dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

На видео (ссылка ниже) в программе BBC успешно расстреливают “домики”, построенные из различных материалов, “вихревой пушкой”. Строительные решения для домиков выбраны из сказки про трёх поросят: солома, дерево, камень. При этом, в отличие от волка, дувшего в сказке, пушка справляется и с каменным домиком – сносит стену. Видео (ссылка на YouTube):

Перспективная ПРО – это гибкая система, в которой наиболее важны мобильные комплексы разного базирования. Возникает вопрос: для чего же заказывались “позиционные районы” перехватчиков в Европе? Помимо прочего, у них есть и важный эффект, о котором что-то мало пишут: приводя в пример “геополитическое раздражение” и дипломатические трудности, сопровождающие размещение перехватчиков, можно эффективно убеждать сомневающихся в том, что требуются именно мобильные комплексы. Эти комплексы строятся и разворачиваются вдали от чужих границ. Раздражения, на первом этапе, меньше. Дипломатических проблем – тоже. Хороший дополнительный аргумент. Работает для тех ключевых персон, которые не очень разбираются в технических деталях.

Как и прежде, с ПРО (то есть, со стратегической противоракетной обороной) связана куча расхожих “непоняток”. А ведь самостоятельно более или менее разобраться в основных свойствах вопроса – многим под силу. Просто нужно верно разложить составляющие задачи “по полочкам”.

Прежде всего, требуется понять контекст, в котором появляется та стратегическая ПРО, о которой сейчас все пишут. Контекст такой: борьба с использованием суперсовременных технологий против классических МБР, накопленных десятки лет назад. Тут и появляется первый ключевой момент. Для построения практической ПРО нужен технологический отрыв. Если технологии, используемые ПРО и теми межконтинентальными ракетами, против которых оборона строится, близки, то преимущество будет на стороне “нападающих” ракет (конечно, с поправкой на количество ракет и подобные моменты).

Итак, ПРО действует по “классическим” МБР. Такая МБР, имеющая смысл, понятно, только вместе с пусковым комплексом и внутри неких непростых “процедур” сопровождения и применения – это очень сложная и чувствительная штука. Причём, по понятным причинам, устроен весь комплекс так, что если что-то пошло “не по плану”, то успешного удара МБР нанести не может. Даже с технической стороны, если отбросить организационные моменты, например, боеголовка представляет собой устройство, которое в случае поломки само по себе не взрывается – для успешного “подрыва” нужно, чтобы все очень точные механизмы сработали верно и чётко. Это очередной важный момент: схемы и алгоритмы массированного применения МБР – довольно уязвимы и неустойчивы, поэтому обесценить весь атакующий потенциал можно уже одним точным и выверенным контрударом.

Эффективная ПРО включает в себя несколько типов средств перехвата и несколько типов средств наблюдения. Эти средства можно разбивать “по эшелонам”, но нужно иметь в виду, что зоны ответственности этих “эшелонов” – заметно пересекаются, иначе возникают сложности по передаче целей “на обслуживание” между ними. Почему так, понятно из соображений времени реакции и обязательных погрешностей, возникающих в работе системы.

Для противоракетной обороны тем лучше, чем ближе можно подобраться “первой линией” (“эшелоном”) к стартовым позициям ракет. Это касается и перехватчиков, и, особенно, систем наблюдения (разведки). “Первый залп” работает по стартующим ракетам, и (возможно, с упреждением по времени) по шахтам, по наземным и подводным комплексам. “Первый залп” очень важен. Для успешного первого залпа потребуются маловысотные гиперзвуковые маневрирующие перехватчики – их пока только испытывают.

Несложно посчитать, что перехватчик, двигающийся со скоростью около M=5 (пять скоростей звука), преодолеет 1000 километров приблизительно за 11 минут. Это, заметьте, очень малое время для принятия важных решений.

Сами по себе гиперзвуковые аппараты, действующие в земной атмосфере на малой высоте – всё же довольно заметные объекты. Сложно выполнить такой аппарат скрытным: в полёте он нагревается, его сопровождает ударная волна, хорошо заметный спутный след. Поэтому применять подобные перехватчики с больших дальностей (несколько тысяч километров) не будут. По уже отработанной для крылатых ракет практике, перехватчики будут базироваться на подводных лодках, кораблях и, что особенно важно, на больших и медленных беспилотниках, которые уже выполнят малозаметными во всех смыслах. Такие носители должны иметь возможность осуществлять длительное патрулирование. Поэтому сейчас велик интерес к дирижаблям и “инновационным” летательным аппаратам, использующим, например, непосредственно солнечную энергию для полёта.

Размещение перехватчиков именно на “мобильных платформах” составляет очередной важный “процедурный момент”. В отличие от наземных баз, “мобильные платформы” (подводные, просто морские и воздушные) дают возможность для быстрой эскалации конфликта. То есть, в рамках подготовки, наличие “позиционных районов” у границ никого не раздражает, потому что ударные силы накапливаются и строятся вдали от этих границ. В случае конфликта, носители достаточно быстро и несколько заранее расставляются на подходящие для атаки позиции.

Неверно думать, что тех 10-15 минут, которые требуются гиперзвуковому перехватчику для прибытия в район стартовой позиции МБР, хватит для безопасного старта ракеты. Не хватит, потому что единственное практичное применение таких перехватчиков, это когда они стартуют раньше перехватываемых ракет. В рамках доктрин с “упреждающим ударом”, такое агрессивное использование ПРО, является логичным и последовательным. Тем более, что даже если перехватываемые ракеты и не стартовали, то выходит, что “атака выполняется по военным объектам”, по ракетным шахтам и установкам. О примерах применения крылатых ракет для упреждающего разрушения военной инфраструктуры вполне европейских стран – наверное, не нужно напоминать.

Промежуточный итог: ПРО требует “технологического отрыва” и проектируется против “классических МБР”, которые накоплены ранее, десятки лет назад; задача стратегической ПРО не “перехватить ракету”, а сорвать массированный ответный удар, – на то она и стратегическая, – поэтому элементы ПРО должны начинать действовать с упреждением по времени, а не по факту нанесения удара (этот момент постоянно упускают из виду в “широкой прессе”); гиперзвуковые беспилотные системы – важный базовый элемент ПРО, который сейчас усиленно развивают.

(Продолжение следует.)

“Боинг” пишет, что 10 августа успешно проверили системы наведения ABL (это мощный лазер, смонтированный на базе 747 лайнера) в полёте, по воздушной мишени, имитирующей ракету. То есть, как пишут, установка успешно обнаружила цель, а потом, используя лазеры подсветки, успешно промерила атмосферные искажения на пути до цели. Самим мощным лазером пока не стреляли.

Вообще, в таком лазерном оружии, первостепенное значение имеют два связанных между собой фактора: атмосферные искажения и способность без задержек получать очень точные данные о траектории цели на достаточно большом (по времени) отрезке. Атмосфера, понятно, мешает фокусировать мощный лазер на цели – поэтому оптика должна компенсировать постоянно меняющиеся условия распространения излучения. Перемещение цели – та же петрушка: мешает фокусировке, нужно быстро компенсировать.

Радар тут, в общем, может служить лишь грубым инструментом. Поэтому точное наведение и коррекция обеспечиваются с помощью подсветки дополнительными лазерами и анализом отражений, в том числе, кстати, для корректировки может использоваться и отражения излучения основного мощного лазера.

Теперь ждём, что напишут по результатам испытаний основного лазера в воздухе по мишени.

В свете пугающих ракетных заявлений КНДР Штаты выдвигают в Тихий океан свой гигантский плавучий радар, который может работать в составе системы ПРО. Плавание радара обходится казне в десятки миллионов долларов (но, собственно, они ж их сами печатают, поэтому – какие проблемы?). Фото радара:

Всё оборудование перемещают к гавайскому побережью. Так что к осени можно ожидать новых событий с перехватом баллистических ракет.

А вот, кстати, в начале года я публиковал на этом сайте три записки про дистанционные “кибератаки” на системы ПВО, собственно о “вскрытии управления комплексом” и о том, как успеху подобного “вскрытия” помогают физические явления, сопровождающие боевую эксплуатацию комплекса, среди которых штатная работа системы в радиоэфире и побочные эффекты, характерные для работы радиоэлектронных схем вообще.

Пока что всё это выглядит очень теоретически (и теория эта, конечно, очень не нова, известна много лет), но вот похоже, что уже года через три тема обретёт популярность с вполне “практической” точки зрения. Причины просты: бурно развиваются технологии моделирования и “виртуализации” сложных радиоэлектронных сетевых систем. А к этим технологиям добавляются (наконец-то) хорошо реализованные на практике инструменты автоматического анализа “логики” работы моделируемых систем. Ну это что-то вроде знакомых многим ИТ-специалистам алгоритмов “эвристического анализа исполняемого кода” из современных “настольных” антивирусов. Только с настоящей “эвристикой” и действительно большими возможностями.

Понятно, что можно моделировать и целый комплекс ПВО, со всеми возможными устройствами. Зачем? Для того, чтобы выяснить в мелких деталях, как комплекс внутри устроен, не имея непосредственного доступа к самому комплексу. Для того, чтобы научиться точно предсказывать работу комплекса в реальной ситуации и найти эффективные “точки входа” для активной дистанционной атаки средствами РЭБ. То есть, на первый взгляд, задача, мягко говоря, странная: исследуемой аппаратуры, для “прозванивания”, в доступности нет, схем и чертежей – нет, исходников программ – тоже нет, а требуется получить детальную документацию на устройство изделия. Невозможно?

Действительно, когда разговор заходит о подобном моделировании, часто можно услышать: бесполезно, ведь реализовать внутреннюю работу комплекса можно многими разными способами, алгоритмов – десятки, микросхем – сотни типов и т.п. И вроде бы получается, что для сколь-нибудь точного и практически полезного моделирования таки нужно наперёд знать “все коды и схемотехнику”, а кто ж их отдаст? Но вот при ближайшем рассмотрении ситуация оказывается иной: в дело вступает data mining.

Судите сами. Да, конечно, требуется суперкомпьютер, но их сейчас есть в достатке. (Задача, кстати, хорошо параллелится.) Для начала конструируется отправная точка – построенная по специальным правилам очень грубая математическая модель атакуемого комплекса (как такие комплексы устроены в принципе – известно). Начальное моделирование – это ручная работа. Ага, от такой модели толку совсем нет, потому что каждая практическая задача там допускает многие тысячи решений, многие тысячи “уточняющих вариантов” и ничего предсказать не позволяет (но среди этих бесполезных тысяч есть и верное решение).

Однако, после того как эти тысячи решений получены, каждый дополнительный параметр, уточняющий устройство моделируемого комплекса ПВО, позволит выбрать из них меньшее подмножество достоверных решений. К таким параметрам относятся и тип используемых комплексом ЦП, и, например, какой-то сигнал, выдаваемый в эфир реальным комплексом в заданный момент времени (без “раскрытия” логической структуры самого сигнала, просто важен факт работы передатчика с некоторой мощностью). “Редукция” разнообразия возможных моделей тут получается задачей “комбинаторной”, требующей много памяти и процессорного времени, но зато решаемой той самой “эвристикой” и уже в автоматическом режиме.

Фактически, это вариант компьютерных шахмат. Правила задают законы физики, позициями служат состояния модели анализируемого изделия. “Переставляются” и взвешиваются приблизительно такие варианты: “если конфигурация “типа Б” сработала вот так, а предыдущие состояния – такие-то, то на этом миллисекундном интервале мощности на излучение никак не хватит”. Если продолжить пример с сигналом, то, скажем, его появление укладывается лишь в узкий спектр “решений”, выдаваемых исходной грубой моделью.

Недавно я упоминал неожиданный эффект анализа географических координат пребывания “анонимных пользователей”: сопоставление весьма приблизительных (с точностью до городского квартала) координат места работы и места проживания позволяет с высокой точностью вычислить персональные данные “анонима”, при том что по отдельности и координаты места работы, и координаты места проживания для идентификации бесполезны.

Эффект от добавления к грубой модели комплекса некоторых, казалось бы бесполезных, дополнительных данных – будет аналогичным: множество возможных “решений” на одном из шагов “схлопнется”, а все остальные элементы мозаики (недостающие устройства в грубой модели) определятся сами собой. Правда, против законов физики, вкупе с перечнем доступных по технологиям производства микроэлектронных компонент, – не попрёшь.

Но самое главное развитие тут вот в чём: суперкомпьютер может быть расположен далеко от “зоны конфронтации”, что позволяет сделать этот компьютер реально большим. Данные для “уточнения моделей” в реальном времени передают по каналам связи самолёты-разведчики (может, беспилотные), наблюдающие работу комплекса ПВО непосредственно. Большой компьютер работает быстро, поэтому он почти в том же реальном времени присылает обратно “новые вопросы”, нужные для более эффективного моделирования. Присланные “вопросы” отрабатывают самолёты РЭБ, которые с помощью своих передатчиков подсовывают исследуемому комплексу нужные сигналы. Реакцию отслеживают разведчики и отправляют “центральному компьютеру”.

Что имеем в итоге с данного гуся? А вот что: быстрый автоматический анализ внутренней работы и устройства комплекса, позволяющий найти способы перехвата управления. Или, по крайней мере, практические способы эффективного и незаметного введения системы в состояние “заблуждения”: цели есть, а их операторам не видно (в теории, реализуется, например, с помощью упреждения активными помехами работы комплекса по обзору).

В пресс-релизе от Raytheon пишут об успешном обстреле “беспилотной системы” с помощью SLAMRAAM, во время тестов. Интересно, что мишени – они обычно и так беспилотные. Можно мишень называть “беспилотной системой” (unmanned aircraft system), конечно, но новизны это не добавит.

То есть, предмет новости в том, что ракетная система успешно отстрелялась по мишени, и при этом, вроде бы, использовали несколько радаров для наведения. Но медийная популярность беспилотников уже достигла той величины, что PR-служба Ratheon предпочитает сделать из рутинного испытания “новость” о способности перехватывать беспилотники.

SLAMRAAM – это адаптация ракеты “воздух-воздух” AMRAAM для применения с земли, там с автомобильного носителя стартуют ракеты, по предыдущей ссылке есть картинка. Так что сам факт успешного обстрела воздушной мишени ракетой “воздух-воздух” – в нём вообще ничего нового. Ну и что? Зато вариант заголовка “продемонстрирована способность перехвата беспилотников” (в оригинале “Demonstrates Ability to Intercept UAS”) звучит на современном медийном фоне очень захватывающе.

Между прочим, в теории, угрожающие северокорейские баллистические ракеты могут нести вместе с боеголовкой имитаторы. Даже не самые сложные имитаторы затрудняют перехват боеголовки на “средних” и “поздних” стадиях полёта. При этом имитаторы изготавливать и испытывать проще, чем возводить дополнительные пусковые установки с дополнительными ракетами.

И вот именно в качестве контрмеры к такому развитию ситуации годится система ПРО, работающая по ракете на этапе разгона – одну ракету перехватили, все имитаторы оказались негодны. Но тут требуется точно и быстро определять момент старта и вычислять координаты ракеты. Правда, пламя работающего двигателя делает задачу проще. По характеристикам светимости пламени, кстати, можно не только определить тип топлива, но и прикинуть импульс ускорителя.

Так что, видимо, вокруг КНДР теперь будет барражировать ещё больше беспилотников, ведущих наблюдение, и транслирующих данные в центры управления перехватом. Хотя, прошлую северокорейскую “космическую ракету” перехватывать либо не стали, либо, что более вероятно, – просто не получилось: сорвалось всё на раннем этапе, беспилотников не хватило.

А вот почему-то оценки мощности северокорейского ядерного устройства малы, измеряют единицами килотонн. Тут тогда нужно подумать о том, что испытание маломощного заряда можно же имитировать, используя обычные ВВ. Может, и не было ядерных испытаний?

Одну отсталую ракету, если такая появится у КНДР, Штаты уже сейчас могут перехватить с помощью подсистемы тактической ПРО из Aegis (можно прочитать также записку о противоракете). То, что могут, уже продемонстрировано в рамках учений. Японцы, при этом, в таких учениях регулярно участвуют и корабли японские элементами Aegis оснащены. Поэтому доставить боевую часть до территории Штатов – это вряд ли под силу КНДР, несмотря на ядерные испытания.

Между прочим, с успехами северокорейских проектов по ядерному вооружению связано всего два важных вопроса: первый: насколько мощный заряд? и второй: где средства точной доставки?

При этом с мощностью что-то пока точно не объявляют, но, видимо, не такая большая она получилась (там чем меньше, тем сложнее точно измерить “независимыми средствами”, кстати). А со средствами доставки прогресс пока лучше у Ирана. И в качестве средств доставки для подобных “слабых агрессоров” вообще годятся только очень быстрые ракеты, потому как самолёт однозначно перехватят с лёгкостью. (Да, конечно, остаются варианты, воспетые в кинофильмах, когда ядерная бомба тщательно замаскирована на борту рядового судна или что-то подобное. Нужно ли их обсуждать?)

Зато вот теперь вроде бы есть такой хороший, твёрдый повод для западных ястребов – сперва КНДР ракету пускала, теперь демонстрирует бомбу, нарушает договорённости. Но вот связывать свои флоты в очередном регионе мира вряд ли Штаты будут.