Ракетный комплекс морского базирования Tomahawk (США)

Ракетным комплекс Tomahawk принят на вооружение в 1990 году, в ВМС США им были обустроены 62 подводные лодки (ПЛ) и 32 надводных корабля (НК), а к 2000-му планировалось оборудовать 198 боевых кораблей, в том числе 107 ПЛА. Ракетный комплекс Tomahawk морского базирования включает крылатые ракеты с надводным либо подводным стартом, пусковые установки, систему управления ракетной стрельбой и вспомогательное оборудование. Крылатая ракета Tomahawk сотворена в 2-ух главных вариантах: стратегическом - для стрельбы по наземным объектам, тактическом - для ликвидирования надводных кораблей и судов. Все же их конструктивно-схемное построение и летно-технические свойства схожи. Крылатая ракета выполнена по самолетной схеме (моноплан), имеет корпус цилиндрической формы с оживальным обтекателем головной части, складывающееся и утапливаемое в корпус крыло в центральной части и крестообразный стабилизатор в хвостовой. Корпус сделан из крепких дюралевых сплавов, графитоэпоксидного пластика и радиопрозрачных материалов. Для уменьшения радиолокационной заметности на корпус, крыло и стабилизатор нанесено особое покрытие.

Ракета состоит из 6 отсеков: первый - аппаратура системы управления и наведения; второй - боевая часть (БЧ) с предохранительно-исполнительным механизмом; 3-ий — топливный бак; четвертый - силовые приводы развертывания крыла и топливный бак; пятый - воздухозаборник и термобатарея; шестой - маршевый движок и приводы крестообразного стабилизатора. К последнему отсеку соосно с ракетой пристыкован стартовый ракетный твердотопливный движок (РДТТ).

Система управления и наведения КР представляет собой комбинацию последующих подсистем: инерциальной, корреляционной по контуру рельефа местности (TERCOM - Terrain Contour Matching), электронно-оптической корреляционной DSMAC (стратегический вариант с БЧ в обыкновенном снаряжении) либо активной радиолокационной (тактический).

Инерциальная подсистема управления работает на исходном и среднем участках полета ракеты (масса 11 кг). Она включает бортовую ЭВМ, инерциальную платформу и барометрический высотомер. Инерциальная платформа состоит из грех гироскопов для измерения угловых отклонений ракеты в системе координат и 3-х акселерометров, определяющих ускорения этих отклонений. Подсистема обеспечивает последующую точность определения места КР: 0,8 км за 1 ч полета.

Корреляционная подсистема TERCOM работает на среднем и конечном участках полета ракеты. Она включает ЭВМ, радиовысотомер, набор эталонных карт районов по маршруту полета ракеты. Ширина луча радиовысотомера 13-15° (спектр частот 4-8ГГц).

Механизм работы подсистемы TERCOM основан на сравнении рельефа местности определенного района нахождения ракеты с эталонными картами рельефа местности по маршруту ее полета. Определение рельефа местности осуществляется методом сопоставления данных радио- и барометрического высотомеров. 1-ый определяет высоту до поверхности земли, а второй - относительно уровня моря. Информация об определенном рельефе местности в цифровой форме вводится в ЭВМ, где ассоциируется с данными о рельефе фактической местности и эталонных карт районов. ЭВМ выдает сигналы корректировки для инерциальной подсистемы управления. Устойчивость работы подсистемы TERCOM и нужная точность определения места КР достигаются методом выбора рационального числа и размеров ячеек районов корректировки, закладываемых в ЭВМ. При всем этом, чем больше таких ячеек и меньше их размеры, тем поточнее отслеживается рельеф местности, а как следует, и положение КР. Но из-за ограниченного объема памяти бортовой ЭВМ и малого времени для решения навигационной задачки принят номинальный размер 120X120 м. Вся трасса полета КР над сушей разбивается на 64 района корректировки протяженностью по 7-8 км и шириной 48-2 км. Принятые количественные свойства ячеек и районов корректировки, по заявлению американских профессионалов, обеспечивают вывод КР к цели даже при полете над равнинной местностью.

Допустимая погрешность измерения высоты рельефа местности для надежной работы подсистемы TERCOM должна составлять 1 м.

В систему управления и наведения стратегических крылатых ракет с обыкновенной боевой частью BGM-109C и D включена также электронно-оптическая корреляционная подсистема DSMAC (Digital Scene Matching Area Correlator), которая позволяет значительно повысить точность стрельбы (КВО - до 10 м). В ней употребляются цифровые «картины» за ранее отснятых районов местности по маршруту полета крылатой ракеты. DSMAC начинает работать на конечном участке линии движения полета ракеты после последней корректировки по подсистеме TERCOM. При помощи оптических сенсоров делается осмотр районов, прилегающих к цели. Приобретенные изображения в цифровой форме вводятся в ЭВМ. Она ассоциирует их с эталонными цифровыми «картинами» районов, заложенными в ее память, и производит корректирующие маневры ракеты.

Активная радиолокационная головка самонаведения (ГСН) работает на конечном участке полета ПКР. В нее входят антенны с устройством сканирования, приемопередатчик и блок обработки сигналов, также устройство опознавания «свой - чужой». Чтоб обеспечить помехозащищенность, предусматривается работа ГСН на переменной частоте, меняющейся по случайному закону.

Боевой частью стратегической ядерной КР «Томахок» (BGM-109A) служит боеголовка W-80 (масса 123 кг, длина около 1 м, поперечник 0,27 м и мощность 200 кт). Подрыв делается контактным взрывателем. Радиус зоны разрушения 3 км.

Стратегическая неядерная крылатая ракета BGM-109C оснащена моноблочной (полубронебойной) БЧ, a BGM-109D - кассетной, которая включает до 166 мелкокалиберных бомб BLU-97B комбинированного деяния (масса каждой 1,5 кг) в 24 связках. Тактическая крылатая ракета BGM-109B вооружена фугасной БЧ В-61 (масса 454 кг) либо WDU-25B, разработанной для управляемых снарядов «Буллпап».

Маршевый движок ракеты Tomahawk представлен компактным турбореактивным двухвальным двухкаскадным движком F-107 с низкой степенью двухконтурности и смешением потоков обоих контуров в сопле. Каскад низкого давления состоит из двухступенчатого вентилятора и двухступенчатого нерегулируемого компрессора, приводимых в движение двухкаскадной турбиной. Вентилятор, компрессор и турбина низкого давления находятся на одном валу, где также установлен компрессор среднего давления. Каскад высочайшего давления состоит из 1-го нерегулируемого центробежного компрессора с приводом от турбины. Движок работает последующим образом. Воздушный поток из воздухопоглотителя поступает в двухступенчатый нерегулируемый компрессор низкого давления. Часть воздуха оттуда направляется во наружный контур, а остальной - поначалу в компрессор среднего давления, а потом высочайшего давления и камеру сжигания. Горючее подается в движок при помощи вытеснительной системы.

Пуск мотора обеспечивается системой зажигания, снаряженной 2-мя запальными свечками с емкостным зарядом. Свечки размещены в фронтальной зоне кольцевой камеры сжигания. Для надежного пуска охлажденного мотора к ним подается кислород. Система зажигания действует безпрерывно во время полета КР. Если движок заглохнет, то делается повторный пуск. ТРДД F-107 работает на горючем RJ-4, его длина 0,94 м, поперечник 0,305 м, масса 64 кг, тяга 272 кгс.

Стартовый РДТТ (длина 0,8 м, масса 297 кг) развивает тягу 3200 кгс, длительность его работы 6-7 с. Он имеет систему отличия вектора тяги (наибольший угол отличия около 10°) в виде 4 газовых рулей, находящихся на срезе сопла.

Для хранения и пуска ракет Tomahawk на подводных лодках употребляются штатные торпедные аппараты (ТА) либо особые установки вертикального запуска (УВП) Mk45, а на надводных кораблях - установки контейнерного типа Mk143 либо УВП Mk41.

Для хранения лодочного варианта ракеты применяется железная капсула (масса 454 кг), заполненная азотом под маленьким давлением. Это позволяет сохранять ракету в готовности к применению в течение 30 месяцев. Капсула с ракетой загружается в ТА либо УВП как рядовая торпеда.

Южноамериканские ПЛА имеют по четыре носовых гидравлических ТА, размещенных побортно (по два) под углом 10-12° к диаметральной плоскости корабля и обеспечивающих стрельбу с огромных глубин, что существенно понижает демаскирующие причины. Трубы ТА сделаны из 3-х секций: носовой, центральной и кормовой. Загрузка и правильное размещение капсулы с КР в трубах ТА осуществляются при помощи направляющих планок и поддерживающих роликов. Механизм стрельбы связан с приводами открывания и закрывания крышек аппарата. Задняя крышка оборудована водомерно-смотровым окном, позволяющим смотреть за наполнением (осушением) ТА, манометром, также кабельным вводом, соединяющим приборы управления КР с пультом управления стрельбой.

Гидравлическая система выстреливания крылатых ракет имеет импульсный воздушный цилиндр высочайшего давления, гидроусилитель и нагреватель водяной системы. На каждую группу из 2-ух труб ТА 1-го борта установлен гидроцилиндр. Гидравлическая система действует последующим образом. При подаче воздуха высочайшего давления из корабельной магистрали в воздушный цилиндр сразу с передвижением его поршня перемещается сидячий на одном штоке с ним поршень гидроцилиндра. Последний работает на свою группу ТА и подает воду в них через нагнетательную цистерну, соединяющуюся с каждым аппаратом средством щелевых отверстий. При движении поршня вода из нагнетательной цистерны под давлением поступает поначалу в кормовую часть трубы ТА, а потом через отверстия в капсулу, создавая лишнее давление, нужное для выброса ракеты из ТА.

Рычаги привода открывания фронтальных крышек ТА сблокированы таким образом, что сразу быть может открыта только одна крышка в группе, а как следует, один аппарат будет соединен с нагнетательной цистерной.

УВП Mk45, установленные на ПЛА типа «Лос-Анджелес», включают 12 пусковых шахт, расположенных вовне крепкого корпуса лодки в носовой цистерне головного балласта. Любая шахта имеет герметичный металлической стакан, крышку, днище, обтюратор и систему выброса ракеты. Последняя расположена в нижней части шахты и включает газогенератор с пиропатроном. Пиропатрон воспламеняется детонатором, сигнал на который поступает от системы управления стрельбой. Не считая перечисленных выше узлов и устройств, шахта вооружена сенсорами, фиксирующими выход ракеты, оптическим указателем уровня морской воды и соединительными кабелями. Конструктивное выполнение пусковой шахты УВП Mk45 не просит значимых работ по ее восстановлению после запуска ракеты для повторного внедрения.

На надводных кораблях ВМС США с целью хранения и запуска крылатых ракет Tomahawk сначала монтировались контейнерные ПУ Mk143, а в ближайшее время на кораблях типов «Тикондерога», «Орли Бёрк» и «Спрюенс» инсталлируются УВП Mk41. 1-ые, рассчитанные на четыре КР, находятся на верхней палубе и имеют бронированную защиту. 2-ые более совершенны, все они обширнее употребляются не только лишь на американских надводных кораблях, да и на эскадренных миноносцах УРО ВМС Канады и Стране восходящего солнца. УВП Mk41 позволяет вести стрельбу разными видами ракет: крылатыми, зенитными и противолодочными. Она может включать до восьми модулей по восемь ячеек с пусковыми контейнерами: Mk14 mod. 0 и 1 для ракет Tomahawk либо Mk13 и Mk15 для ЗУР и ПЛУР; систему пуска ракет и другое оборудование.

Контейнеры Mk14 (длина 6,7 м, размер основания 0,635X0,635 м) выполнены из гофрированной стали. Они имеют верхнюю и нижнюю мембранные крышки, систему клапанов орошения в высшей части для подачи воды к боеголовке по мере надобности ее остывания, штекерные разъемы для подачи электроэнергии, электронные кабели, котировочный механизм, стабилизирующие и крепежные устройства. Верхняя мембранная крышка сделана из пропитанного каучуком стекловолокна и обеспечивает защиту ракет от ударной волны, возникающей при пуске примыкающей ракеты. Нижняя мембранная крышка выполнена в виде 4 лепестков, раскрывающихся создающимся в контейнере давлением при включении мотора ракеты. Абляционное покрытие внутренней поверхности контейнера обеспечивает проведение до восьми пусков без подмены контейнера. Контейнер выдерживает внутреннее давление до 274,5 кПа.

Система пуска ракет включает аппаратуру управления последовательностью запуска, механизм открытия и закрытия бронированных крышек УВП, блок энергопитания.

В нижней части УВП находится камера для истекающих газов, которые по газоотводному каналу выбрасываются наружу над палубой корабля. Камера и газоотводный канал имеют абляционное покрытие, выполненное из плиток фенольного волокна, армированных хлоропреновым каучуком. Для защиты от ударной волны служат бронированные крышки в высшей части УВП.

На надводных кораблях УВН Mk41 инсталлируются под верхней палубой. Полное количество модулей в них составляет 8, 12 либо 16, но суммарное число ракет (боекомплект) - соответственно 61, 90 либо 122 (а не 64, 96 либо 128), потому что объем 3-х либо 6 ячеек контейнеров употребляется для размещения погрузочного устройства, обеспечивающего перезарядку ракет в море.

Управление стрельбой, контроль за состоянием крылатых ракет в ТА и УВП, их проверка, координация пуска и учет расхода ракет осуществляются при помощи системы управления стрельбой (СУС). Ее составляющие на ПЛА располагаются в центральном посту и торпедном отсеке. В центральном посту лодки находятся пульт управления, ЭВМ и блок преобразования данных. Отображение инфы и вывод контрольных данных выполняются на индикаторной панели пульта управления.

На надводных кораблях СУС хранится в контейнере, установленном в помещении корабельного поста управления орудием. В системе употребляется математическое обеспечение и интерфейсы для ЭВМ, дозволяющие выдавать целеуказание и координировать стрельбу крылатых ракет Tomahawk по наземным объектам с 1-го корабля другим кораблям соединения либо группы.

Функционирование ракетного комплекса происходит последующим образом. С получением приказа на применение ракетного орудия командир заявляет тревогу и переводит корабль в завышенную техно готовность. Начинается предстартовая подготовка ракетного комплекса, на что затрачивается около 20 мин.

На ПЛА при стрельбе из ТА морская вода подается в трубу аппарата и через отверстия поступает в капсулу с крылатой ракетой. В этот момент в ракете начинает действовать устройство, создающее снутри ее корпуса лишнее давление, приблизительно равное наружному, что защищает корпус ракеты от деформации. Лодка выходит на глубину запуска (30-60 м) и сбавляет скорость хода до нескольких узлов. В систему управления и наведения крылатой ракеты вводятся нужные для стрельбы данные. Потом раскрывается крышка ТА, срабатывает гидравлическая система выброса, и ракета выталкивается из капсулы. Последняя эжектируется из трубы ТА через некое время после выхода ракеты. Ракета связана с контейнером фалом длиной 12 м, при разрыве которого (через 5 с прохождения подводного участка линии движения) происходит снятие ступени предохранения и включение стартового РДТТ. По мере прохождения толщи воды давление снутри корпуса ракеты понижается до обычного (атмосферного), и она выходит из-под воды на поверхность под углом 50°.

При стрельбе из УВП Mk45 раскрывается крышка шахты, врубается система выброса ракеты, и лишнее давление, создаваемое газогенератором, выталкивает ракету из шахты. При выходе она разрушает мембрану капсулы, сдерживавшей давление морской воды, вертикально выходит на поверхность и, осуществив разворот, перебегает на запрограммированную линию движения полета.

Через 4-6 с после выхода крылатой ракеты из-под воды либо с окончанием работы стартового РДТТ пиротехническими зарядами сбрасывается хвостовой термообтекатель и раскрывается стабилизатор ракеты. В течение сих пор ракета выходит на высоту 300-400 м. Потом на нисходящей ветки стартового участка длиной около 4 км раскрываются консоли крыла, выдвигается воздухозаборник, отстреливается за счет пироболтов стартовый РДТТ, врубается маршевый движок, и ракета перебегает на заданную линию движения полета (через 60 с после старта). Высота полета ракеты понижается до 15-60 м, а скорость - до 885 км/ч. Управление ракетой при ее полете над морем осуществляется инерциальной подсистемой управления, которая обеспечивает вывод крылатой ракеты в 1-ый район корректировки (обычно, он отстоит от берега на несколько км). Размеры этого района зависят от точности определения места стартовой платформы и ошибки инерциальной подсистемы управления, накапливаемой за время полета ракеты над аква поверхностью.

Для удачного внедрения крылатых ракет Tomahawk по наземным объектам считается желательным, чтоб район запуска находился в границах 700 км от береговой черты, а район первой корректировки имел ширину приблизительно 48 км. Ширина следующих районов корректировки быть может уменьшена до 9 км, а поблизости цели - до 2 км.

При подлете к первому участку корректировки врубается и начинает работать подсистема TERCOM. Она определяет рельеф местности и ассоциирует его с эталонными картами. Обычно, данные измерений накладываются на карты 3-х близкорасположенных районов. Для выдачи команды от бортовой ЭВМ на корректировку курса КР нужно совпадение 2-ух из 3-х определений подсистемы с эталонными картами (в неприятном случае ракета сбивается с данного курса). Потом ракета при помощи инерциальной подсистемы управления продолжает полет и выходит в район 2-ой и следующих коррекций. Ракета Tomahawk летит в режиме огибания рельефа местности над земной поверхностью на высоте 30-60 м (если местность относительно ровненькая) либо 150 м (холмистая). В бортовой ЭВМ предвидено выполнение программки полета с обходом районов дислокации стационарных средств ПВО и ПРО. После выхода крылатых ракет BGM-109C и D в район цели наведение на конечном участке линии движения полета осуществляется подсистемой DSMAC.

Высочайшая точность стрельбы и значимая мощность ядерной боеголовки стратегической крылатой ракеты Tomahawk (BGM-109A) позволяют с высочайшей продуктивностью поражать очень защищенные малоразмерные цели. Так, по оценке американских профессионалов, проанализировавших способности КР и BP подводных лодок, возможность поражения защищенного объекта, выдерживающего лишнее давление 70 кг/см2, одной крылатой ракеты Tomahawk составляет 85проц., а БР «Посейдон» - 10 проц.

Профиль полета тактической ракеты Tomahawk (противокорабельный вариант) в отличие от стратегической имеет свои особенности, связанные со стрельбой по морским целям. В конце стартового участка линии движения полета ракета стабилизируется на высоте 5-10 м над поверхностью воды, потом начинается маршевый участок полета. Управление и наведение ракеты на этом участке выполняются инерциальной подсистемой по данной программке с внедрением высотомера. При подлете к цели ракета наращивает высоту до 100 м и включает активную радиолокационную ГСН. Дальше она производит поиск цели и летит методом «змейка». Найдя цель, ракета запрашивает ее принадлежность, делает разворот с наклоном для выхода на требуемый курс и запрограммированное понижение. Потом она производит повторное обнаружение и захват цели, понижается до высоты 10-15 м, а при подлете к цели - до 5 м. Конкретно перед целью ракета делает горку с следующим пикированием. Подрыв боевой части обеспечивается контактным взрывателем медленного действия либо радиовзрывателем по команде ГСН.

Вместе с оснащением кораблей ракетным орудием Tomahawk США проводят широкомасштабную программку развития и совершенствования крылатых ракет морского базирования, которая предугадывает: —повышение дальности стрельбы до 3-4 тыс. км за счет разработки более действенных движков и топлив, понижения массо-габаритных черт; —улучшение точности наведения на цель до нескольких метров за счет оснащения КР приемной аппаратурой СНС 1IABCTAP и лазерным локатором; —некое повышение глубин запуска КР с ПЛА при использовании более массивного стартового РДТТ; —понижение воздействия средств ПВО и ПРО при боевом применении крылатых ракет.

Источник: dogswar.ru