dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

В третьей части – про другой объект, которого опасаются Штаты, чьи принципы “мирового регулирования” серьёзным образом опираются на флот. Итак, помимо особой ракетной техники (часть первая) и хитрых подводных лодок (часть вторая), Штаты опасаются современных морских мин.

Почему? Основная причина такая: мины, как и правильно сконструированные противокорабельные ракеты, позволяют реализовать все преимущества принципа с “зарыванием трудностей”. То есть, качественную морскую мину очень сложно сделать: нужны хитрые, мало кому доступные технологии, произрастающие исключительно из накопленного экспериментального опыта. А вот успешное применение изготовленной мины не требует особенной “технологической продвинутости” или высококвалифицированных специалистов. Не требует каких-то хитрых технологий и поддержание запаса мин в боеспособном состоянии. При этом минные заграждения – эффективное оружие.

Например, хорошая современная морская мина способна устанавливаться самостоятельно, будучи запущенной из, скажем, торпедного аппарата подводной лодки (или с надводного корабля, самолёта, даже с берега, хоть это и покажется неспециалистам странным).

Интересно, что мины могут снабжаться специальными малозаметными “транспортами”, которые готовы доставить их на расстояние в несколько десятков километров от, скажем, лодки, проводящей установку заграждения. То есть, не обязательно выдавать место установки мины присутствием корабля.

Если речь о донной мине, то она, абсолютно не требуя обслуживания, может находиться “на дежурстве” годами. Хорошие морские мины чрезвычайно сложно обнаруживать: мины прячутся на серьёзных глубинах (не обязательно на дне, кстати, есть и плавающие мины) и при этом конструируются малозаметными. Попробуй отыщи опасное изделие, зарывшееся в дно на стометровой глубине. Цель и способ атаки мина выбирает самостоятельно, с помощью сложных систем, использующих, например, акустические сигналы (но не только их).

Так что атака современной морской мины может быть внезапной, быстрой (секунды – есть “ракетные мины”, бросающиеся на цель с большой скоростью) и эффективной даже в отношении кораблей штатовского флота. А атаковать мины готовы и надводные, и подводные цели.

Итак, главная особенность в том, что мины могут быть переданы технологически слабым “потенциальным противникам США”. И эти противники вполне смогут воспользоваться минами для обеспечения собственной безопасности, гарантировав проблемы иноземному флоту. Скажем, штатовские ВМС для поддержки сухопутных операций нуждаются в “прибрежных кораблях” (см. записку “про тримаран“) – они-то и могут стать подходящей целью.

В первой части речь о сверхскоростных противокорабельных ракетах. Но Штаты, при всей гибкости и высоком развитии их военных систем, опасаются не только ракет, имеющихся (предположительно) на вооружении у технически слабых противников.

Например, Штаты опасаются небольших, недорогих, но выполненных на современном уровне подводных лодок, которые могли бы оказаться у тех же самых “вероятных противников” из числа неразвитых в военно-техническом отношении стран.

(Германская подводная лодка времён Второй Мировой)

Речь не о сложных, технологически продвинутых, субмаринах, а о простых дизель-электрических “посудинах”, современность которых определяется применением прогрессивных технологий производства и проектирования, снижающих стоимость и требования по обслуживанию. Единственное важное проявление “хайтека” в такой лодке – меры (не самые прогрессивные, но эффективные) по снижению заметности аппарата.

Простая в эксплуатации конструкция, отсутствие разнообразных сложных систем на борту – всё это позволяет применять лодку не слишком хорошо обученным морякам, а также обслуживать флот таких лодок самыми элементарными техническими средствами. Это ключевые моменты.

Понятно, что лодки по заказу строит и ставит в строй технически продвинутая “третья сторона”. Современный опыт строительства подводных лодок используется “третьей стороной” для того, чтобы создать надёжную, по возможности малозаметную, подводную лодку с большим ресурсом. Создать такой аппарат реально: прогресс тут огромный и в средствах проектирования, и в доступных конструкционных материалах.

Почему Штаты опасаются таких лодок? Потому что при всём богатстве технических средств штатовской разведки обнаруживать и сопровождать небольшую подводную лодку гораздо труднее, чем, скажем, близкий по размерам надводный корабль (или подводный крейсер). При этом подобная лодка может привезти противокорабельную крылатую ракету, стартующую из торпедного аппарата, а может скрытно поставить современные подводные мины “в неожиданных местах”. Более того, небольшая подводная лодка может создавать угрозу безопасности для транспортных судов, обеспечивающих перемещение военных (или “околовоенных”) грузов (можно просто заблокировать некоторые судоходные пути).

Понятно, что с подобными угрозами Штаты умеют бороться. Однако, во-первых, наработанные методы хороши против больших субмарин, а малую и правильно сконструированную – обнаружить сложнее. Во-вторых, построение защиты потребует массового привлечения дополнительных сил и средств, сильно отличающихся от тех, которые годятся для борьбы с надводным флотом. Рост сложности операций Штатам прямо не выгоден.

При этом со стороны противника требуется лишь поддержание боеспособности небольшого флота подводных лодок, которые уже конструктивно выполнены так, чтобы требовать минимума внимания и минимума технического оснащения и грамотности.

Продолжение – в третьей части.

(Часть 1)

Якобы так, как показано на картинке ниже, будет выглядеть новая мишень для штатовского флота. Мишень имитирует двухступенчатые противокорабельные крылатые ракеты 3M54 “Клаб” (ОКБ “Новатор”; это те самые ракеты с дозвуковой маршевой ступенью и сверхзвуковой атакующей). Видимо эта же мишень пригодится для имитации других ракет, которые не слишком быстро конструируют на основе “Клаб”. Контракт в $97 млн на изготовление мишеней достался Alliant Techsystems. Собственно, картинка:

(источник картинки)

Вот чем ещё хороши новые ракеты (“Клаб” – не новая)? Тем, что другой стороне приходится ещё и на мишени тратиться.

Всё время забывают, что комплексы, составляющие стратегическую противоракетную оборону, должны быть самого разного “базирования”.

Так, если говорить об осуществляющих собственно перехват решениях, то будут созданы и развёрнуты (или уже развёрнуты): 1) наземные комплексы, в том числе обязательно мобильные, что важно; 2) разнообразные воздушные системы, в том числе осуществляющие непрерывное патрулирование (большие самолёты строить умеют давно, осталось научиться делать их чуть более экономичными); 3) морские элементы ПРО (можно вспомнить проведённый в этом году перехват штатами собственного сверхсекретного спутника, вышедшего из строя); интересно, что появятся и системы подводного базирования, хоть это и может на первый взгляд показаться странным. Морская часть системы – ключевая, потому как большая часть поверхности Земли – это водная поверхность.

И – это уже четвёртый вариант – элементы ПРО выведут на околоземную орбиту. Речь не о радарах на спутниках, выведут именно перехватчики. Тоже вполне себе ключевая часть программы.

Вообще у США, с их военным бюджетом, который, в общем-то, сравним с суммарными военными тратами остальных стран мира, есть исключительные возможности по реализации “глобального военного присутствия” (то есть быстро подогнали флот, перебросили экспедиционные силы и т.д. – даже в самые одалённые от США регионы).

И тем не менее, при всём своём технологическом совершенстве, Штаты, в военном плане, опасаются вполне определённых вещей. И речь не о массированном ядерном ударе (с ним и так всё ясно).

Например, Штаты опасаются сверхскоростных противокорабельных крылатых ракет большой дальности. Почему? Потому что то самое штатовское “глобальное присутствие” опирается на флот. Прикрыть флот от классической авиации (особенно от технически слабой авиации) Штаты умеют. Умеют они бороться и с традиционными дозвуковыми крылатыми ракетами. А вот с перехватом группы ракет, летящих на малой высоте, с большой сверхзвуковой скоростью, да ещё и маневрирующих – тут твёрдого умения нет.

При этом правильно сконструированные крылатые ракеты могут применяться по флоту с берега, с небольших подводных лодок, с “технически непродвинутых” (читай: старых) самолётов неожиданно. У подобных ракет есть и более важное достоинство: высокие технологии там применяются при разработке и создании комплексов, а вот с последующим разовым применением законсервированных однажды в контейнеры ракет, в принципе, может справиться и персонал, не являющийся “экспертным”, не обладающий особенной технической подготовкой. Понятно, что какая-то подготовка нужна, но тут работает околоракетный закон “зарывания трудностей”: самонаводящуюся ракету очень трудно сконструировать и изготовить, но зато сравнительно легко однажды успешно применить. (В военной авиации, к слову, ситуация совершенно иная: без постоянно совершенствующихся высококвалифицированных кадров ничего не выйдет, и законсервировать “самолёт с пилотом” – нельзя.)

То есть выходит, что реальная ракетная угроза флотам США может исходить от технически слабого противника, которого вовремя снабдили ракетными комплексами. Фокус работает только для атаки сложными для перехвата крылатыми ракетами. Для создания конкурентоспособных ПВО или мощных ВВС фокус с “зарыванием трудности” не работает.

Вот поэтому Штаты обеспокоены ракетами и, в своё время, скупали старые советские разработки, прекрасно понимая, что настанет момент, когда эти разработки обретут вторую жизнь.

Продолжение – во второй части.

(Иллюстрация: U.S. Navy.)

Некоторое время назад я писал о системах, позволяющих самолёту “узнать” о том, что приближается ракета. Одним из направлений, в которых может пригодиться информация о приближающейся ракете, является использование разнообразных “обманок” для того чтобы сбить ракету со следа. Самый банальный вариант, это всем известные “тепловые ловушки”: некие подходящие по яркости источники ИК-излучения, отстреливаемые самолётом и призванные обманывать тепловые головки самонаведения ракет.

(U.S. Air Force Photo)

Надо сказать, что даже современные “тепловые ловушки” могут ввести в заблуждение лишь самую простую ракету. Более сложные системы наведения используют дополнительную информацию о цели и умеют вычислять “обманки”. Например, на ракете можно использовать второй сенсор, принимающий ультрафиолетовое излучение. Понятно, что тепловые имитаторы вообще бесполезны против ракет с радиолокационным наведением.

Впрочем, технологии имитации тоже развиваются. Придумывают всё более сложные имитаторы, “ложные цели”, пытающиеся разом обмануть не только в ИК-сенсоры, но и радары. Например, есть подобные буксируемые имитаторы: самолёт выпускает имитатор и тянет за собой на тросе. В результате, с точки зрения атакующего, появляется вторая цель, уничтожение которой, впрочем, не нанесёт особого вреда реальному самолёту.

Ложные цели – важное средство маскировки и прикрытия. Не только в авиации. Скажем, очень давно практикуют строительство “фанерных макетов” наземной военной техники и сооружений. Правда, современные макеты делают уже не из фанеры – это не технологично. Современные макеты надувают. При этом правильно спроектированная надувная “обманка” может имитировать реальное изделие и в радиолокационном смысле.

Имитаторы вводят противника в заблуждение относительно расположения и количества действительно важных целей. Если нет возможности надёжно распознать имитаторы, то придётся атаковать все обнаруженные цели – реальные и поддельные. Обстрел “картонных дурилок” – дело дорогое, во всех смыслах, особенно если речь идёт об атаках с воздуха, с использованием, скажем, беспилотников.

(Фото: компания Русбал)

Вообще, если пилот самолёта ещё как-то может проявить смекалку и отличить надувной танк (который, кстати, тоже может “ползти по полю”) от реального, то для беспилотника, ориентирующегося, например, по видеоизображению, такая задача супертрудна. Трудной она остаётся и в том случае, если беспилотником дистанционно управляет человек, потому что последнему также придётся иметь дело с изображениями (а они могут содержать шумы и искажения).

Надо ещё учитывать тот факт, что пока беспилотник делает “контрольный облёт” резинового танка, чтобы разглядеть его получше, расположенный неподалёку вполне реальный комплекс ПВО (с виду – как надувной), может этот беспилотник уничтожить.

Впрочем, беспилотники будут очень полезны в качестве перспективных имитаторов воздушных целей. Действительно, можно сконструировать летательный аппарат таким образом, чтобы с точки зрения наземных комплексов ПВО, использующих радары, он был похож, скажем, на истребитель. При этом, если в качестве имитатора выступает беспилотник, приманка сможет маневрировать самым различным образом – это сильно добавляет сходства с настоящей целью. (Понятно, что будут заметные ограничения по скорости и т.д., но, тем не менее: маневрирующий беспилотник, это не привязанный на тросе планер-имитатор.)

Если добавить к атакующим истребителям побольше подобных им ложных целей, да ещё использовать современные средства РЭБ, то силы ПВО окажутся в затруднительном положении: необходимость обслуживать большое число целей приведёт к перегрузкам и ошибкам, а уж если придётся все эти цели обстреливать, то станет совсем нелегко, ведь запас ракет сильно ограничен.

Впрочем, подобные беспилотники-имитаторы – гораздо дороже надувного макета. С другой стороны, авиационные агрегаты и электроника дешевеют, а для беспилотника-приманки можно использовать устаревшие “составные части”.

Ну а более хитрой ситуация станет тогда, когда одни беспилотники будут служить ложными целями для прикрытия других беспилотников, а не обитаемых самолётов.

Для истребителя, да и для всякого самолёта вообще, очень полезно, если на борту заранее известно, что с некоторого направления приближается ракета противника, которая, возможно, прибудет к цели через столько-то секунд.

Скажем, за эти секунды пилот истребителя может успеть катапультироваться (обычно это единственное разумное решение). Или компьютерная начинка самолёта сможет умело подключить какие-то средства противодействия ракетам, чтобы исправить незавидное положение. Это, кстати, единственная надежда больших военно-транспортных (да и просто гражданских) самолётов, покинуть которые и экипажу, и пассажирам возможно далеко не всегда.

Так что задача автоматического обнаружения атакующих самолёт ракет актуальна очень давно. При этом сконструировать хорошую систему весьма непросто. Например, с одной стороны, крайне не желательно, чтобы система выдавала ложные срабатывания (кому понравится катапультироваться из-за ошибки электроники?). С другой стороны, едва ли лучше, если эта электроника проворонит реальную ракету.

Для обнаружения подлетающих ракет используют самые разнообразные подходы, среди которых есть и весьма неожиданные (а наиболее эффективны, понятно, системы, использующие сразу несколько методов).

Так, довольно очевидный способ – активное обнаружение ракет с помощью РЛС. При этом такая РЛС (или несколько, действующих согласованно) должна просматривать все направления (грубо говоря, требуется “сферический обзор”), ведь современная ракета готова прилететь с любого ракурса. Тут пригодится хитрый набор антенн, некоторые из которых будут иметь не самую привычную форму. Также полезно пристроить в хвосте хорошую РЛС, закрывающую заднюю полусферу. Правда, ракета может оказаться малозаметной для радара целью (а может и не оказаться). Сходным с РЛС способом, правда с существенными ограничениями, может работать лазерный локатор.

В помощь активным локаторам – пассивные методы. Например, в случае ракет с радиолокационной системой самонаведения, самолёту поможет приёмник, обнаруживающий и верно распознающий сигналы радара. Другой пассивный метод – оптическое наблюдение: здесь автоматическая система “просматривает” заданный сектор с помощью объектива и обнаруживает ракеты либо в ИК-диапазоне, либо в видимом, либо задействуется ещё и ультрафиолетовый сенсор. При этом может использоваться поворачивающийся объектив, а может и фиксированная оптическая система, за которой закреплён некоторый ракурс.

Как раз в случае с оптическими системами и появляется довольно неожиданное решение. Оказывается, ракеты можно распознавать по специфическим излучениям, связанным с горением реактивного топлива в двигателе. Дело в том, что компоненты топлива при горении излучают во вполне конкретных диапазонах спектра, а распределение интенсивности по различным участкам спектра характеризует именно данное реактивное топливо. То есть пламя в реактивном сопле, а точнее – газовый след за ракетой, это такая сигнатура, позволяющая относительно несложным “электронным” способом распознать именно ракету, избавившись от ложных срабатываний.

Интересно, что сходный способ используется и при разведке пусков баллистических ракет – там спектральный анализ пламени и следа может помочь распознать не только сам пуск, но и тип ракеты.

(На иллюстрации – сенсор и излучатель ИК-помехопостановщика, BAE)

Интересно, что в СМИ (даже и, вроде бы, в тематических), как и прежде, появляются статьи, рассказывающие о том, как можно “одним махом поломать” всякие современные и перспективные ударные беспилотники, “поставив помеху GPS“. Вообще, сам вопрос надёжной помехопостановки для сигналов военной GPS можно оставить в стороне. Хитрее другой аспект.

О чём пишут авторы “панацеи от беспилотников”? Они пишут, что современные беспилотники определяют собственное положение по GPS, иногда используя и очень неточную инерциальную навигационную систему. Стало быть, рассуждают авторы, если сигнал GPS пропадёт, то беспилотники не смогут определить своё местоположение и окажутся бесполезны. Что тут можно сказать? Очевидно, что если беспилотник однозначно завязан на GPS, а GPS нет, то всё верно – беспилотник оказывается бесполезен. Не верен другой аспект: гипотетическое удаление GPS вовсе не делает разработку беспилотников не перспективной и не предоставляет той “панацеи” (так же как и гипотетические “электромагнитные атаки“).

Да, действительно, при нынешнем развитии микроэлектроники GPS используют направо и налево. Особенно энтузиасты-любители, строящие беспилотники. Так происходит потому, что наиболее функциональный и наиболее дешёвый вариант автопилота для беспилотного летательного аппарата – это автопилот с GPS. Но одно дело любители, а другое – реальные перспективы боевых роботов.

Фокус в том, что навигация, как прикладная наука, вообще говоря, появилась задолго до запуска первого спутника. И определять местоположение самолёта или корабля с достаточно высокой точностью умели и раньше. GPS лишь позволила загнать трудности вычисления координат внутрь компьютера приёмника. Но никто не запрещает беспилотникам, оснащаемым всё более мощными компьютерами, использовать другие методы вычисления собственных координат. Тем более, что об уязвимости GPS очень давно известно.

Определять координаты можно, используя наземные ориентиры. Можно – по часам, звёздам, Солнцу и компасу. Можно, используя привязку к искусственным опорным точкам, развёрнутым дружественными силами: в качестве таковых могут выступать аэростаты или, скажем, специальные самолёты. А можно все эти методы свести воедино и получить устойчивую к изменению внешней среды навигационную систему. Естественно, об этом давно известно и отдельные GPS-независимые навигационные системы (по топографии, например) давно используются, скажем, крылатыми ракетами, а “интегральный подход” – активно разрабатывается.

Так что беспилотники сумеют найти свои цели и без GPS. Хотя если GPS доступен, то можно использовать его. При этом возможность действовать в условиях недоступности GPS традиционно закладывается в технические требования к новым аппаратам. Ну и для суперактуального направления – подводных автономных роботов – работа без GPS вообще является основной.

От популярных СМИ часто можно услышать, что первыми придумали “невидимые” для радаров самолёты в Штатах, сразу после неудач во Вьетнаме. Между тем, это ни разу не так.

Почему? Потому что наземные РЛС для обнаружения самолётов активно использовались ещё во время Битвы за Британию (1940). Уже тогда РЛС, предупреждая силы ПВО Великобритании о воздушном нападении, доставляли определённые проблемы германским ВВС. Довольно странно было полагать, что учёные и инженеры, в деталях представляя принципы работы РЛС, не задумались бы о создании малозаметных для РЛС самолётов.

Правда, с технологиями были проблемы: использовавшиеся схемы самолётов, применявшиеся материалы, воздушные винты, поршневые двигатели – всё это делало создание малозаметных самолётов неразумным. Понятно, что в теории можно было бы уже к середине 40-х годов прошлого века сконструировать и построить малозаметный (по сравнению с) истребитель, используя деревянные, пластиковые “панели” и несущие элементы, установив реактивный двигатель, склеивая элементы конструкции, применяя другие хитрости. Однако выгода от снижения радиолокационной заметности не перевесила бы дороговизны и непрактичности такого самолёта.

(Истребитель Hawker Hurricane)

Несмотря на многолетнюю известность “в теории”, практическое применение технологии снижения радиолокационной заметности стали получать лишь тогда, когда затраты на их претворение в реальность приблизились к разумным суммам, а выгода от применения оказалась заметна на фоне диктуемых технологиями ограничений.

Кстати, к первым самолётам, реализующим идею “малой заметности”, часто относят германский Go 229 – экспериментальный реактивный самолёт начала 40-х годов прошлого века, выполненный по схеме “летающее крыло” (на иллюстрации, открывающей заметку).

А малозаметность самолётов для РЛС всё-таки использовалась и во Вторую Мировую, всеми сторонами, правда, весьма ограниченно и без вынесения “Стелс” в титульную особенность самолёта. Так, для решения некоторых задач (например, ночная бомбардировка, ночная разведка) использовались небольшие деревянные самолёты старых конструкций. Надо заметить, что такие самолёты ещё и представляли собой весьма сложную цель для ночных истребителей, оборудованных бортовыми РЛС.

Так что “невидимость” придумали вовсе не Штаты, и вовсе не после Вьетнама.

Между прочим, в продолжение ракетной темы. Raytheon делает на основе ракеты AMRAAM (которая, изначально – “воздух-воздух”) наземный “комплекс” ПВО. То есть, ракетами AMRAAM предполагается обстреливать воздушные цели с земли. И вправду, какая разница, стартует ли ракета с пилона истребителя или с рельсов автомобиля, приблизительно как на этом фото:

(Raytheon)

Довольно часто можно услышать, что, якобы, надёжная стратегическая ПРО (противоракетная, то бишь, оборона) неосуществима потому, что подобную систему, дескать, невозможно отладить. Понятно, что организовать “отладочный” массированный ракетный удар, для того чтобы испытать развёрнутую ПРО, действительно нереально. Есть, конечно, и другие проблемы с отладкой столь сложных систем. Однако эти проблемы не мешают системы отлаживать.

Более или менее простой пример: огромные небоскрёбы строят с учётом сейсмической опасности района, где этот небоскрёб находится. При этом вряд ли можно обратиться в небесную канцелярию и заказать “тестовое землетрясение” для безопасного испытания уже построенного небоскрёба. Сложные спутниковые системы, типа GPS, также довольно сложно испытать целиком, “в натуре”, и при этом на Земле, до запуска группировки. При этом GPS работает, а небоскрёбы выдерживают расчётные землятресения. Как же так?

Хитрость тут в нескольких моментах: в математическом моделировании, в архитектуре системы и в алгоритме этой системы развёртывания. Например, поведение небоскрёба (а высочайшие из них – уникальны, что важно) во время землятресения моделируют с помощью компьютеров. При этом отдельные, достаточно простые, составляющие небоскрёба (балки, опоры, стекло, всякие “силовые короба” и т.п.) могут быть тщательно испытаны на практике. Собственно, результаты таких испытаний и позволяют построить точную модель. (Конечно, можно ещё строить уменьшенные реальные модели целого небоскрёба и т.д.) Архитектура небоскрёба такова, что позволяет собрать его из проверенных элементов в систему с хорошо предсказуемыми свойствами. Строительство же здания производится таким образом, чтобы не испортить, так сказать, архитектурных задумок, не в смысле “внешнего вида”, а в том смысле, чтобы во время возведения северной стены она не рухнула на южную, так как стены вовремя не связали перекрытиями.

Равно таким же образом строятся и системы типа GPS: сперва достигается понимание элементарных составляющих систему элементов, потом моделируется поведение системы в целом (занимательно, что на этом этапе, GPS, в отличие от небоскрёбостроительства, требует активного привлечения специальной теории относительности), далее разрабатывается план развёртывания системы в целом (порядок изготовления спутников, приёмников, выведения спутников на орбиту и т.д.).

Что же мешает использовать подобный подход при создании ПРО? Ничего не мешает. ПРО именно так и будет создаваться: сперва отлаживаются и испытываются отдельные комплексы (провести реальные тесты по перехвату самых разнообразных мишеней – возможно), потом разрабатывается архитектура, которая позволит построить всю систему из большого количества элементарных составляющих с сохранением понимания устройства системы в целом. Далее – моделирование и тщательное развёртывание по согласованному с архитектурой алгоритму.

В чём главная особенность? В том, что в результате получается вполне отлаженная система, способная с очень высокой вероятностью успешно выполнить сразу первую задачу, без прогона по сотне тестовых.

Но – да, задача сложная, сложнее небоскрёба.