Главная страница | Античность | Средние века | Новое время | Двадцатый век | Техника | Самолеты | Корабли | Вооруженные силы | США | Технологии и наука Ракетные комплексы ПЛАРБ стран НАТО

 

Ракетные комплексы ПЛАРБ стран НАТО

 

Стратегические ракетные комплексы морского базирования в общем случае включают баллистические ракеты с подводным стартом, пусковые установки, систему управления ракетной стрельбой и другое оборудование (стартовый комплекс), размещенные на атомных подводных лодках (ПЛАРБ). По оценке зарубежных специалистов, находящиеся на вооружении ВМС США, Великобритании и Франции ракетные комплексы ПЛАРБ обеспечивают большую дальность стрельбы и высокую точность доставки ядерных боеприпасов к цели при относительно небольших габаритах ракет-носителей. Это достигнуто за счет решения ряда технических проблем, таких, как выбор формы и конструкции ракет, создание эффективных твердых топлив и специальных материалов, пусковых установок для подводного старта, а также систем управления и наведения ракет.

Баллистические ракеты подводных лодок (БРПЛ) обеспечивают доставку ядерных боеголовок к объектам противника на расстояние в несколько тысяч километров с точностью попадания до сотен метров. Современные БРПЛ включают две или три ступени, приборный отсек и головную часть, снаряженную одной либо несколькими боеголовками (их тактико-технические характеристики приведены в таблице). Как правило, БРПЛ имеют по две твердотопливных ступени, соединенных переходным отсеком. Одна из принятых на вооружение зарубежных ракет («Трайдент-1») выполнена по трехступенчатой схеме. При этом третья ступень размещается в центральном проеме приборного отсека и головной части. Сравнительные габариты ракет показаны на рис. 1.

Ракетные твердотопливные двигатели (РДТТ) всех трех ступеней «Трайдент-1» разрабатывались заново, их корпуса изготовлены из материалов с улучшенными характеристиками (арамидное волокно кевлар-49, в качестве связующего вещества применяется эпоксидная смола) и имеют качающееся сопло облегченной конструкции. Корпуса двигателей БРПЛ других типов («Поларис» и «Посейдон») изготовлены из стали или стеклопластика (эпоксидная смола, армированная стекловолокном). Материал кевлар-49 имеет более высокие удельную прочность и модуль упругости по сравнению со стекловолокном. Выбор арамидного волокна, подчеркивается в иностранной печати, дал выигрыш в массе, а также прирост в дальности стрельбы БРПЛ. Двигатели ракет снаряжаются высокоэнергетическим твердым топливом. В частности, на БРПЛ «Трайдент-1» в двигателях используется топливо нитролан, имеющее плотность 1,84 г/см3 и удельный импульс 271 кгс/кг (в двигателях БРПЛ «Поларис» — 231 кгс/кг). В качестве пластификатора применен по-лиуретановый каучук. Номинальная тяга РДТТ второй ступени БРПЛ «Трайдент-1» составляет 54,4 тс при массе топлива 7,26 т («Посейдон-СЗ» — 36,3 тс при той же массе), а третьей ступени — 18,1 тс при массе топлива 1,81 т. Применение на этих ракетах двухосновного топлива с высокой плотностью, большим удельным импульсом и поперечными связями, как утверждают разработчики, обеспечило прирост дальности стрельбы около 40 проц. На ракете «Трайдент-1», как и на БРПЛ «Посейдон-СЗ», на каждой ступени имеется по одному качающемуся соплу, обеспечивающему управление по тангажу и рысканию (на ракетах «Поларис» использовались дефлекторы газовой струи и поворотные сопла). Сопло изготовлено из композиционных материалов (на основе графита), имеющих меньшую массу и большую стойкость к эрозии.

Управление вектором тяги (УВТ) на активном участке траектории по тангажу и рысканию осуществляется за счет отклонения сопел, а управление по крену на участке работы маршевых двигателей не производится. Накапливающееся за время работы РДТТ отклонение по крену компенсируется в процессе работы двигательной установки головной части.

Все три ступени БРПЛ «Трайдент-1» имеют системы УВТ. Углы поворота сопел УВТ являются небольшими и не превышают 6 — 7°. Максимальный угол поворота сопла определен исходя из величины возможных случайных отклонений, вызванных подводным запуском и разворотом ракеты. Угол поворота сопла при разделении ступеней (для коррекции траектории) обычно составляет 2—3°, а во время остального полета — 0,5°.

Первая и вторая ступени ракеты имеют одинаковую конструкцию системы УВТ, а в третьей ступени она значительно меньших размеров. Они включают три главных элемента: пороховой аккумулятор давления, обеспечивающий газом (температура 1200°С) гидравлический блок; турбину, которая приводит в действие центробежный насос и гидравлический силовой привод с трубопроводами. Рабочая скорость вращения турбины и жестко связанного с ней центробежного насоса 100—130 тыс. об/мин. Система УВТ ракеты «Трайдент-1» в отличие от «Посейдон-СЗ» не имеет зубчатого редуктора, соединяющего турбину с насосом и снижающего скорость вращения наcoca (до 6000 об/мин). По оценке зарубежных специалистов, это привело к уменьшению их массы и повышению надежности.

Кроме того, в системе УВТ стальные гидравлические трубопроводы, применявшиеся на ракете «Посейдон-СЗ», заменены тефлоновыми. Гидравлическая жидкость в центробежном насосе имеет рабочую температуру 200—260°С. РДТТ всех ступеней БРПЛ «Трайдент-1» работают до полного выгорания топлива. Применение более легких материалов в корпусах РДТТ, сопел и элементов устройств УВТ, а также использование ракетного топлива с большим удельным импульсом, модернизация устройства управления вектором тяги и введение третьей ступени позволили увеличить дальность стрельбы ракеты «Трайдент-1» (примерно на 2300 км по сравнению с «Посейдон-СЗ»).

Особое место в конструкции любой ракеты занимает приборный отсек, который служит для размещения элементов системы наведения и управления ракеты. В зависимости от типа БРПЛ этот отсек монтируется в верхней части последней ступени или на головной части ракеты.

Система наведения БРПЛ «Трайдент-1» осуществляет управление полетом ракеты как на этапе работы ее маршевых двигателей, так и на этапе разведения боеголовок. Основными элементами системы наведения являются гиросга-билизированная платформа, на которой размещены гироприборы и астродатчик, а также бортовая ЭВМ, формирующая управляющие сигналы. Для обеспечения нормальной работы системы наведения в ней используется подсистема термостатирования, которая включает датчики температуры и обогреватели инерциальных прибо ров, а также водяное охлаждение. В БРПЛ «Трайдент-1» приборный отсек расположен на третьей ступени ракеты. В нем размещены аппаратура и приборы инерциальной системы наведения с астрокоррекцией. Инерциальные навигационные приборы ракет имеют накапливаемую ошибку в дальности стрельбы 1480 м за час полета. Для ее снижения в БРПЛ «Трайдент-1» наряду с совершенствованием механических узлов инерциальных приборов, в частности использованием воздушных подшипников для гироскопов (позволило избежать ошибок, обусловленных нагревом, износом, термическим воздействием контакта вращающегося подшипника с поверхностью), введена астрокоррек. ция. Она производится путем уточнения места ракеты в пространстве при наблюдении одной-двух звезд, находящихся близко к зениту в районе цели. Для коррекции дальности используются измерения угла возвышения звезды относительно местной вертикали при старте, для коррекции азимута — результаты измерений горизонтальной составляющей. Для осуществления астронавигационных измерений ракеты «Трайдент-1» оснащаются оптическим телескопом и звездным датчиком на видиконе, которые составляют единое целое с комплексом инерциальных приборов.

Применение на БРПЛ «Трайдент-1» новых достижений в области микроэлектроники позволило снизить массу блока электронного оборудования в системе наведения и управления полетом на 50 проц. по сравнению с аналогичным блоком на ракете «Посейдон-СЗ». В частности, показатель интеграции электронного оборудования на ракетах «Поларис-АЗ» составил 0,25 условных элементов в 1 см3, на «Посейдон-СЗ» — 1, на «Трайдент-1» — 30 (благодаря использованию тонкопленочных гибридных схем).

Головная часть (ГЧ) ракеты служит для размещения, наведения и пуска боеголовок на назначенные цели. БРПЛ оснащаются головными частями трех типов: моноблочными, рассеивающимися типа МРВ, разделяющимися типа МИРВ.

Моноблочные ГЧ устанавливались на первые американские БРПЛ «Поларис-А1» и «Поларис-А2», а также на французские М2 и М20. Они имели по одной боеголовке мощностью 0,5—1 Мт.

Рассеивающимися ГЧ типа МРВ оснащались ракеты «Поларис-АЗ»; они снаряжались тремя боеголовками мощностью по 200 кт, которые отстреливаются в заданной точке траектории полета одновременно и летят к району цели по близко отстоящим друг от друга баллистическим траекториям. Характерной особенностью ГЧ типа МРВ и моноблочных является отсутствие собственной двигательной установки.

Разделяющиеся ГЧ типа МИРВ имеют несколько боеголовок индивидуального наведения, нацеливаемых поочередно на разные объекты поражения. Ими оснащены БРПЛ «Посейдон-СЗ», «Поларис-АЗТК», М4 и «Трайдент-1». Состав ГЧ примерно одинаков, принципиальное отличие их в количестве и типах боеголовок.

В настоящее время, судя по сообщениям западной прессы, разрабатывается разделяющаяся головная часть типа МАРВ (снаряжена маневрирующими боеголовками индивидуального наведения), ГЧ ракет «Трайдент-1» состоит из боевого отсека, системы (ступени) разведения боеголовок, подсистемы наведения и головного обтекателя с носовой аэродинамической иглой. Боевой отсек несет восемь боеголовок марки W-76, расположенных по кругу. Мощность каждой около 100 кт. Система разведения боеголовок обеспечивает компенсацию ошибок выведения ГЧ на цель и производит корректирующий маневр при нацеливании боеголовок. Она включает двигательную установку, т. стоящую из двух твердотопливных газогенераторов, и подсистему небольших сопел с управляющими клапанами, с помощью которых при разведении боеголовок осуществляется регулирование скорости головной части, а также ее ориентация и стабилизация. Роль газогенератора выполняет пороховой аккумулятор давления (рабочая температура 1650°С, удельный импульс 236 кг с/кг, высокое давление 33 кг с/см2, низкое давление 12 кг с/см2). Ранее в системе раззедения боеголовок БРПЛ «Посейдон-СЗ» рабочая температура газа была на 450°С ниже, а удельный импульс — на 15 проц. меньше. Газ подается через входной трубопровод на четыре блока управляющих сопел, питающих в общей сложности 16 сопел (четыре передних, четыре задних и восемь стабилизации по крену). Масса системы разведения боеголовок 295 кг, масса топлива 193 кг, максимальное время работы после отделения третьей ступени 7 мин.

Головной обтекатель БРПЛ «Трайдент-1» изготовлен из специального елового шпона, а его носовая часть — из фенольного стеклопластика. В зарубежной печати отмечается, что применение специального елового шпона обеспечило значительно лучшие характеристики головной части при выходе из атмосферы, чем другие испытывавшие-ся материалы. При этом с выходом из плотных слоев атмосферы происходит обугливание только наружного слоя обтекателя, а остальные слои обеспечивают хорошую защиту приборного отсека и элементов ГЧ. Сброс (и увод с траектории полета ракеты) обтекателя производится на участке работы двигателя второй ступени с помощью твердотопливных двигателей.

Носовая аэродинамическая игла применена на ракетах «Трайдент» и «Посейдон-СЗ» в целях снижения аэродинамического сопротивления и увеличения дальности стрельбы при существующей форме их головных обтекателей. На БРПЛ «Трайдент-1» аэродинамическая игла утоплена в обтекателе, и ее шесть частей выдвигаются телескопически под воздействием порохового аккумулятора давления в течение 100 мс на высоте 600 м. Игла уменьшает максимальное значение силы лобового аэродинамического сопротивления на активном участке траектории с 18 тыс. до 9 тыс. кгс. Применение такой схемы дало прирост в дальности стрельбы для БРПЛ «Трайдент-1» 550 км и «Посейдон-СЗ» 325 км по сравнению с ракетой «Поларис-АЗ», имеющей аналогичную форму головного обтекателя. Пусковые установки БРПЛ являются важнейшей составной частью стартового комплекса и предназначены для хранения, обслуживания и запуска ракеты. Основными элементами каждой ПУ являются: шахта, пусковой стакан, гидро-пневмосистема, мембрана, клапаны, штекерный разъем, подсистема подачи пара, подсистема контроля и проверки всех узлов пусковой установки.

Шахта представляет собой стальную конструкцию цилиндрической формы. Она закреплена неподвижно в корпусе ПЛАРБ. Сверху шахта закрывается крышкой с гидравлическим приводом (равнопрочной с прочным корпусом ПЛАРБ), под которой расположена мембрана, предотвращающая попадание забортной воды в шахту при открывании крышки. Внутри шахты устанавливается стальной пусковой стакан. Кольцевой зазор между стенками шахты и стакана заполняется эластомерным полимером. В зазоре между внутренней поверхностью стакана и ракетой размещаются амортизирующие и обтюрирующие пояса. В пусковом стакане БРПЛ устанавливается на опорное кольцо, которое обеспечивает ее азимутальную выставку. В нижней части ракеты имеются четыре амортизационных устройства и четыре центрирующих цилиндра. В зазоре между стенками шахты и пусковым стакеном расположена часть устройств (амортизаторов), предназначенных для демпфирования ударных нагрузок на ракету.

Совершенствование этих устройств и уменьшение зазора между шахтой и пусковым стаканом позволили в 70-х годах установить БРПЛ больших размеров («Посейдон-СЗ») в шахту ракеты «Поларис-АЗ».

Пусковой стакан БРПЛ «Поларис», а также, по данным некоторых зарубежных источников, «Трайдент-1» монтируется к прочному корпусу ПЛАРБ на 20—30 башмаках, опирающихся на гидравлические амортизаторы. У ракет «Трайдент-1» сверху он перекрыт мембраной, аналогичная мембрана используется в ракетном комплексе «Посейдон». Жесткая оболочка мембраны толщиной 6,3 мм имеет куполообразную форму (ее диаметр 2,02 м и высота 0,71 м). Она изготовлена из фенольной смолы, армированной асбестом. К внутренней поверхности мембраны приклеивается пенополиуретан низкой плотности с открытыми ячейками и сотовый материал, сделанный по форме носовой части ракеты. Это обеспечивает защиту БРПЛ от силовых и тепловых нагрузок при вскрытии мембраны с помощью профилированных зарядов взрывчатого вещества, установленных на внутренней поверхности оболочки. При вскрытии оболочка разрушается на несколько частей: центральную и боковые.

Для доступа к системам и узлам ракеты с целью их проверок и технического обслуживания каждая шахта имеет горловины и люки, расположенные на различных уровнях. Пусковая шахта БРПЛ «Трайдент-1» оснащена штекерным разъемом нового типа для соединения приборов ракеты с бортовой си- стемой управления стрельбой. Он автоматически отсоединяется в момент пуска ракеты.

В ракетном комплексе «Поларис» для выбрасывания ракеты из шахты применялся воздух высокого давления (ВВД), для чего каждая шахта оборудована автономной воздушной системой. Воздух хранился в сферических баллонах диаметром 1,2 м. Емкость баллона, рассчитанного на давление 315 кг/см2, составляла 0,9—0,95 м3, а общий запас ВВД ракетного комплекса, например, на ПЛАРБ «Джордж Вашингтон» был 14—15 м3. Для выстреливания ракет «Посейдон-СЗ» и «Трайдент-1» из шахты используется пороховой аккумулятор давления. Генерируемые им газы проходят через камеру с водой и частично охлаждаются. Образовавшийся при этом низкотемпературный пар поступает в нижнюю часть пускового стакана и выталкивает ракету. Переход на парогаз, по оценке американских специалистов, позволил увеличить выстреливаемую массу ракеты без увеличения объема системы выброса.

В пусковой шахте БРПЛ «Трайдент-1» внедрены система создания избыточного давления перед пуском ракеты, камера охлаждения и устройство закрытия шахты нового типа. Размеры пускового стакана на ПЛАРБ типа «Огайо» на 15 проц. по диаметру и 30 проц. по высоте больше, чем у лодок типа «Лафайет». Это сделано с учетом возможности размещения в дальнейшем на первых восьми кораблях типа «Огайо» БРПЛ «Трайдент-2».

Система управления ракетной стрельбой предназначена для расчета данных стрельбы и ввода их в ракету, осуществления предстартовой проверки и контроля готовности аппаратуры к запуску. На ПЛАРБ типа «Лафайет» установлена система управления ракетной стрельбой Мк88 мод. 2, для «Огайо» разработана новая система Мк98 мод. О. В отличие от аналогичных систем ракетного комплекса «Поларис» они поззоляют производить перенацеливание ракет, находящихся в шахтах патрулирующих ПЛАРБ, на вновь назначенные цели.

Система управления ракетной стрельбой включает посты управления пуском ракет, навигационный и контроля подсистемы выброса ракет из шахты. Ее основу составляет ЭВМ.

Пост управления ракетной стрельбой расположен в центральном посту ПЛАРБ. Необходимые данные, характеризующие состояние всех ракет и подготовку вспомогательных подсистем к стрельбе, отображаются на его специальном пульте. Такой пульт на ПЛАРБ типа «Лафайет» включает 16 рядов контрольных лампочек зеленого цвета, показывающих этапы подготовки и степень готовности к полету. В центре нижней части пульта имеется отверстие для пускового ключа.

Навигационный пост выдает данные, характеризующие местоположение носителя и элементы его движения, а также величины магнитного и гравитационного полей Земли в районе нахождения ПЛАРБ. Они, как и информация от подсистемы контроля и выброса ракет, вводятся в общекорабельную ЭВМ.

Капитан 2 ранга В. Красенский, капитан 1 ранга В. Грабов.

Источник - "Зарубежное военное обозрение" №4 1989.

Последнее обновление 28.03.2015

Автор - Антропов Петр, 2001 - 2017.

petivantropov@gmail.com

  Рейтинг@Mail.ru