Россия якобы в состоянии сделать противокорабельную ракету, «аналогов которой нет больше ни у кого в мире». А нужна ли она? Статья российского военного инженера, разработчика РЛС Андрея Горбачевского, который реагирует на анонсированную в послании Путина гиперзвуковую противокорабельную ракету «Циркон».
В своем послании Путин объявил об успешном ходе разработки еще одной новинки — гиперзвуковой противокорабельной ракеты (ПКР) «Циркон». Дальность ее полета превышает 1000 км, а скорость достигает 9 М. (Справка: М — число Маха, равное скорости звука. У поверхности земли М = 340 м/с и с ростом высоты уменьшается. На высотах полета «Циркона» М = 300 м/с, то есть 9 М = 2,7 км/с).
Никаких картинок и дополнительных сведений не приводилось.
Далее Путин предложил западным партнерам рассчитать быстроту и силу российских ударов.
Как, зная только два параметра «Циркона», рассчитать силу его удара, Путин не сообщил. Может быть, он предполагает, что западные разведки и без него имеют все нужные сведения.
Поэтому «диванным» войскам, к которым автор, будучи пенсионером, также относится, остается только фантазировать. Попытаемся сконструировать свой вариант ПКР «Циркон» и назовем его «Диван».
Классификация проктивокорабельных ракет
По величине скорости полета ПКР разделяются на три класса: дозвуковые (ДПКР) со скоростью менее 1 М, сверхзвуковые (СПКР) — 1–5 М, гиперзвуковые (ГПКР) — 5–15 М. ДПКР оборудуются турбореактивными двигателями и отличаются высокой экономичностью, небольшими массой и стоимостью. СПКР и ГПКР имеют прямоточный воздушно-реактивный двигатель (прямоточка). Принцип работы прямоточки предельно прост и состоит в том, что в широкое входное отверстие воздухозаборника на большой скорости входит разреженный внешний воздух, а сечение воздухозаборника по его длине плавно уменьшается. Соответственно, по мере сужения воздухозаборника плотность потока воздуха постепенно возрастает, и в камеру сгорания он поступает под значительно бо́льшим давлением, чем в окружающей атмосфере.
Прямоточка не может обеспечить скорости более 15 М, поэтому ракеты, имеющие скорость более 15 М, к гиперзвуковым лучше не относить, так как они являются обычными баллистическими ракетами. Например, гиперзвуковой блок «Авангард» — это просто головная часть баллистической ракеты Ур-100. Он не имеет своего двигателя и летит с первой космической скоростью 27 М, до которой его разгоняет ракета.
В США посчитали, что выгоднее иметь много дешевых ДПКР, чем делать СПКР, и произвели единственный тип ДПКР — «Гарпун». В СССР производили и ДПКР типа Х-35, и несколько типов СПКР, например «Оникс». Выживаемость и ДПКР, и СПКР обеспечивалась за счет подлета к цели на предельно малых высотах. ДПКР всю дистанцию летит на высоте 3–5 м. При таких высотах полета из-за кривизны Земли корабельная РЛС может обнаружить ДПКР на дальности не более 25 км. К достоинствам ДПКР относится и то, что при малой высоте полета из-за мешающих отражений от поверхности моря корабельной РЛС очень трудно произвести точные измерения координат ДПКР и навести на нее ЗУР.
СПКР из-за высокой скорости полета вынуждена приближаться к цели на высоте 10–12 м, вследствие чего СПКР обнаруживаются на дальности до 30 км, и мешающее для ЗРК (зенитно-ракетный комплекс) действие отражений от моря уменьшается по сравнению измерением ДПКР. Поэтому уменьшение вероятности сбития СПКР по сравнению с ДПКР происходит только за счет более быстрого подлета СПКР к кораблю. СПКР начальный участок полета пролетают на больших высотах со скоростью около 3 М, а при приближении к цели снижаются и последние примерно 100 км летят на высоте 10 м на скорости 2 М. На этой скорости нагрев корпуса оказывается умеренным, и его выдерживают имеющиеся материалы. За преимущество высокой скорости СПКР приходилось расплачиваться ростом ее массы в 3–5 раз.
В СССР даже и не пытались разработать ГПКР, так как оценили, что увеличение скорости явно не будет компенсировать увеличение сложности конструкции, роста стоимости и массы еще большем, чем в случае СПКР.
В США разработки гиперзвуковых ракет велись с 2003 года. Были построены только экспериментальные образцы. Видимо, эксперименты не принесли обнадеживающих результатов и никаких ГПКР так и не было построено. Сама по себе высокая скорость 9 М не гарантирует прорыва ПВО корабля. ЗРК «Иджис» и наш С-400 рассчитаны на поражение ракет с такими скоростями.
Недостатки ГПКР «Диван»
Траектория
При скорости 9 М избежать перегрева носового обтекателя можно только при полете в разреженной атмосфере на высотах порядка 40 км. При такой высоте кривизна Земли уже не сказывается, так как на максимальной дальности действия корабельных локаторов (400–500 км) ГПКР будет находиться явно выше горизонта, что позволит обнаружить «Диван» за 2–3 минуты до подлета к кораблю. Опуститься вниз и лететь вдоль поверхности с гиперзвуковой скоростью «Диван» не сможет, так как у поверхности Земли во избежание перегрева можно лететь со скоростью не более 2–2,5 М.
Создать ГПКР, способную летать и со скоростью 9 М, и со скоростью 2 М, нереально, так как в полете придется изменять геометрию воздухозаборника, крыльев и двигателя.
Поэтому «Диван» может летать только на больших высотах и пикировать с этих высот на цель.
Маневренность
Кадр из программы «Вести недели», где были показаны цели ракеты «Циркон» — в США
Прямоточка плохо переносит интенсивное маневрирование. Когда ракета поворачивается боком к потоку воздуха, то в воздухозаборнике возникают скачки уплотнения, и прямоточка может заглохнуть. Следовательно, уклониться от ЗУР противника за счет маневрирования «Диван» не сможет почти на всей дистанции полета, кроме последних километров, которые можно пролететь по инерции и с заглохшим двигателем.
Запуск прямоточки в работу
ПВРД СПКР может включаться в работу только тогда, когда СПКР разогналась до скорости, близкой к 1 М. Для этого внутри камеры сгорания прямоточки размещается пороховой ускоритель. То есть увеличивать общую длину ракеты не требуется. Для того чтобы запустился ГПВРД, необходимо обеспечить разгон ГПКР до сверхзвуковых скоростей. Обеспечить такой разгон за счет внутреннего ускорителя невозможно. Поэтому ГПКР «Диван» должен быть фактически двухступенчатым, где первая ступень является мощным разгонным блоком. Масса и длина «Дивана» при этом увеличиваются, и он может не поместиться в те корабельные установки вертикального пуска, в которых сейчас размещаются ракеты «Калибр».
Невозможность снижения заметности
При скорости 9 М, несмотря на большую высоту полета, разогрев носового обтекателя и передних кромок крыльев может достигать 3000 градусов. Эти же кромки дают наибольшие радиолокационные отражения. В ДПКР и СПКР эти кромки покрывают радиопоглощающими материалами.
Однако ни один из поглощающих материалов не способен выдержать температуру в тысячи градусов.
Следовательно, применить технологию «Стелс» не удастся, и радиолокационная система (РЛС) противника будут обнаруживать ГПКР на больших расстояниях.
Нарастание времени обстрела противником
Если предположить, что «Диван» будет обнаружен на максимальной дальности действия корабельной РЛС и по нему будет пущена ЗУР, то встреча «Дивана» и ЗУР произойдет на дальности порядка 100 км. В этом случае «Дивану» придется лететь до корабля еще около 50 секунд, подвергаясь повторным атакам ЗУР. У СПКР, которая будет обнаружена на дальности 30 км, первая встреча с ЗУР произойдет на дальности 15 км. После чего СПКР потребуется 20 секунд, чтобы долететь до цели. Зададим вопрос: зачем требуется строить ГПКР, если СПКР обстреливается гораздо меньшее время?
Обобщая вышеизложенные недостатки, приходим к выводу, что корабль противника может из-за высокой заметности «Дивана» обнаружить его заблаговременно (за 2–3 минуты до подлета) и пустить по нему ЗУР, которая встретится с «Диваном» на дальности порядка 100 км.
Из-за малой маневренности «Дивана» вероятность его поражения будет высока.
Конечно, если одновременно пустить несколько десятков «Диванов», то часть из них избежит поражения ЗУРами большой дальности, но при подходе к кораблю они будут обстреляны ЗУРами малой дальности ЗРК RAM. Вероятность поражения этими малыми ЗУРами еще выше, так как они имеют исключительную маневренность (перегрузка 50 g) и тепловую головку самонаведения, которая с высокой точностью выводит ЗУР на нагретую протитвокорабельную ракету.
О типе головки самонаведения для ракеты «Диван»
Для любой ПКР наилучшие характеристики обеспечивает радиолокационная головка. В зависимости от заметности цели она способна обнаруживать корабль противника на дальности 20–50 км. Но ее антенна должна иметь максимально возможный диаметр, поэтому она размещается в самой широкой части носового обтекателя. Из-за высокой скорости носовой обтекатель ГПКР должен быть сильно вытянутым и изготовлен из керамики. Такой обтекатель увеличит длину, массу и стоимость ПКР. Но при этом внутри он останется пустым. Однако больших дальностей обнаружения в радиоголовке все равно не получится, так как при гиперзвуковых скоростях вокруг обтекателя образуется плазменное облако, в котором происходит затухание радиоволн. Толстый слой керамики внесет дополнительное затухание. Кроме того, из-за высокой температуры обтекателя будет нагреваться и сама головка, что потребует применения громоздкого кондиционера, это еще более усложнит ГПКР.
Можно попробовать вместо радиоголовки установить малогабаритную оптическую головку, которая требует намного меньшего охлаждения, например от ракеты «Искандер». При этом керамический обтекатель не потребуется. Однако оптическая головка даже в хорошую погоду может обнаружить корабль на дальности не более 10 км, а через облака, туман и дымовые облака, которые корабль организует во время атак ПКР, оптика вообще не обнаруживает цель.
Возможности наведения ракеты
Никакая ракета не обнаруживает цель самостоятельно, ей перед стартом дается внешнее целеуказание — в какую прогнозируемую точку встречи с целью ей необходимо лететь. Ошибка целеуказания не должна превосходить единиц километров. Корабельная РЛС из-за кривизны Земли способна обнаружить корабль противника на дальности не более 40 км. Поэтому на крупных кораблях размещают тяжелые вертолеты Ка-27, которые могут с помощью бортовой РЛС обнаружить противника на дальностях 300–400 км от собственного корабля.
Использование морских самолетов-разведчиков типа Ту-142 (модификация Ту-95) мало поможет обнаружить корабли на бо́льших дальностях. При высоте полета 10 км Ту-142 может увидеть корабль противника не более чем на 400 км от собственного его положения. Из-за малой скорости полета (650 км/ч) Ту-142 не сможет приблизиться к авианосцу на требуемые 400 км, так как он будет обнаружен и уничтожен истребителями авианосца. Если разведчику необходимо обнаружить группу эсминцев, следующих без авианосца, то он сможет приблизиться к ним до дальней границы зоны поражения корабельных ЗРК — 250 км. Однако и на этой дальности обнаружить эсминцы не удастся, так как на них размещены мощные станции помех, которые подавляют бортовые РЛС как Ту-142, так и Ка-27. Следовательно, применить ГПКР можно будет только по кораблям, принадлежащим слабовооруженным флотам.
Тогда необходимо задать вопрос, зачем «Циркон» может летать на 1000 км, если по кораблям можно стрелять максимум на 400 км?
Экипаж боевой подводной лодки российского флота во время учений. Кадр из видео Минобороны
Путин сообщил, что «Циркон» может наносить удары и по наземным целям. Однако плачевное состояние российского надводного флота едва ли позволит российским ударным кораблям приблизиться к побережью США на 1000 км. За послесоветское время на России не было построено ни одного эсминца. Из менее крупных кораблей в качестве серьезных боевых единиц можно рассматривать только фрегаты типа «Адмирал Горшков». Но по имеющейся программе вооружения их будет построено всего 4 шт. Невозможно себе представить, что фрегаты могут совершить океанский переход и встретиться с эсминцами США, число которых достигает 80 шт. Таким образом, о дальности стрельбы по наземным целям приходится давать тот же ответ, что и по кораблям: можно выстрелить и на 1000 км, но только по слабым противникам. Для поражения слабых противников у нас имеются гораздо более дешевые ракеты «Калибр».
Выводы
Все наши попытки сконструировать ГПКР «Диван» не привели к успеху. Конструкция получается тяжелая, сложная и дорогая. Вероятность поражения «Дивана» средствами ПВО противника оказывается выше, чем у имеющихся на вооружении более дешевых СПКР «Оникс». Каким образом Минобороны собирается решить тяжелейшие конструкторские проблемы, остается неясно.
Выделенные на «Циркон» средства могли бы быть использованы на решение проблемы целеуказания хотя бы для уже имеющихся ПКР.
В СССР никогда заранее не сообщалось о разработке новых образцов вооружений. Противник узнавал о них либо во время парадов на Красной площади, либо из донесений разведок. Зачем сейчас информировать противника заранее о текущих разработках — непонятно. Конечно, объявление всероссийского конкурса названий поднимает рейтинг. По количеству названий мы явно обошли США, которым и похвастаться-то нечем, кроме самолетов и кораблей «Стелс». Осталось превзойти их по эффективности образцов, стоящих на вооружении. Лучше сначала сделать и потом объявить о достигнутом результате, пояснив, какие преимущества обеспечивает новый вид вооружений.
В итоге можно отметить, что даже в том случае, когда мы первыми в мире создали некий образец вооружения, то это еще не означает, что мы оказались лучшими в мире умельцами. Может быть, соперники лучше умеют производить оценку по критерию стоимость/эффективность и за производство малоэффективных образцов просто не берутся.
Андрей Горбачевский, инженер-разработчик РЛС; опубликовано в издании Новая газета