewinder ВМС США . Послевоенные исследования привели к тому, что Королевские ВВС ввели в эксплуатацию Fairey Fireflash в 1957 году, но их результаты оказались безуспешными. Советские ВВС ввели в эксплуатацию свой К-5 в 1957 году. Поскольку ракетные системы продолжали совершенствоваться, современная воздушная война почти полностью состоит из ракетных обстрелов. Использование боя за пределами визуальной дальности стало настолько распространенным в США, что ранние варианты F-4 были вооружены только ракетами в 1960-х годах. Высокие показатели потерь во время войны во Вьетнаме заставили США вновь ввести в эксплуатацию автопушку и традиционную тактику воздушного боя, но ракета остается основным оружием в воздушном бою.
В Фолклендской войне британские «Харриеры» , используя ракеты AIM-9L, смогли победить более быстрых аргентинских противников. [2] С конца 20-го века всеракурсные тепловые самонаводящиеся конструкции могут захватывать цель с разных углов, а не только сзади, где тепловая сигнатура от двигателей наиболее сильна. Другие типы полагаются на радиолокационное наведение (либо бортовое, либо «нарисованное» запускающим самолетом).
В 1999 году ракеты R-73 были адаптированы сербскими силами для ракет класса «земля-воздух». Центр исследований и разработок ракет движения Хути и Ракетные силы пытались запустить R-27/R-60/R-73/R-77 по саудовским самолетам. Используя запасы ракет из запасов ВВС Йемена . Проблема для R-27 и R-77 заключается в отсутствии радара для поддержки их наведения на цель. Однако R-73 и R-60 являются ракетами с инфракрасным тепловым наведением. Им требуется только электроэнергия, жидкий азот «для охлаждения головки самонаведения» и пилон для запуска ракеты. Эти ракеты были сопряжены с «башнями FLIR Systems ULTRA 8500 американского производства». Был подтвержден только один близкий промах, и это был запуск R-27T по F-15SA Королевских ВВС Саудовской Аравии . Однако недостатком является то, что эти ракеты предназначены для запуска с одного реактивного истребителя по другому. Таким образом, двигатели и запас топлива меньше, чем у специально созданной ракеты класса «земля-воздух». [3]
Для Запада норвежско-американские специалисты заставили NASAMS полагаться на использование ракет AIM-9 Sidewinder , IRIS-T и AMRAAM (версия ER) для перехвата целей. Ни одна из этих ракет не требует модификаций, и, следовательно, она может принимать ракеты прямо с самолета. [4] Однако NASAMS остается концепцией, которая еще не прошла боевые испытания, она успешно сражалась только с имитированной крылатой ракетой. Если ее развернут на Украине, это будет первый случай использования этой ракетной системы в бою. [5]
Обычная фугасная боеголовка, осколочная боеголовка или непрерывная стержневая боеголовка (или комбинация любых из этих трех типов боеголовок) обычно используется для попытки вывести из строя или уничтожить целевой самолет. Боеголовки обычно детонируют с помощью бесконтактного взрывателя или ударного взрывателя, если он наносит прямой удар. Реже ядерные боеголовки устанавливались на небольшом количестве типов ракет класса «воздух-воздух» (например, AIM-26 Falcon ), хотя, как известно, они когда-либо применялись в бою.
Управляемые ракеты действуют путем обнаружения цели (обычно с помощью радиолокационного или инфракрасного метода, хотя редко применяются и другие методы, такие как лазерное наведение или оптическое слежение ), а затем «самонаведения» на цель по встречному курсу.
Хотя ракета может использовать радиолокационное или инфракрасное наведение для наведения на цель, самолет-запуск может обнаружить и отслеживать цель перед запуском другими способами. Инфракрасные управляемые ракеты могут быть «подчинены» атакующему радару для поиска цели, а управляемые с помощью радара ракеты могут быть запущены по целям, обнаруженным визуально или с помощью инфракрасной поисково-следовой системы (IRST), хотя им может потребоваться, чтобы атакующий радар освещал цель во время части или всего перехвата ракеты.
Радиолокационное наведение обычно используется для ракет средней или большой дальности, где инфракрасная сигнатура цели будет слишком слабой для инфракрасного детектора, чтобы ее отслеживать. Существует три основных типа ракет с радиолокационным наведением — активные, полуактивные и пассивные.
Ракетам с радиолокационным наведением можно противостоять быстрым маневрированием (что может привести к «срыву захвата» или пролету цели), развертыванием дипольных отражателей или применением мер электронного противодействия .
Активные радиолокационные (AR)-наводящиеся ракеты несут свою собственную радиолокационную систему для обнаружения и отслеживания своей цели. Однако размер радиолокационной антенны ограничен малым диаметром ракет, что ограничивает ее дальность, что обычно означает, что такие ракеты запускаются в прогнозируемое будущее местоположение цели, часто полагаясь на отдельные системы наведения, такие как Глобальная система позиционирования , инерциальное наведение или обновление в середине курса либо от запускающего самолета, либо от другой системы, которая может взаимодействовать с ракетой, чтобы приблизить ракету к цели. В заранее определенной точке (часто основанной на времени с момента запуска или прибытия вблизи прогнозируемого местоположения цели) радиолокационная система ракеты активируется (ракета, как говорят, «активируется»), и затем ракета наводится на цель.
Если расстояние от атакующего самолета до цели находится в пределах досягаемости радиолокационной системы ракеты, ракета может «активироваться» сразу после запуска.
Большим преимуществом активной радиолокационной системы самонаведения является то, что она позволяет осуществлять атаку по принципу « выстрелил и забыл », когда атакующий самолет может свободно преследовать другие цели или покинуть зону после запуска ракеты.
Полуактивные радиолокационные самонаводящиеся (SARH) управляемые ракеты проще и более распространены. Они функционируют, обнаруживая радиолокационную энергию, отраженную от цели. Радиолокационная энергия излучается собственной радиолокационной системой запускающего самолета.
Однако это означает, что самолет-носитель должен поддерживать «захват» цели (продолжать подсвечивать самолет-цель своим собственным радаром) до тех пор, пока ракета не выполнит перехват. Это ограничивает возможности атакующего самолета по маневрированию, что может быть необходимо в случае возникновения угроз для атакующего самолета.
Преимущество ракет с SARH-наведением заключается в том, что они наводятся на отраженный радиолокационный сигнал, поэтому точность фактически увеличивается по мере приближения ракеты, поскольку отражение исходит от «точечного источника»: цели. Напротив, если есть несколько целей, каждая будет отражать один и тот же радиолокационный сигнал, и ракета может запутаться относительно того, какая цель является ее предполагаемой жертвой. Ракета вполне может оказаться неспособной выбрать конкретную цель и пролететь через строй, не пролетев в пределах смертельной дальности какого-либо конкретного самолета. Более новые ракеты имеют логические схемы в своих системах наведения, которые помогают предотвратить эту проблему.
В то же время, глушение захвата ракеты проще, поскольку самолет-носитель находится дальше от цели, чем ракета, поэтому сигнал радара должен пройти большее расстояние и сильно ослабевает с расстоянием. Это означает, что ракета может быть заглушена или «обманута» контрмерами, сигналы которых усиливаются по мере приближения ракеты. Одним из противодействий этому является возможность «наведения на глушение» в ракете, которая позволяет ей наводиться на сигнал глушения.
Ранней формой радиолокационного наведения было « наведение по лучу » (BR). При этом методе атакующий самолет направляет узкий луч радиолокационной энергии на цель. Ракета класса «воздух-воздух» запускалась в луч, где датчики на корме ракеты контролировали ракету, удерживая ее в пределах луча. Пока луч удерживался на самолете-цели, ракета ехала по лучу до тех пор, пока не совершила перехват.
Несмотря на концептуальную простоту, этот шаг сложен из-за необходимости одновременного удержания луча на цели (на которую нельзя положиться, если лететь прямо и ровно), продолжения управления собственным самолетом и отслеживания контрмер противника.
Дополнительным осложнением было то, что луч будет расширяться в форме конуса по мере увеличения расстояния от атакующего самолета. Это приведет к снижению точности ракеты, поскольку луч может фактически быть больше, чем целевой самолет, когда ракета прибудет. Ракета может надежно находиться внутри луча, но все еще не быть достаточно близко, чтобы уничтожить цель.
_firing_Python-5_missile_better_visibility.png/1280px-HAL_Tejas_(LSP-07)_firing_Python-5_missile_better_visibility.png)
Инфракрасные управляемые (ИК) ракеты наводятся на тепло, производимое самолетом. Ранние инфракрасные детекторы имели низкую чувствительность, поэтому могли отслеживать только горячие выхлопные трубы самолета. Это означало, что атакующий самолет должен был маневрировать в положение позади своей цели, прежде чем он мог выпустить инфракрасную управляемую ракету. Это также ограничивало дальность полета ракеты, поскольку инфракрасная сигнатура вскоре становилась слишком малой для обнаружения с увеличением расстояния, и после запуска ракета играла в «догонялки» со своей целью. Ранние инфракрасные искатели были бесполезны в облаках или дожде (что до сих пор является ограничением в некоторой степени) и могли быть отвлечены солнцем, отражением солнца от облака или наземного объекта или любым другим «горячим» объектом в пределах его видимости.
Более современные ракеты с инфракрасным наведением могут обнаруживать тепло обшивки самолета, нагреваемой трением воздушного потока, в дополнение к более слабой тепловой сигнатуре двигателя, когда самолет виден сбоку или спереди. Это, в сочетании с большей маневренностью, дает им возможность « всеракурсного » обстрела, и атакующему самолету больше не нужно находиться позади цели, чтобы стрелять. Хотя запуск из-за цели увеличивает вероятность попадания, запускающий самолет обычно должен находиться ближе к цели в таком преследовании хвостом .
Самолет может защищаться от инфракрасных ракет, сбрасывая более горячие, чем самолет, вспышки , так что ракета наводится на более яркую, более горячую цель. В свою очередь, ИК-ракеты могут использовать фильтры, чтобы игнорировать цели, температура которых выходит за пределы указанного диапазона.
Также могут использоваться буксируемые ловушки, которые точно имитируют тепло двигателя и инфракрасные глушители. Некоторые крупные самолеты и многие боевые вертолеты используют так называемые инфракрасные глушители «горячего кирпича», обычно устанавливаемые около двигателей. Текущие исследования направлены на разработку лазерных устройств, которые могут обманывать или уничтожать системы наведения ракет с инфракрасным наведением. См. Инфракрасные контрмеры .
Ракеты начала 21-го века, такие как ASRAAM, используют « инфракрасную » головку самонаведения, которая «видит» цель (как цифровая видеокамера) и может различать самолет и точечный источник тепла, такой как сигнальная ракета. Они также имеют очень широкий угол обнаружения, поэтому атакующий самолет не обязательно должен быть направлен прямо на цель, чтобы ракета захватила цель. Пилот может использовать нашлемный прицел (HMS) и нацеливаться на другой самолет, глядя на него, а затем стрелять. Это называется запуском «вне прицела ». Например, российский Су-27 оснащен инфракрасной системой поиска и сопровождения (IRST) с лазерным дальномером для своих ракет, наводимых на HMS.
Недавним достижением в области наведения ракет является электрооптическое изображение. Израильский Python-5 имеет электрооптическую головку самонаведения, которая сканирует указанную область в поисках целей с помощью оптического изображения. Как только цель обнаружена, ракета захватывает ее для поражения. Электрооптические головки самонаведения можно запрограммировать на нацеливание на жизненно важные области самолета, такие как кабина. Поскольку это не зависит от тепловой сигнатуры самолета-цели, их можно использовать против целей с низким тепловыделением, таких как БПЛА и крылатые ракеты . Однако облака могут помешать работе электрооптических датчиков. [6]
Развитие конструкций наведения ракет преобразует конструкцию противорадиолокационной ракеты (ARM), впервые разработанную во Вьетнаме и использовавшуюся для наведения на излучающие ракеты класса «земля-воздух» (SAM), в оружие воздушного перехвата. Текущая разработка пассивной противорадиолокационной ракеты класса «воздух-воздух» считается мерой противодействия самолетам дальнего радиолокационного обнаружения и управления (AEW&C – также известным как AEW или AWACS), которые обычно оснащаются мощными поисковыми радарами.
Из-за своей зависимости от излучений радаров самолетов-целей, при использовании против истребителей пассивные противорадиолокационные ракеты в первую очередь ограничены геометрией перехвата в прямом ракурсе. [7] Для примеров см. Вымпел Р-27 и Brazo .
Другим аспектом пассивного противорадиолокационного самонаведения является режим «наведения по помехам», который при установке позволяет ракете с радиолокационным наведением навестись на постановщик помех самолета-цели, если первичная головка самонаведения заглушена средствами электронного противодействия самолета-цели.
Ракеты класса «воздух-воздух» обычно представляют собой длинные, тонкие цилиндры, чтобы уменьшить их поперечное сечение и, таким образом, минимизировать сопротивление на высоких скоростях, с которыми они движутся. Ракеты делятся на пять основных систем (в направлении вперед-назад): головка самонаведения, наведение, боеголовка, ракетный двигатель и привод управления.
Впереди находится головка самонаведения, либо радарная система, радиолокационный самонаводчик или инфракрасный детектор. За этим находится авионика, которая управляет ракетой. Обычно после этого, в центре ракеты, находится боеголовка, обычно несколько килограммов взрывчатого вещества, окруженного металлом, который фрагментируется при детонации (или в некоторых случаях предварительно фрагментированным металлом).
Задняя часть ракеты содержит двигательную систему, обычно ракету определенного типа и систему управления приводом или CAS. Ракеты на твердом топливе с двойной тягой распространены, но некоторые ракеты с большей дальностью полета используют жидкотопливные двигатели, которые могут «дросселить», чтобы увеличить дальность полета и сохранить топливо для энергоемкого финального маневра. Некоторые ракеты на твердом топливе имитируют эту технику со вторым ракетным двигателем, который горит во время конечной фазы самонаведения. Существуют ракеты в разработке, такие как MBDA Meteor, которые «дышат» воздухом (используя прямоточный воздушно-реактивный двигатель, похожий на реактивный двигатель) для увеличения дальности полета.
Современные ракеты используют «малодымные» двигатели — ранние ракеты оставляли густые дымовые следы, которые легко замечал экипаж самолета-цели, предупреждая его об атаке и помогая определить, как от нее уклониться.
CAS обычно представляет собой электромеханическую систему сервопривода, которая получает входные данные от системы наведения и управляет аэродинамическими профилями или стабилизаторами в задней части ракеты, которые направляют или направляют оружие к цели.
В настоящее время страны приступают к разработке гиперзвуковых ракет класса «воздух-воздух» с использованием гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей (например , Р-37 или AIM-260 JATM ), что не только повышает эффективность ведения боевых действий на большой глубине , но и снижает шансы на выживание самолета-цели практически до нуля.
Ракета ограничена минимальной дальностью, до которой она не может эффективно маневрировать. Чтобы достаточно маневрировать с плохого угла запуска на коротких дистанциях, чтобы поразить цель, некоторые ракеты используют вектор тяги , который позволяет ракете начать поворачивать «со стороны рельса», прежде чем ее двигатель разгонит ее до достаточно высоких скоростей, чтобы ее небольшие аэродинамические поверхности стали полезными.
При обсуждении характеристик ракет класса «воздух-воздух» часто возникает ряд терминов.
Ракеты класса «воздух-воздух» малой дальности, используемые в « воздушных боях », обычно классифицируются по пяти «поколениям» в соответствии с историческими технологическими достижениями. Большинство этих достижений касалось технологии инфракрасных головок самонаведения (позже объединенной с цифровой обработкой сигнала ).
Ранние ракеты малой дальности, такие как ранние Sidewinders и K-13 (ракета) ( AA-2 Atoll ) имели инфракрасные головки самонаведения с узким (30 градусов) полем зрения и требовали от атакующего располагаться позади цели ( задний вид поражения ). Это означало, что самолету-цели достаточно было выполнить небольшой поворот, чтобы выйти из поля зрения головки самонаведения ракеты и заставить ракету потерять цель («прерывание захвата»). [8]
Второе поколение ракет малой дальности использовало более эффективные головки самонаведения, которые были лучше охлаждены, чем их предшественники, будучи при этом, как правило, «незамкнутыми»; что приводило к улучшенной чувствительности к тепловым сигнатурам, увеличению поля зрения, а также позволяло вести ракету в пределах ее поля зрения для повышения вероятности поражения маневрирующей цели. В некоторых случаях улучшенная чувствительность к тепловым сигнатурам допускает очень ограниченное боковое и даже всеаспектное отслеживание, как в случае с ракетой Red Top . В сочетании с улучшенными поверхностями управления и маршевыми двигателями по сравнению с первым поколением ракет для воздушного боя, технологические достижения ракет малой дальности второго поколения позволили использовать их не только на неманевренных бомбардировщиках, но и на активно маневрирующих истребителях. Примерами служат усовершенствованные производные от K-13 (ракета) и AIM-9, такие как K-13M ( R-13M , Object 380) или AIM-9D / G / H.
Это поколение представило гораздо более чувствительные головки самонаведения, которые способны захватывать тепло, излучаемое обшивкой самолета спереди или сбоку, а не только более горячие сопла двигателя сзади, что обеспечивает истинную возможность всеракурсного поражения . Это значительно расширило потенциальные зоны атаки, позволяя атакующему стрелять по цели, которая находилась сбоку или спереди от него, а не только сзади. Хотя поле зрения все еще было ограничено довольно узким конусом, атака, по крайней мере, не обязательно должна была быть позади цели. [8]
Также типичным для третьего поколения ракет малой дальности является дальнейшее улучшение маневренности по сравнению с предыдущим поколением, а также их способность к радиолокационному подчинению; что означает получение данных слежения от радара или систем IRST запускающего самолета , что позволяет атакующим запускать ракеты, даже не направляя нос самолета на противника перед запуском ракеты. Примерами этого поколения ракет для воздушного боя являются Р-60М или Питон-3 .
Ракета Р-73 ( AA-11 Archer ) поступила на вооружение в 1985 году и ознаменовала собой новое поколение ракет для воздушного боя. Она имела более широкое поле зрения и могла наводиться на цель с помощью нашлемного прицела . Это позволяло запускать ее по целям, которые в противном случае не были бы видны ракетам старого поколения, которые обычно смотрели вперед, ожидая запуска. Эта возможность в сочетании с более мощным двигателем, который позволяет ракете маневрировать против пересекающихся целей и запускать на большие расстояния, дает запускающему самолету улучшенную тактическую свободу. [9]
Другие представители 4-го поколения используют решетки фокальной плоскости , чтобы предложить значительно улучшенное сканирование и устойчивость к контрмерам (особенно против вспышек). Эти ракеты также намного более маневренны, некоторые из них используют вектор тяги (обычно карданный тяга ).
Последнее поколение ракет малой дальности снова определяется достижениями в технологиях головок самонаведения, на этот раз электрооптическими головками самонаведения с инфракрасным изображением (IIR), которые позволяют ракетам «видеть» изображения, а не отдельные «точки» инфракрасного излучения (тепла). Датчики в сочетании с более мощной цифровой обработкой сигнала обеспечивают следующие преимущества:
Примеры ракет малой дальности пятого поколения включают:
Для каждой ракеты даны краткие примечания, включающие указание дальности полета и механизма наведения.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )