Телевизионное наведение ( TGM ) — это тип системы наведения ракеты , использующей телевизионную камеру в ракете или планирующей бомбе , которая посылает свой сигнал обратно на стартовую платформу. Там офицер по оружию или бомбардировщик наблюдает за изображением на экране телевизора и посылает корректировки ракете, как правило, по радиоканалу управления . Телевизионное наведение не является самонаводящейся головкой , поскольку она не автоматизирована, хотя известны полуавтоматические системы с автопилотами для сглаживания движения. Их не следует путать с контрастными самонаводящимися головками , которые также используют телевизионную камеру, но являются настоящими автоматизированными системами самонаведения.
Эта концепция была впервые исследована немцами во время Второй мировой войны как противокорабельное оружие, которое удерживало бы самолет-носитель вне зоны действия зенитных орудий цели. Наиболее разработанным примером был Henschel Hs 293 , но версии этого оружия с телевизионным наведением не нашли боевого применения. США также экспериментировали с подобным оружием во время войны, в частности, с GB-4 и Interstate TDR . Только небольшое количество использовалось экспериментально, с приемлемыми результатами.
Несколько систем использовались в оперативном порядке после войны. Британская Blue Boar была отменена после обширных испытаний. Отдельная линия разработки привела к версиям ракеты Martel с телевизионным наведением для выполнения противокорабельной роли. Американская AGM-62 Walleye — это похожая система, прикрепленная к бомбе без двигателя, советская Х-29 похожа.
Телевизионное наведение никогда не использовалось широко, так как введение лазерных управляемых бомб и оружия GPS , как правило, заменило их. Тем не менее, они остаются полезными, когда требуются определенные подходы или дополнительная точность. Одним из известных случаев использования была атака на нефтяную платформу Си-Айленд во время войны в Персидском заливе , которая требовала высокой точности и была атакована бомбами Walleye.
Первая согласованная попытка создать бомбу с телевизионным наведением была предпринята в Германии под руководством Герберта Вагнера в авиастроительной компании Henschel , начиная с 1940 года. [1] Это была одна из нескольких попыток создать пригодные для использования системы наведения для текущего проекта планирующей бомбы Hs 293. Hs 293 изначально была разработана как чисто MCLOS- система, в которой вспышки на хвосте бомбы наблюдались наводчиком бомбы, а радиокомандный комплект Kehl-Strassburg [a] посылал команды бомбе, чтобы выровнять ее с целью. Недостатком этого подхода является то, что самолет должен был лететь таким образом, чтобы наводчик бомбы мог видеть бомбу и цель на протяжении всей атаки, что, учитывая стесненные условия бомбардировщиков Второй мировой войны, значительно ограничивало направления полета самолета. Любая погода, дымовые завесы или даже проблемы с наблюдением за целью на большом расстоянии затрудняли атаку. [2]
Размещение телевизионной камеры в носовой части бомбы, казалось, давало огромные преимущества. Во-первых, самолет мог свободно лететь любым курсом эвакуации, который ему нравился, так как бомбардир мог наблюдать весь подход по телевизору в кабине и больше не должен был смотреть наружу самолета. Это также позволяло бомбардиру находиться в любом месте самолета. Кроме того, его можно было запускать через облака или дымовые завесы, а затем захватывать цель, когда она проходила через них. Что еще более важно, по мере того, как бомба приближалась к цели, изображение на экране телевизора увеличивалось, обеспечивая повышенную точность и позволяя бомбардиру выбирать уязвимые места на цели для атаки. [3]
В то время телевизионная технология находилась в зачаточном состоянии, а размер и хрупкость как камер, так и приемников были неподходящими для использования в качестве оружия. [3] Технические специалисты немецкой почты, помогавшие компании Fernseh , начали разработку упрочненных миниатюрных камер и электронно-лучевых трубок , изначально основанных на немецком довоенном стандарте в 441 строку. Они обнаружили, что частота обновления 25 кадров в секунду была слишком низкой, поэтому вместо использования двух кадров, обновляемых 25 раз в секунду, они обновляли один кадр 50 раз в секунду и отображали примерно половину разрешения. В случае противокорабельного использования ключевым требованием было разрешение линии между кораблем и водой, и при 224 строках это становилось затруднительным. Это было решено путем поворота трубки вбок, так что она имела 220 строк горизонтального разрешения и аналоговый сигнал гораздо большего разрешения по вертикали. [4]
В ходе испытаний, проведенных Немецким исследовательским институтом по исследованию полета (DFS) в 1943 году [5], они обнаружили одно из главных преимуществ системы: она отлично работала с двухкоординатной системой управления на ракете. Система управления Kehl использовала ручку управления, которая запускала или останавливала движение аэродинамических органов управления бомбой. Например, перемещение органов управления влево приводило к началу левого крена, но когда ручка находилась в центральном положении, она оставляла органы управления в этом положении, и крен продолжал увеличиваться. Не имея возможности видеть поверхности управления после запуска, операторы должны были ждать, пока они не увидят, что бомба начала двигаться, а затем использовать противоположные входы, чтобы остановить движение. Это заставляло их постоянно переоценивать свои поправки. Но при просмотре через телевизионный экран движение было сразу же очевидно, и у операторов не возникало проблем с внесением небольших поправок с легкостью. [6]
Однако они также обнаружили, что некоторые запуски создавали очень сложное управление. Во время подхода оператор естественным образом прекращал подачу управляющих сигналов, как только камера выстраивалась в линию с целью. Если камера была прочно прикреплена к ракете, это происходило, как только поступало достаточно управляющих сигналов. Критически важно, что ракета могла быть направлена в этом направлении, но на самом деле не двигалась в этом направлении, обычно в движении присутствовал некоторый угол атаки . Это приводило к тому, что изображение снова начинало следовать за целью, требуя еще одной коррекции и так далее. Если запуск производился слишком далеко позади цели, оператор в конечном итоге терял мощность управления по мере приближения ракеты, что приводило к вероятному круговому отклонению (CEP) в 16 м (52 фута), слишком большому, чтобы быть полезным. [7]
Рассмотрев несколько возможностей решения этой проблемы, включая пропорциональную навигационную систему, они остановились на чрезвычайно простом решении. Небольшие флюгеры на носу ракеты использовались для поворота камеры, чтобы она всегда была направлена в направлении траектории полета, а не корпуса ракеты. Теперь, когда оператор маневрировал ракетой, он видел, куда она в конечном итоге направлялась, а не куда она была направлена в тот момент. Это также помогло уменьшить движение изображения, если они применяли резкие управляющие входы. [6]
Другая проблема, которую они обнаружили, заключалась в том, что по мере приближения ракеты к цели, корректировки в системе управления вызывали все более дикие движения на телевизионном дисплее, что делало корректировки в последнюю минуту очень сложными, несмотря на то, что это была самая важная часть подхода. Это было решено путем обучения диспетчеров, чтобы они убедились, что они внесли любые корректировки в последнюю минуту до этого момента, а затем удерживали ручку в том положении, в котором она была, когда изображение увеличивалось до определенного размера. [8]
Источники утверждают, что всего было построено 255 моделей D, и один из них утверждает, что одна из них поразила корабль Королевского флота в бою. [9] Однако другие источники предполагают, что система никогда не использовалась в бою. [10]
США познакомились с концепцией планирующего бомбометания Королевскими военно-воздушными силами как раз перед тем, как США вступили в войну. «Хэп» Арнольд приказал базе ВВС Райт Паттерсон начать разработку широкого спектра концепций в рамках программ GB («планирующая бомба») и связанных с ней программ VB («вертикальная бомба»). Поначалу они не имели большого значения, поскольку и ВВС, и ВМС США были убеждены, что бомбовый прицел Norden обеспечит высокую точность и устранит необходимость в управляемых бомбах. Вскоре после первых миссий 8-й воздушной армии в 1942 году обещание Norden было заменено реальностью, что точность менее 900 метров (1000 ярдов) была по сути вопросом удачи. Вскоре после этого в 1943 году ВМС подверглись атаке раннего немецкого оружия MCLOS. Обе службы начали программы по скорейшему вводу управляемого оружия в эксплуатацию, ряд этих проектов выбрали телевизионное наведение.
RCA , тогдашний мировой лидер в области телевизионных технологий, некоторое время экспериментировала с военными телевизионными системами. В рамках этого они разработали миниатюрный иконоскоп , модель 1846, подходящий для использования в самолетах. В 1941 году они экспериментально использовались для управления беспилотными самолетами , а в апреле 1942 года один из них был запущен в корабль на расстоянии около 50 километров (31 миля). Военно-воздушные силы США заказали версию своей планирующей бомбы GB-1, оснащенную этой системой, которая стала GB-4 . Она была похожа на Hs 293D почти во всем. Корпус связи армии использовал 1846 с собственной системой передатчика и приемника для создания чересстрочного видеодисплея с разрешением 650 строк при 20 кадрах в секунду (40 полей в секунду). Был разработан киномагнитофон, позволяющий проводить критику после запуска. [1]
Два B-17 были оснащены приемниками, и первые пять испытательных сбросов были проведены в июле 1943 года на аэродроме Эглин во Флориде. Дальнейшие испытания проводились на испытательном полигоне Тонопа и были все более успешными. К 1944 году система была признана достаточно разработанной для попытки проведения боевых испытаний, и два самолета-носителя и небольшое количество бомб GB-4 были отправлены в Англию в июне. [1] Эти запуски прошли не очень хорошо, камеры, как правило, вообще не работали, выходили из строя сразу после запуска или предлагали прерывистый прием, который обычно приводил к тому, что изображения становились видимыми только после того, как бомба пролетала мимо цели. После серии неудачных запусков команда вернулась домой, потеряв один из самолетов-носителей в результате несчастного случая при посадке. Попытки использовать систему для создания ракеты класса «воздух-воздух» с использованием командного наведения потерпели неудачу из-за проблем со скоростью сближения и временем реакции. [11]
К концу войны достижения в миниатюризации трубки, особенно в рамках разработки бесконтактного взрывателя , позволили значительно уменьшить размер иконоскопа. Однако продолжающиеся исследования RCA к этому времени привели к разработке значительно улучшенного ортикона изображения и начал проект MIMO, сокращение от «Миниатюрный ортикон изображения». [12] Результатом стала значительно меньшая система, которая легко помещалась в носовой части бомбы. Командование армейских технических служб использовало ее в своем проекте управляемой бомбы VB-10 «Roc II», большой вертикально сбрасываемой бомбы. Разработка Roc началась в начале 1945 года и была готова к испытаниям на аэродроме Вендовер-Филд, когда война закончилась. [13] Разработка продолжалась после войны, и она некоторое время находилась на вооружении в послевоенный период. [14] [15]
Сразу после войны Королевский флот разработал требования к управляемой бомбе для противокорабельной роли. Она появилась как «Blue Boar» — случайно присвоенное радужное кодовое имя. Система была разработана для планирования под углом около 40 градусов над горизонтом и могла маневрировать на протяжении всего подхода, что позволяло направить ее на цель в течение шести секунд после прорыва сквозь облачный покров на высоте 10 000 футов (3 000 м). Еще более крупная «Special Blue Boar» была разработана с полезной нагрузкой 20 000 фунтов (9 100 кг), предназначенной для доставки ядерных боеголовок с бомбардировщиков V на дальность до 25 морских миль (46 км; 29 миль) при сбросе с высоты 50 000 футов (15 000 м). [16]
Заказанный в 1951 году, проект с использованием телевизионной камеры EMI прошел гладко, и в 1953 году начались натурные испытания. Несмотря на успех, программа была отменена в 1954 году, поскольку военно-морская версия стала слишком тяжелой для перевозки на новых ударных самолетах, в то время как бомбардировщики V-типа планировалось оснастить гораздо более производительными Blue Steel . [16]
Роль противокорабельной ракеты осталась незаполненной, что привело ко второму проекту, «Green Cheese» . Он был во многом идентичен Blue Boar с добавлением нескольких твердотопливных ракет , что позволяло запускать его с малой высоты и лететь к цели, не подвергая самолет-носитель огню, а также заменяя телевизионную камеру небольшим радаром . Он также оказался слишком тяжелым для предполагаемого самолета Fairey Gannet и был отменен в 1956 году. [17]
В начале 1960-х годов Matra и Hawker Siddeley Dynamics начали сотрудничать в разработке противорадиолокационной ракеты большой дальности высокой мощности, известной как Martel . Идея Martel заключалась в том, чтобы позволить самолету атаковать объекты ракет «земля-воздух» Варшавского договора , находясь далеко за пределами их досягаемости, и она несла боеголовку, достаточно большую, чтобы уничтожить радар даже в случае близкого промаха. По сравнению с американской AGM-45 Shrike , Martel имела гораздо большую дальность действия, до 60 километров (37 миль) по сравнению с 16 километрами (10 миль) у ранней Shrike, и устанавливала 150-килограммовую (330 фунтов) боеголовку вместо 66 килограммов (145 фунтов). [18]
Вскоре после этого Королевский флот начал беспокоиться об улучшении возможностей ПВО советских кораблей. Blackburn Buccaneer был специально разработан для противодействия этим кораблям, летая на очень малых высотах и сбрасывая бомбы с больших расстояний и высоких скоростей. Такой подход держал самолет под радаром корабля до последних нескольких минут подхода, но к середине 1960-х годов стало ясно, что даже этот короткий период откроет самолет для атаки. Было необходимо новое оружие, которое удерживало бы самолет еще дальше от кораблей, в идеале никогда не поднимаясь выше радиолокационного горизонта. [18]
Это означало, что ракету придется запускать вслепую, в то время как собственный радар самолета не сможет увидеть цель. В то время не было собственной активной радиолокационной головки самонаведения , поэтому было принято решение использовать телевизионное наведение и систему передачи данных для отправки видео на самолет-носитель. Планер Martel был признан подходящим, и была добавлена новая носовая часть с электроникой для создания версии AJ.168. [18]
Как и более раннее немецкое и американское оружие, Martel требовал, чтобы офицер по оружию визуально направлял ракету, в то время как пилот уводил самолет от цели. В отличие от более раннего оружия, Martel летел по своему первоначальному курсу, используя автопилот , который вел ракету достаточно высоко, чтобы она могла видеть и цель, и самолет-носитель, чтобы могла работать линия передачи данных. Телевизионный сигнал не включался, пока ракета не достигала приблизительной средней точки, в этот момент офицер по оружию направлял ее, как и более раннее оружие. Хотя это требовало, чтобы ракета летел достаточно высоко, чтобы ее мог видеть корабль, ее небольшой размер делал ее неуловимой целью для радаров той эпохи и особенно оружия. Martel не была ракетой, скользящей над поверхностью моря, а вместо этого пикировала на цель с некоторой высоты. [18]
Первый испытательный запуск AJ.168 состоялся в феврале 1970 года, и к моменту окончания испытаний в июле 1973 года было выпущено в общей сложности 25 ракет, в основном на базе ВВС Великобритании Аберпорт в Уэльсе. Дальнейшие испытания проводились до октября 1975 года, когда ракета была допущена к эксплуатации. Она использовалась Королевским флотом лишь недолгое время, прежде чем они передали оставшиеся «Буканьеры» ВВС Великобритании. ВВС Великобритании использовали как противорадиолокационные, так и противокорабельные версии на своих «Буканьерах», причем противокорабельные версии были заменены на « Си Игл» в 1988 году, в то время как оригинальные противорадиолокационные версии AS.37 оставались в эксплуатации до тех пор, пока «Буканьеры» не были сняты с вооружения в марте 1994 года. [18]
.jpg/1280px-AGM-62_Walleye_on_a_A-7C_Corsair_II_of_VX-5_at_the_White_Sands_Missile_Range,_1_December_1978_(6413520).jpg)
Интерес США к телевизионному наведению в значительной степени прекратился в послевоенный период. Тем не менее, мелкомасштабные разработки продолжались, и группа на военно-морской испытательной станции артиллерийского вооружения (NOTS) разработала способ автоматического отслеживания светлых или темных пятен на телевизионном изображении, концепция, сегодня известная как оптический контрастный искатель.
Большая часть работы была сосредоточена на оружии MACLOS , и привела к разработке AGM-12 Bullpup , которая считалась настолько точной, что ее называли «серебряной пулей». Раннее использование Bullpup показало, что ее слишком сложно использовать, и она подвергала самолет-носитель зенитному огню, точно такие же проблемы, которые заставили немцев начать исследования в области телевизионного наведения. В январе 1963 года NOTS выпустила контракт на бомбу и систему наведения, которые могли использоваться с их контрастным трекером. Несмотря на то, что это была планирующая бомба, ей был присвоен номер в рамках новой системы нумерации управляемых ракет, и она стала AGM -62 Walleye . [19]
Первоначально предполагалось, что система будет использовать телевизор только пока ракета все еще находится на самолете, и будет автоматически осуществлять поиск после запуска. Это быстро оказалось невозможным, так как система часто срывала захват по самым разным причинам. Это привело к добавлению канала передачи данных, который отправлял изображение обратно на самолет, позволяя осуществлять наведение на всем протяжении. Это не была настоящая телевизионная система наведения в классическом смысле, так как задача оператора состояла в том, чтобы продолжать выбирать точки с высоким контрастом, за которыми затем следовала бы искатель. На практике, однако, обновление было почти непрерывным, и система действовала скорее как телевизионная система наведения и автопилот, как в ранних планах для Hs 293. [19]
Walleye поступил на вооружение в 1966 году и быстро использовался в нескольких точных атаках на мосты и подобные цели. Они показали, что у него недостаточно ударной мощи, и требовалась большая дальность. Это привело к внедрению канала передачи данных с расширенной дальностью (ERDL) и более крупных крыльев для увеличения дальности с 30 до 44 километров (от 18 до 28 миль). Walleye II был гораздо более крупной версией, основанной на 910-килограммовой (2000 фунтов) бомбе для улучшения характеристик против крупных целей, таких как мосты, и дальнейшего увеличения дальности до 59 километров (37 миль). [19] Они широко использовались на более поздних этапах войны и оставались на вооружении в 1970-х и 80-х годах. Именно Walleye, оснащенный ERDL, использовался для уничтожения нефтепроводов, питающих Си-Айленд, и помог остановить разлив нефти во время войны в Персидском заливе в 1991 году. Walleye покинул службу в 1990-х годах, в основном замененный оружием с лазерным наведением.
Советская ракета Х-59 — это дальнобойная ракета для поражения наземных целей, которая включает телевизионную камеру после 10 километров (6 миль) полета от самолета-носителя. Она имеет максимальную дальность 200 километров (120 миль) и используется по сути так же, как и Walleye.