Инерциальные системы и повышение точности наведения крылатых ракет

повышение точности крылатых ракет

Современные способы ведения военных операций требуют создания для ударной авиации (УА) высокоточного оружия с обычной боевой частью (ОБЧ), запускаемого вне зоны действия противовоздушной обороны противника.

В настоящее время США совершенствуют как высокоточные маловысотные крылатые ракеты (МКР) (АСМ-86, АСМ-86С, АСМ-129В, АСМ-137, малозаметная МКР }А58М) воздушного базирования (самолеты В-52С/Н, В1-В, В-2, Р-16, Р-117, 15Е и др.), так и морского базирования.

Полигон для испытаний

Полигонами для испытаний этого оружия явились Ирак и Югославия. Так, например, первая военная операция против Ирака («Буря в пустыне») осуществлялась с применением высокоточных МКР воздушного базирования АОМ-86, а вторая операция «Лиса в пустыне» — с применением более совершенных МКР — АСМ-86С.

Военная кампания НАТО против Югославии имела цель всесторонне испытать ВТО различного базирования. В частности, запуск ракет воздушного базирования производился с высоты 8-9 тыс. м, вне зоны ПВО.

МКР морского базирования запускались с кораблей и подводных лодок ВМС США. МКР воздушного и морского базирования поражали цели на дальностях 300…800 км от рубежей пусков. Были испытаны новейшие МКР воздушного базирования, хотя в целях дезинформации они проходили под старым шифром АСМ-86 с добавлением определенных индексов. В этот же период были испытаны практически новые МКР морского базирования ВСМ-109, носителями которых были корабли и подводные лодки ВМС США.

Приоритетами научно-технического обеспечения военной безопасности РФ являются:

  • опережающее развитие фундаментальных и прикладных исследований и ОКР, позволяющих эффективно реагировать на возникающие военные угрозы и военно-технические прорывы;
  • разработка и производство высокоэффективных систем управления, высокоточных, мобильных средств поражения с обычной боевой частью, а также систем их информационного обеспечения;
  • обеспечение уровня фундаментальных, поисковых и прикладных исследований, перспективных научно-технических и технологических разработок, развития научно-экспериментальной, испытательной и производственной баз предприятий, гарантирующего выполнение государственного заказа.

Важной задачей при разработке новых поколений вооружения, в том числе высокоточных крылатых ракет средней и большой дальности ударной авиации (МКР СБД УА), является обеспечение высоких точностных характеристик систем навигации. Системы навигации современных крылатых ракет строятся с использованием инерциальной навигационной системы.

Разработка повышенной точности

Актуальной является разработка ИНС повышенной точности на основе паспортизации и алгоритмической компенсации ее систематических погрешностей, а также разработка алгоритмов определения и компенсации систематических погрешностей в полете с использованием методов комплексной обработки информации и рационального использования средств коррекции ИНС.

повышение точности крылатых ракет

Переход к созданию высокоточных МКР СБД с ОБЧ базируется на научно-техническом заделе, полученном при создании МКР первого поколения. Для большинства отечественных и зарубежных ракет первого поколения характерно применение на них бортовых систем управления средней точности, так как эти МКР оснащались специальной боевой частью.

Маршрут полета МКР разбивался на два участка: оперативный участок (от точки старта до зоны первой коррекции (ЗПК) по рельефу местности) и маршевый участок (от ЗПК до цели). Для повышения точности при формировании полетного задания цель включалась в участок последней зоны коррекции (ЗК) по рельефу местности (РМ) или располагалась в непосредственной близости от этой зоны.

Основным элементом БСУ МКР со специальной БЧ, определяющим эффективность их боевого применения, является система навигации и наведения, обеспечивающая полет ракеты по сложному маршруту на малой высоте и выход на цель с точностью, обеспечивающей ее поражение.

Современный этап создания МКР СБД УА с ОБЧ характеризуется применением на них БСУ с навигационной системой (НС) повышенной точности. Маршрут полета этих МКР разбивается на три участка: оперативный, маршевый и участок конечного наведения.

Научно-технический задел по структуре, составу бортовой аппаратуры и алгоритмов, методам и средствам информационного обеспечения высокоточных МКР был разработан в нашей стране в ряде НИЭР, выполненных в основном в 1985—1995 гг. под научным руководством академика Е. А. Федосова кооперацией предприятий промышленности во главе с ГосНИИАС.

МКР запускается с носителя вне зоны действия ПВО противника и летит в инерциально-доплеровском режиме счисления на оперативном участке полета до ЗПК, где осуществляется коррекция по рельефу местности инерциальной навигационной системы для ликвидации отклонений ракеты от расчетной траектории полета.

Коррекция инерциальной системы

Далее на маршевом участке маршрут полета ракеты пролегает через ряд промежуточных зон коррекции по РМ, в которых осуществляется коррекция ИНС и ликвидируются отклонения МКР от расчетного маршрута. После пролета последней ЗК включается система коррекции и конечного наведения, осуществляющая высокоточную коррекцию и наведение ракеты в расчетную точку прицеливания.

повышение точности крылатых ракет

В качестве системы коррекции в БСУ этих ракет может быть использована навигационная аппаратура потребителя спутниковой радионавигационной системы (СРНС), работающая на всех этапах полета.

В БСУ зарубежных высокоточных МКР применяются инерциальные навигационные системы, корреляционно-экстремальные НС по рельефу местности типа ТЕЛКОМ, спутниковые приемники системы вРБ («Навстар») и системы коррекции и конечного наведения типа ББМАС.

Повышение точности НС БСУ позволяет осуществить маршрут полета МКР с единственной ЗК по РМ, расположенной непосредственно у цели, а при применении помехозащищенной навигационной аппаратуры потребителя спутниковой радионавигационной системы отказаться от системы коррекции по РМ.

БСУ предназначена для осуществления навигации и управления движением МКР по заданному маршруту с выполнением заданного пространственно-временного графика полета с обеспечением наведения МКР в заданную точку прицеливания (ТП) на наземные стационарные объекты военно-промышленного назначения с известными до пуска координатами и информационными характеристиками, расположенные как в глубине континентов, так и на их побережье.

Важным элементом БСУ, влияющим на ее тактико-технические характеристики, является навигационная система. От нее зависят точностные характеристики БСУ и, следовательно, точность доставки МКР с ОБЧ в район ТП.

Ядром высокоточной навигационной системы является гироинерциальная система (ГИС). Основным режимом счисления координат МКР первого поколения являлся инерциально-доплеровский режим. Наличие в БСУ доплеровского измерителя скорости и угла сноса влияет на помехозащищенность ракеты и эффективность ее боевого применения.

Идеальным с точки зрения скрытности и помехозащищенности является чисто инерциальный режим работы НС. Однако погрешности чисто инерциальной системы навигации при входе МКР СБД в ЗПК по РМ соизмеримы или превосходят размеры самой зоны вследствие недостаточной точности ГИС и ошибок ее выставки от пилотажно-навигационного комплекса самолета-носителя в полете.

Имеются два пути повышения точности навигационной системы, работающей в чисто инерциальном режиме: первый — технологический, заключающийся в совершенствовании базовых чувствительных элементов (ЧЭ), уменьшении их инструментальных ошибок, второй — паспортизация и компенсация ошибок ГИС, заключающийся в выявлении ошибок взаимного положения осей чувствительности ЧЭ, систематических тепловых, независимых, корпусных и динамических составляющих дрейфов гиростабилизированной платформы (ГСП) и формировании матрицы поправок как для компенсации, так и последующего учета указанных ошибок в алгоритмах навигации.

При этом требуется, чтобы указанные систематические ошибки были стабильны во времени и существенно не изменялись от запуска к запуску ИНС.

Компенсация систематических ошибок ИНС в соответствии с математическими моделями ошибок ЧЭ ГСП превращает ИНС средней точности в высокоточную ИНС. А это в свою очередь существенно повышает как точность выставки ИНС на самолете-носителе, так и точность ее «довыставки» на траектории полета МКР при использовании информации от СРНС.

повышение точности крылатых ракет

Технологический путь в значительной мере исчерпал себя, так как возможности уменьшения инструментальных ошибок изготовления ЧЭ ограничены точностью применяемого станочного и измерительного оборудования.

Учитывая актуальность повышения точности навигации МКР в чисто инерциальном режиме и в связи с появившейся информацией о разработках в США перспективных МКР (типа ACM) повышенной точности, скрытности и помехозащищенности, осуществляющих навигацию в чисто инерциальном режиме, ГосНИИАС выступил в 1986 г. инициатором проведения НИЭР с целью определения технических путей исключения из состава БСУ ДИСС.

Ссылка на основную публикацию